Tìm hiểu Các Đơn Vị Thường Dùng Trong ngành Viễn thông dB, dBm, dBw dBd, dBi, dBc

1. dBm, dBw

dBm là đơn vị công suất thuần túy (không so sánh). Cách tính 1dBm=10log(PmW/1mW)

Ví dụ: Công suất phát của thiết bị là 10W, biểu diễn dạng dBm là 10lg(10000/1)=40dBm.

Tương tự, dBW cũng là đơn vị công suất thuần túy, nhưng được chuyển đổi từ W sang. Vd: 1W –> 10lg(1) = 0dBW; 2W = 3dBW.

2. dBi, dBd

dBi và dBd đều là các đơn vị biểu diễn độ lợi công suất (power gain) của antenna, nhưng có tham chiếu khác nhau.

• dBm là decibell tính so với một miliwatt, còn đọc gọn là [di-bi-em]

Tương tự vậy, dBi đọc là [di-bi-ai], là tăng ích (hay độ lợi) của một ăng-ten so với ăng-ten đẳng hướng (isotropic).

• dBd, đọc là [di-bi-di], là tăng ích của một ăng-ten so với một ăng-ten lưỡng cực (chữ d sau dB ấy là viết tắt của từ dipole, nghĩa là ăng-ten lưỡng cực) nửa sóng (half wave dipole).

Cả dBi lẫn dBd đều cùng để chỉ tăng ích (G) của ăng-ten, vấn đề là so với ăng-ten nào, đẳng hướng hay lưỡng cực nửa sóng.

0dBd = 2.15dBi

G [dBi] = G [dBd] + 2.15 [dB]

Anten 3G (UMTS) thường có độ lợi khoảng 18dBi (dual: 2 x 18dBi)

 Với dBi thì i là viết tắt của từ đẳng hướng (isotropic). Nó là đơn vị của hệ số tăng ích của anten phát xạ đẳng hướng. Ngoài ra với anten phát xạ có hướng thì đơn vị của hệ số tăng ích là dBd. Và trong lúc tính toán thì dBi được coi như dB.

 

3. dB

dB là đơn vị so sánh về độ mạnh (intensity), công suất (power).

Đối với điện áp (V), dòng (I) và trường E (điện trường, từ trường), công thức tính là 20lgX (dB)

Đối với công suất (P), độ lợi (G), công thức tính là 10lgX (dB)

Vd: Công suất A là XW tương đương X’dBm, Công suất B là YW tương đương Y’dBm. Khi đó so sánh A lớn hơn (nhỏ hơn) B bao nhiêu dB, tính bằng 10g(X/Y)dB hoặc (X’-Y’)dB.

Antenna A có độ lợi 20dBd, B là 14dBd, vậy A có độ lợi lớn hơn B 6dB

4. dBc

dBc  có phương pháp tính giống với dB và cũng là một đơn vị tương đối, có liên hệ đến một đại lượng khác. dBc thường được dùng mô tả khả năng của các RF components, vd: carrier power được mô tả bởi mức interference, coupling, scattering…

Ở đâu dùng dBc, ở đó có thể thay bằng dB. dBc ít được dùng đến.

----------------------------------

mối quan hệ giữa dB và dBm là như sau:X[dB] +Y [dB] = Z[dB]
X[dB]- Y[dB] = Z[dB]
X[dBm] + Y[dB] = Z[dBm]
X[dBm] - Y[dB] = Z[dBm]
X[dBm]- Y[dBm] = Z[dB]
X[dBm] + Y[dBm] = Z []+

------------------------------------------------

Để chuyển giữa các đại lượng tính theo dB, dBm, ... bạn nên chú ý là các giá trị đó đều là giá trị so sánh theo 1 đại lượng chuẩn (reference), ví dụ dB lấy chuẩn là 1W, dBm lấy chuẩn là 1mW. Vì vậy để chuyển đổi qua lại thì cách dễ dàng nhất là chuyển về dạng tuyến tính rồi đổi ngược lại. Ví dụ 1.5dB = ? dBm. Ta chuyển 1.5dB sang W bằng 10^(1.5/10) = 1.4125W, đổi sang mW được 1412.5 mW, đổi ngược lại dBm 10*log(1412.5) = 31.5 dBmCách làm như vậy tuy dài nhưng không sợ sai, điều cốt yếu là bạn hiểu được những cái reference khác nhau (tuỳ mỗi lĩnh vực người ta sẽ chọn ra reference tương ứng)Nhưng bạn cũng có thể làm cách khác nhanh hơn là dựa vào tương quan của các reference và tính chất của việc lấy logarithm, các bài toán nhân chia trong hệ tuyến tính trở thành bài toán cộng trừ trong hệ logarithm. Ví dụ A = B*1000 trong hệ tuyến tính thì trong hệ logarithm log(A) = log(B) + log(1000) nếu tính theo dB thì 10log(A) = 10log(B) + 10log(1000) = 10log(B) + 30. 
Trở lại bài toán trên reference của dB là 1W, của dBm là 1mW cho ta thấy khi muốn chuyển từ dB sang dBm bạn chỉ cần cộng thêm 30. 
Vì vậy khi bạn đã hiểu tương quan giữa các reference thì không cần đổi sang hệ tuyến tính nữa mà có thể trực tiếp làm trên hệ log.

1 chú ý nhỏ là dB còn được dùng để thể hiện tương quan giữa 2 đại lượng công suất A, B chứ không nhất thiết giữa A với 1. Lúc này nó chỉ thể hiện tương quan tỉ lệ chứ không có đơn vị. Ví dụ A = 4mW, B = 2mW -> ta nói công suất A gấp 2 lần B hoặc A lớn hơn B 3dB -> 3dB không có thứ nguyên.

Kết luận: chỉ cần hiểu đại lượng chuẩn là có thể đổi qua lại dễ dàng.

 

-------------------------------------

Khi đo decibel có tính "Tuyệt đối" và  "tương đối" Mặc dù các phép đo decibel luôn luôn liên quan đến một mức tham chiếu, nếu giá trị số tham khảo đó là rõ ràng và chính xác quy định, sau đó đo decibel được gọi là một "tuyệt đối" đo lường, theo ý nghĩa là các chính xác giá trị của số lượng đo có thể được phục hồi bằng cách sử dụng các công thức được trước đó.

 Ví dụ, kể từ khi dBm chỉ đo lường sức mạnh tương đối so với 1 miliwatt, 

* 0 dBm có nghĩa là không thay đổi từ 1 mW. Do đó, 0 dBm là mức công suất tương ứng với một sức mạnh của chính xác 1 mW. 

* 3 dBm là 3 dB lớn hơn 0 dBm. Như vậy, 3 dBm là mức công suất tương ứng với 103/10 1 mW, hoặc khoảng mW 2. 

* -6 DBm 6 dB có nghĩa là nhỏ hơn 0 dBm. Như vậy, -6 dBm là mức công suất tương ứng với 10-6/10 1 mW, hoặc khoảng μW 250 (0,25 mW). 

Nếu giá trị số tham khảo không phải là quy định rõ ràng, như trong được dB của bộ khuếch đại, sau đó đo decibel là hoàn toàn tương đối.