关于增益的几个知识全面讲解
天线增益
1、增益是用来表示天线集中辐射的程度。
其在某一方向的定义是指在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比,即功率之比。
增益一般与天线方向图有关,方向图主瓣越窄,后瓣、副瓣越小,增益越高。
增益的单位用“dBi”或“dBd”表示。
2、天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一。
一般来说,增益的提高主要是依靠减少垂直面向辐射的波束宽度,而在水平面上保持全向的辐射特性。
天线增益对移动通信系统运行极为重要,因为它决定蜂窝边缘的信号电平。
增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围,或者在确定范围内增大增益余量。
可以这样来理解增益的物理含义------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,如果用理想的无方向性点源作为发射天线,需要100W 的输入功率,而用增益为G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时,输入功率只需100 / 20 = 5W 。
换言之,某天线的增益,就其最大辐射方向上的辐射效果来说,与无方向性的理想点源相比,把输入功率放大的倍数。
半波对称振子的增益为G=2.15dBi。
4 个半波对称振子沿垂线上下排列,构成一个垂直四元阵,其增益约为G=8.15dBi( dBi 这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源)。
如果以半波对称振子作比较对象,其增益的单位是dBd 。
半波对称振子的增益为G=0dBd (因为是自己跟自己比,比值为 1 ,取对数得零值。
)垂直四元阵,其增益约为G=8.15–2.15=6dBd 。
对于水平极化方式的天线来讲,通常以一个半波水平放置的偶极子天线为标准天线,其增益为0dB(实际指dBd)。
调频二偶极子反射板天线的增益通过计算和实验数据,其结果基本一致。
相对于半波偶极子天线的增益最高只能做到7.5dB。
当天线在进行组阵时,天线系统增益为7.5dB。
计算推论如下:总功率在一层四面分配时,天线功率将损失6dB,此时天线增益为7.5-6.5=1.5dB;再根据天线层数增加一倍时天线系统增益将增加3dB的原理,因此两层天线增益就为1.5+3=4.5dB;当天线层数为四层时,天线系统增益就为1.5+3+3=7.5dB,故四层四面调频二偶极子板天线系统增益也只能做到7.5dB。
自动控制原理增益
自动控制原理增益自动控制是现代工程中的重要技术之一,它通过对系统输入和输出进行监测和调节,使系统能够实现预定的目标。
而在自动控制中,增益是一个关键概念,它用于衡量系统对输入的响应程度。
本文将从理论和实际应用两个方面,探讨自动控制原理中的增益。
一、理论基础在自动控制系统中,增益是一个重要的参数。
它描述了系统对输入信号的放大程度,即输出相对于输入的变化比例。
增益通常用数值表示,可以是正数、负数或零。
正数表示输出与输入同向变化,负数表示输出与输入反向变化,零表示输出不受输入的影响。
增益的计算方法可以根据具体的系统模型进行推导,常见的方法有传递函数法、状态空间法等。
传递函数法是一种常用的方法,通过将系统的输入和输出之间的关系表示为一个分式,可以求得系统的增益。
而状态空间法则通过描述系统的状态和状态变化来计算增益。
增益在自动控制理论中有着重要的作用。
首先,它可以帮助我们了解系统的特性。
通过计算增益,我们可以判断系统对输入信号的响应程度,从而评估系统的灵敏度和稳定性。
其次,增益也是设计控制器的重要参考依据。
在设计控制策略时,我们可以根据系统的增益来选择合适的控制器类型和参数,以实现期望的控制效果。
二、实际应用自动控制原理中的增益不仅存在于理论推导中,也广泛应用于实际工程中。
以下是几个常见的应用案例:1. 温度控制系统在家用电器中,温度控制系统是一个常见的应用场景。
例如,我们可以通过空调控制器来调节室内温度。
在这个系统中,温度传感器将室内温度作为输入信号,控制器根据设定的温度值和当前温度之间的差异,调节空调的制冷或制热功率。
增益在这个系统中起到了放大输入信号的作用,使得控制器能够更准确地响应温度变化。
2. 机器人运动控制在工业自动化中,机器人的运动控制是一个重要的应用领域。
通过对机器人的关节角度进行控制,可以实现机器人的运动轨迹规划和执行。
在机器人运动控制系统中,增益用于调节控制器对输入信号的响应速度和稳定性。
天线系统增益问题概述
天线系统增益问题概述1,增益的物理含义为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,如果用理想的无方向性点源作为发射天线,需要100W 的输入功率,而用增益为G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时,输入功率只需100 / 20 = 5W 。
换言之,某天线的增益,就其最大辐射方向上的辐射效果来说,与无方向性的理想点源相比,把输入功率放大的倍数。
2,天线增益在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。
增益显然与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。
天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一。
表征天线增益的参数有dBd和dBi。
DBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。
相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。
一般地,GSM定向基站的天线增益为18dBi,全向的为11dBi。
天线如何获得增益?首先,天线是“无源器件”,所以天线本身并不能给AP的信号增加能量。
然而我们一提到天线,最重要的指标就是说天线的“增益”,那么天线是如何获得信号强度的“增益”呢?答案就是,靠控制信号发射的角度。
这个原理有些类似于手电筒,手电筒靠一面凹镜,让光线都集中在某一角度,来让光线照到更远的地方。
手电筒及电池相当于AP设备本身,而手电筒的灯泡和凹镜就相当于我们的天线。
如果摘掉手电筒的凹镜,那么就相当于使用一个增益很小的全向天线,光线照射很分散,覆盖距离很近;有了凹镜,则相当于使用了一个高增益的定向天线,光线集中,覆盖距离很远。
信号总的能量是由AP决定的,天线则决定让这些能量集中在某个角度内,这个角度越小,能量聚集度越高,获得的信号“增益”也就越大,信号覆盖的距离越远;反之,如果覆盖角度越大,能量聚集度越低,信号覆盖的距离越近。
关于增益的一些基础知识
h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/本文档来源于移动通信论坛(mscbsc),原文地址:/bbs/thread-160303-1-1.html【关于底噪】分析-恶补类-直接贴出来了--------------- 发贴者: 发表时间:2009-12-11 10:14:04以下内容跟帖回复才能看到==============================基站底噪分析基站外接有源设备的代价是牺牲手机上行发射功率的.基站输出功率:20w=43dBm(单载波)基站底噪声:-120dBm,基站机器噪声:6dB可见,没有外接任何有源设备的情况下:基站本身的噪声是-114dBm外界的白噪声是-121dBm,外界白噪声是完全淹没在基站噪声下的,所以外界的白噪声对基站是完全没有影响的.h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/所以在外界设备的情况下,我们的也需要把设备贡献的噪声不能超过-114dBm,才能不至于抬高基站的底噪.而且不仅仅是要在-114dBm以下,如果我们设备贡献的噪声是-114dBm的话,我们的噪声和基站噪声的叠加也就是-114+3=-111dBm,所以这样的话,我们还是抬高了基站的底噪.为此我们贡献的噪声最好是要小于-114-3=-117dBm.现在我们开始讨论我们外接有源设备后贡献的噪声情况:假设我们采用的是20w的直放站,即43dBm,基站是单载波的情况.假设我们把设备的实际的发射功率也是43dBm,这样的话,我们主机的下行增益,即等于基站到设备的空间任何的损耗.如果我们的下行增益和上行增益设置是一致的话,我们上行返回基站的噪声是:h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/空间白噪声+直放站机器噪声系数+直放站上行增益-基站至直放站的空间损耗=其中直放站上行增益=基站至直放站的空间损耗-121+5+X-X=-116从该种情况可以看出当设备和基站的输出功率一样的情况下,我们把上下行增益设置的一致才不会抬高基站的底噪声.如果我们的直放站输出功率是10w=40dBm的时候,我们再按照上面的推算:h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/可以说,我们的下行增益比空间损耗小3dB,如此看出,我们如果把上行增益设的和下行一样的话,也就是比空间损耗小3dB,那么返回基站的底噪如下:-121+5+(X-3)-X-=-119dBm,我们可以看出基站的原底噪是-114dBm,这样就明显的发现设备返回基站的底噪要小于基站自身的噪声.所以该设备对基站的噪声方面是没有任何影响的.但是我们可以看见,设备所贡献的噪声小了.即上行增益小了,上行增益不仅仅针对噪声的放大,也包括对上行有用信号的放大,所以说这样上行到达基站的信噪比就差了.为了得到较好的信噪比,手机自然需要更大的发射功率.发射功率需要提高-114-(-119)=5dB.这种情况在我们的手机发射功率可以看出来.这种情况会比较明显的表现在覆盖系统的弱信号区.导致我们在手机弱信号区打电话的时候,手机发射功率很高,然后由于信噪比还是差,所以误码率就高了.通话质量就差了.h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/所以碰到输出功率低于基站输出功率的设备,我们需要把上行增益设置的比下行增益大,具体大小等于:基站输出功率-直放站输出功率-1相反,我们的直放站输出功率比基站输出功率大的话,上行就要比下行的增益要小一下,即衰减要大.当前阐述的是单载波的情况,还有多载波的情况和单载波的情况是一样的,但是我们需要提高的高的功率是总功率,主要是基站的总功率,因为直放站的显示的就是总功率.h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/当前的是一个有源设备放大情况.我们经常碰到直放站后端需要增加干线放大器.这样我们需要把直放站和干线放大器看成是一体.首先看前一级直放站的覆盖区的情况:上行增益的设置要比下行的增益大以下数量:基站输出功率-直放站输出功率-1这样直放站的覆盖区就完成了调试.h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/现在看增加干线放大器的覆盖区情况:-121+干放上行增益+干放机器噪声-直放站到干放间的线路损耗+直放站上行增益+直放站机器噪声-基站到直放站间的线路损耗=-117-121+干放上行增益+5-直放站到干放间的线路损耗+直放站上行增益+5-基站到直放站间的线路损耗=-117直放站到干放间的线路损耗=直放站输出功率+干放下行增益-干放输出功率直放站上行增益=直放站下行增益+基站输出功率-直放站输出功率-1基站到直放站间的线路损耗=基站输出功率+直放站下行增益-直放站输出功率h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/所以上面的式子可以:-121+干放上行增益+5-直放站输出功率-干放下行增益+干放输出功率+直放站下行增益+基站输出功率-直放站输出功率-1+5-基站输出功率-直放站下行增益+直放站输出功率=-117干放上行增益-干放下行增益+干放输出功率-直放站输出功率=-5干放上行增益-干放下行增益=直放站输出功率-干放输出功率-5==============================[ 本帖最后由 于 2009-12-15 15:23 编辑 ]。
增益
有时也会看到dBc,它也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。
一般来说,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与
载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)
以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB替代。
1、dBm
dBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。
[例1] 如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:
10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
所以-50dBm=0dBm-10-10-10-10-10=1mW/10/10/10/10/10=0.00001mW
在dB,dBm计算中,要注意基本概念。比如前面说的 0dBw = 10lg1W = 10lg1000mw = 30dBm;又比如,用一个dBm 减另外一个dBm时,得到的结果是dB。如:30dBm - 0dBm = 30dB。
一般来讲,在工程中,dB和dB之间只有加减,没有乘除。而用得最多的是减法:dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除,信号功率和噪声功率相除就是信噪比(SNR)。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘,这个已经不多见(我只知道在功率谱卷积计算中有这样的应用)。
电压增益表示的是放大电路对输入信号的放大能力,使用的表示方法是分贝表示法,其定义为: Gu=20lg(Uo/Ui)=20lgAu
增益的单位是分贝,用符号dB表示。使用分贝来表示放大器的放大能力有以下好处: 1.采用分贝表示法,使大数字计算变为小数字计算,如某放大器的放大倍数Au=10000倍,分贝表示为Gu=80dB。 2.采用分贝表示法,可以利用对数特性将乘法变为加法,将除法变为减法,大大简化了多级放大器的计算。 3.采用分贝表示法,可以直观地表示增益的变化情况。比如,放大器的电压放大倍数=1时,其增益用分贝表示为0;当放大器的电压放大倍数>1时,其增益用分贝表示为一个正数;当放大器的电压放大倍数<1时,其增益用分贝表示为一个负数。 分贝表示法还广泛应用于电子电器的各种性能指标,如收音机、电视机、手机、无线数传系统等的灵敏度和选择性等。各种测量仪器的信噪比、环境噪声等也都用分贝表示,是一个在实际工程中被广泛应用的单位。
增益计算公式
增益计算公式在热力学中,增益是一个重要的物理参数,描述了工程系统内存在的不同能量状态。
增益的计算有多种方式,本文主要探讨增益的计算公式。
增益的计算公式主要有三种:能量增益公式、力学增益公式和热力学增益公式。
根据不同的物理系统和要求,使用不同的增益公式。
1.量增益公式:其中ΔE表示变化的能量,两个关键量Q和T 分别是热容和温度,热容是表示物质内部能量的容量。
ΔE/QΔT=G2.学增益公式:其中ΔF表示变化的力学力,L和ΔX分别表示受力的位置和受力方向的移动距离。
ΔF/LΔX=G3.力学增益公式:其中ΔU表示变化的热力学势,T表示温度,ΔS表示变化的熵。
ΔU/TΔS=G总结以上三个增益公式,可得总的增益公式:ΔE/QΔT=ΔF/LΔX=ΔU/TΔS=G增益计算公式可用来计算热力系统的增益,以确定其能量、力学和热力学状态。
增益公式有助于识别和衡量物质变化过程中存在的热力特性。
例如,热力系统的能量变化可以通过能量增益公式来评估,力学力的变化可以通过力学增益公式来评估,热力学势的变化可以通过热力学增益公式来评估。
因此,可以从力学、能量和热力学等角度研究物质状态的改变,并从多方面分析增益。
另外,增益计算公式还可用于衡量热力系统内部热能量的改变量。
例如,可以用增益公式来衡量物质在受力作用下的熵改变。
增益计算公式可以揭示热力系统内部的热力特性,对对其内部的变化有着重要的衡量作用。
总之,增益计算公式是衡量热力系统能量、力学和热力学状态的重要手段,可以帮助我们计算和分析物质在变化过程中的热力特性。
因此,增益计算公式也是热力学研究领域中的重要一环。
什么是放大电路的增益如何计算
什么是放大电路的增益如何计算放大电路是一种通过增大电信号幅度的设备或电路。
在现代电子技术中,放大电路广泛应用于音频放大器、无线通信、遥控设备等领域。
了解放大电路的增益以及如何计算是理解和设计放大电路的基础。
本文将介绍放大电路的增益的概念和计算方法。
一、放大电路增益的概念放大电路的增益是指输出信号和输入信号之间的电压或电流比值。
放大电路可以将弱信号转换为更强的信号,并放大输入信号的幅度。
放大电路的增益是对输入信号的放大效果量化的衡量标准,常用单位为分贝(dB)。
放大电路的增益可以分为电压增益和电流增益两种。
电压增益是指输出电压与输入电压之间的比值,常用符号为Av;电流增益是指输出电流与输入电流之间的比值,常用符号为Ai。
二、放大电路增益的计算方法1. 电压增益的计算方法电压增益是最常见的一种增益,它描述了输入信号经过放大电路后输出信号的电压变化情况。
电压增益的计算公式如下:Av = Vo / Vi其中,Av表示电压增益,Vo表示输出电压,Vi表示输入电压。
电压增益的单位是伏特每伏特(V/V),或以分贝(dB)为单位表示。
例如,如果一个放大电路的输出电压为5伏特,输入电压为1伏特,则电压增益为:Av = 5V / 1V = 5V/V2. 电流增益的计算方法电流增益是描述输入信号经过放大电路后输出信号的电流变化情况的一种增益。
电流增益的计算公式如下:Ai = Iout / Iin其中,Ai表示电流增益,Iout表示输出电流,Iin表示输入电流。
电流增益的单位为安培每安培(A/A),或以分贝(dB)为单位表示。
举个例子,如果一个放大电路的输出电流为10毫安,输入电流为2毫安,则电流增益为:Ai = 10mA / 2mA = 5A/A三、放大电路增益的影响因素放大电路的增益受到多种因素的影响,下面列举了一些主要的影响因素:1. 元器件和设备的特性:放大电路中使用的电子元器件和设备的特性(如晶体管的参数)将对增益产生影响。
什么是电路的增益和衰减
什么是电路的增益和衰减电路的增益和衰减是在信号传输过程中起到重要作用的两个参数。
电路增益指的是信号经过电路传输后的放大程度,而衰减则表示信号经过电路传输后的减少程度。
在本文中,我们将详细介绍电路的增益和衰减的概念、计算方法以及应用场景。
一、电路增益的概念和计算方法电路增益是指信号在电路中传输时的放大效果。
它通常用dB(分贝)来表示。
电路增益可以分为电压增益和功率增益两种类型。
1. 电压增益电压增益是指在电路中,输入信号经过放大后输出信号的电压与输入信号电压之间的比值。
其计算公式为:电压增益(dB)= 20log10(Vout/Vin)其中,Vout表示输出信号的电压,Vin表示输入信号的电压。
2. 功率增益功率增益是指在电路中,输入信号经过放大后输出信号的功率与输入信号功率之间的比值。
其计算公式为:功率增益(dB)= 10log10(Pout/Pin)其中,Pout表示输出信号的功率,Pin表示输入信号的功率。
二、电路衰减的概念和计算方法电路衰减是指信号在电路中传输时的减少效果。
与电路增益相反,电路衰减通常用负值的dB表示。
1. 电压衰减电压衰减是指在电路中,输入信号经过传输后输出信号的电压与输入信号电压之间的比值。
其计算公式为:电压衰减(dB)= -20log10(Vout/Vin)其中,Vout表示输出信号的电压,Vin表示输入信号的电压。
2. 功率衰减功率衰减是指在电路中,输入信号经过传输后输出信号的功率与输入信号功率之间的比值。
其计算公式为:功率衰减(dB)= -10log10(Pout/Pin)其中,Pout表示输出信号的功率,Pin表示输入信号的功率。
三、电路增益和衰减的应用场景电路增益和衰减在实际应用中具有广泛的使用场景。
1. 电子音频设备在音频放大器、扬声器等音频设备中,常需要对音频信号进行放大或衰减。
电路的增益和衰减参数可以帮助调节音量大小,使音频信号达到合适的水平。
2. 无线通信系统在无线通信系统中,信号传输过程中常会遇到信号衰减问题。
关于增益的几个知识全面讲解
关于增益的几个知识全面讲解一、关于增益:电波是一种能量,根据能量守恒定律,高增益天线并不是把电波的总能量增强了,而是把电波集中到较窄的某一空间,在该空间的电波密度得到加强。
低增益天线把电波散射到较广的空间。
最合适的比喻就是手电筒,天线相当与手电筒的反射镜,调整手电筒反射镜,可能让光线聚焦在一个较小的点上,你会发现被照射的这个点很亮,但周边比较暗,适合看较远物品,视野窄;把手电筒调到散光状态,周边光线强度都比较平均,适合看近距离物品,视野广。
640光波能量守恒,在同一条件下,手电筒的反射镜并没有改变灯泡的自身的发光亮度。
电波的也一样,天线并没有改变发射机的功率,更加没有放大发射机的功率。
二、关于发射(仰)角1、短波天线的发射角主要包括水平发射角和垂直发射角,在这一小节,我们只讨论水平发射角(也就是我们短波通信中常叫的“发射仰角”)。
短波通联,要玩的痛快,就必须掌握发射仰角与波瓣一些常识,楼主已经分析的很透彻,在这里用通俗的方式描述一下,天线发射仰角越小,通过电离层一次发射跳跃的距离越远,适合远距离通信,一般情况下,发射仰角小于30度的天线适合远距离DX通信,如高架设的多单元短波八木天线,但近距离通信会出现盲区,这类天线不适合国内(省内)通联。
我们会发现,国内通联,高发射仰角的倒V天线,综合效果往往会比高增益的八木天线效果好,斜拉天线仰角更大,通常500公里以内的短波无盲区通信会使用。
我的个人经验:发射仰角的30-60度的适合国内中短距离通联,发射仰角的小于30度的适合远距离DX,发射仰角的小于20度的,适合猎奇,如南美东岸。
天线架设高度与发射仰角(增益)有很大关系,默认情况,天线的设计增益参考高度都是1/2波长高度,比如,一个设计发射仰角为25度(增益为12dbi)的对数周期短波天线,如果架设高度只有1/4波长高度,发射仰角可能会变成40度,增益也会降到大概9dbi;如果架设高度达到1个波长高度,发射仰角可能会变成小于20度,增益也会增加到13dbi以上。
增益与放大倍数的公式
增益与放大倍数的公式在电子学和信号处理领域,增益和放大倍数是两个重要的概念。
它们用来描述信号被放大的程度,是电路和系统设计中不可或缺的参数。
本文将介绍增益与放大倍数的概念,并讨论它们的计算方法和应用。
一、增益的定义和计算方法增益是指信号在经过放大器或电路后的输出与输入之比。
它用来衡量信号被放大的程度,通常用倍数或分贝(dB)表示。
在电子电路中,增益可以通过以下公式来计算:增益 = 输出信号幅度 / 输入信号幅度其中,输出信号幅度指的是信号经过放大器或电路后的幅度,而输入信号幅度是信号进入放大器或电路时的幅度。
以一个放大器为例,假设它的输入电压为Vin,输出电压为Vout,则该放大器的电压增益为:电压增益 = Vout / Vin类似地,还有电流增益和功率增益等概念,它们分别用于衡量信号的电流和功率被放大的程度。
二、放大倍数的定义和计算方法放大倍数是指信号经过放大器或电路后的输出与输入之比,它常用于描述放大器的性能。
放大倍数是增益的一种特殊表示方式,通常用倍数表示。
放大倍数可以通过以下公式来计算:放大倍数 = 输出信号幅度 / 输入信号幅度与增益类似,放大倍数可以用于描述电压放大器、电流放大器和功率放大器等的性能。
三、增益与放大倍数的应用增益和放大倍数在电子电路和通信系统中有着广泛的应用。
它们可以用于放大音频信号、视频信号和射频信号等,使信号能够在传输过程中保持足够的强度。
在音频系统中,放大器的增益和放大倍数决定了音频信号的音量大小。
通过调节放大器的增益或放大倍数,可以实现音频信号的音量控制。
在通信系统中,放大器的增益和放大倍数对信号的传输质量和距离有着重要的影响。
适当调节放大器的增益和放大倍数,可以提高信号的传输质量,并扩大信号的传输范围。
增益和放大倍数还可以用于电子设备的校准和测试。
通过测量输入和输出信号的幅度,可以计算出设备的增益或放大倍数,从而评估设备的性能。
总结:增益和放大倍数是电子电路和信号处理中常用的概念。
功率增益常识及计算方法
dBmdBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。
[例1] 如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
dBi 和dBddBi和dBd是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值,但参考基准不一样。
dBi的参考基准为全方向性天线,dBd的参考基准为偶极子,所以两者略有不同。
一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。
[例3] 对于一面增益为16dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,则为18.15dBi (一般忽略小数位,为18dBi)。
[例4] 0dBd=2.15dBi。
[例5] GSM900天线增益可以为13dBd(15dBi),GSM1800天线增益可以为15dBd (17dBi)。
3、dBdB是一个表征相对值的值,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式:10lg(甲功率/乙功率)[例6] 甲功率比乙功率大一倍,那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。
也就是说,甲的功率比乙的功率大3 dB。
[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
[例8] 如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说,甲比乙大6 dB。
[例9] 如果甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,可以说甲比乙小2 dB。
4、dBc有时也会看到dBc,它也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。
一般来说,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB 替代。
功放的增益基础概念
功放的增益基础概念谈到放大器就必须了解增益所代表的意义,由一个小的信号Level (电平)经过放大电路成为大的信号Level,也就是说由小变大之间的差异就叫增益,原则上我们采用倍数来计算,不过因为常常会在好几万倍的情形下,所以我们采用了dB 这种标示单位。
通常放大器在相串的情况下放大倍数是相乘的,dB数是相加的,比如说一部前级的平坦放大器,当输入信号电压为0.1V时,而输出电压为1V这种我们称之10倍放大器,也就是具有20dB的放大能力,如果以0.1V 的输入而能有10V的输出时,此放大器为百倍放大,也就是40dB放大能力。
下表是放大倍数和dB 之间的关系及换算:12345678910放大倍数电压增益(dB)放大倍数电压增益(dB)1120.8061221.5101322.31214231523.516241724.51825.5141617181920例如60dB 的电压增益比60dB=20dB+20dB+20dB100(倍=10 X 10 X 10例如50dB 的电压增益比50dB=20dB+20dB+10dB300倍=10X 10X 3在音响系统内,一般以信号源的输入电平决定放大的增益,基本上分低电平输入及高电平输入及高电平输入两部份,低电平大部份指唱头输入包括MM、MC,(加升压器后)。
高电平信号则指录音座,CD LD及一般大部份音频输出信号。
以下图表显示音响系统各个放级的电平增益。
和增益有关的重要观念:1. 决定增益大小是由放电路回授量的比值决定,或由变压器内线圈的比值来改变,和晶体管本身的放大系数无关,所以晶体的配对和输出的音量无任何关系。
2. 增益的控制一般均为以电位器做为衷减增益的控制器。
总而言之电路内的回授量及阻抗的匹配才是决定增益大小真正的方法。
最后再谈点功率大小和输出电平的关系:P=U A2/R输出功率20 W RMS50 W RMS100 W RMS200 W RMS喇叭负载888 输出电平20V28.28V40 V输出增益29dB29dB29dB29dB输入信号电平0.45V0.71V1.01V1.42V由上表我们了解功率的大小和增益不能混为一谈,小功率和大功率只能由音量控制器上表不同的位置达到满功率的输出,不是音量控制器上同一位置时的音量大小来决定。
增益 微分 积分
增益微分积分
增益、微分和积分是数学和工程领域中常见的三个重要概念,它们在信号处理、控制系统和电子工程等领域有着广泛的应用。
增益是指一个系统或电路对输入信号的放大程度。
在电子工程中,增益通常用倍数或分贝(dB)来表示。
增益可以是正数,也可以是负数,分别表示信号的放大或衰减。
通过调整增益,可以控制系统的输出信号幅度,以满足特定的需求。
微分是数学中的一种运算,用于求函数在某一点处的导数。
在信号处理中,微分可以用于检测信号的变化率,即信号的斜率。
微分操作可以将信号中快速变化的部分突出显示,从而有助于对信号进行分析和处理。
例如,在控制系统中,微分控制器可以用于快速响应输入信号的变化。
积分是数学中的另一种运算,用于求函数在某个区间上的积分值。
在信号处理中,积分可以用于平滑信号,即去除信号中的噪声和快速变化的部分。
积分操作可以将信号中缓慢变化的部分突出显示,从而有助于对信号进行分析和处理。
例如,在控制系统中,积分控制器可以用于消除稳态误差。
总之,增益、微分和积分是三个重要的概念,它们在数学和工程领域中有着广泛的应用。
增益用于控制信号的幅度,微分用于检测信号的变化率,积分用于平滑信号。
了解和掌握这些概念对于理解和设计各种系统和电路非常重要。
、增益、负折射等光学效应
、增益、负折射等光学效应光学效应是指光在不同材料中传播或经过物体时所出现的各种光学现象。
其中,增益、负折射等光学效应是光在特定条件下表现出的特殊性质。
本文将一步一步回答相关问题,详细解释这些光学效应的原理及应用。
一、增益效应增益效应是指光在某些物质中传播时,能量会得到增加或放大的现象。
这种现象通常在激光器或放大器中表现出来。
下面将分为两个部分,分别解释激光和放大器中的增益效应。
1. 激光的增益效应激光器是利用特定物质中的增益效应来产生激光的装置。
在激光器中,激光介质(如固体、液体或气体)被激发到足够高的能级,使得在其内部形成一个光子与介质原子或分子相互作用产生受激辐射的系统。
这种受激辐射会引起原子或分子跃迁,产生一个相干、有序的光束。
在激光介质中,当光通过时,其能量会引起介质中的原子或分子跃迁至更高的能级。
然后,受到外界能量激励的原子或分子会自发地跃迁回低能级,并释放出受激辐射,与入射光一致的频率、相位和方向。
这种受激辐射会引起其他原子或分子的激发,并形成一个光子增加的过程,从而产生放大的光束。
激光的增益效应主要取决于激光介质中的粒子数密度、激发态的寿命以及与受激辐射有关的跃迁概率。
通过控制激光介质的这些参数,可以实现光在激光器内部的增益效应,产生高能量、高亮度、相干性好的激光光束。
2. 放大器的增益效应放大器是利用物质中的增益效应来放大光信号的装置。
在放大器中,入射光的能量会被物质中的粒子吸收,并引起激发。
然后,激发态的粒子会通过自发辐射或受激辐射将能量再次传递给其他入射光子,从而放大光信号。
放大器的增益效应主要与材料中的粒子密度、粒子之间的相互作用、激发态的寿命等参数有关。
通过调整这些参数,可以实现对光信号的放大。
放大器的应用涵盖了通信系统、激光器、光纤通信等领域,可用于信号传输、光放大等方面。
二、负折射效应负折射效应是一种光学效应,它是指当光线从某些特定的材料中传播时,光线的传播方向与折射定律相反。
增益和倍数转换关系
增益和倍数转换关系一、引言增益和倍数是电子学中常见的两个概念,它们在电路设计和信号处理中都有着重要的作用。
本文将从基本概念入手,详细介绍增益和倍数的定义、计算方式以及转换关系。
二、增益的定义和计算方式1. 增益的定义增益是指信号输出与输入之间的比值,通常用dB(分贝)表示。
在电路中,增益可以是电压增益、电流增益或功率增益。
2. 增益的计算方式(1)电压增益电压增益是指输出电压与输入电压之间的比值,通常用V/V表示。
计算公式为:Gv = Vout / Vin(2)电流增益电流增益是指输出电流与输入电流之间的比值,通常用A/A表示。
计算公式为:Gi = Iout / Iin(3)功率增益功率增益是指输出功率与输入功率之间的比值,通常用W/W表示。
计算公式为:Gp = Pout / Pin三、倍数的定义和计算方式1. 倍数的定义倍数是指输出量相对于输入量变化了多少倍。
在信号处理中,倍数可以是放大倍数或缩小倍数。
2. 倍数的计算方式(1)放大倍数放大倍数是指输出量与输入量之间的比值,通常用倍数表示。
计算公式为:A = Vout / Vin(2)缩小倍数缩小倍数是指输出量与输入量之间的倒数,通常也用倍数表示。
计算公式为:S = Vin / Vout四、增益和倍数的转换关系1. 增益转换为放大倍数将增益转换为放大倍数需要使用10的幂次方。
具体方法如下:A = 10^(Gv/20)其中,Gv为电压增益,单位为dB。
2. 放大倍数转换为增益将放大倍数转换为增益同样需要使用10的幂次方。
具体方法如下:Gv = 20log(A)其中,A为放大倍数。
3. 放大倍数转换为缩小倍数将放大倍数转换为缩小倍数只需要取倒数即可。
具体方法如下:S = 1/A其中,A为放大倍数。
4. 缩小倍数转换为放大倍数将缩小倍数转换为放大倍数同样只需要取倒即可。
具体方法如下:A = 1/S其中,S为缩小倍数。
五、结论本文介绍了增益和倍数的定义、计算方式以及转换关系。
什么是放大器的增益
什么是放大器的增益放大器的增益是指输入信号经过放大器放大后的输出信号与输入信号之间的增加倍数。
在电子领域中,放大器的增益是衡量放大器性能的一个重要参数。
本文将介绍放大器的增益概念、计算方法以及增益的作用。
1. 放大器的增益概念放大器是一种用于增强信号能量的电路或设备。
当输入信号经过放大器放大后,输出信号的幅度将比输入信号大,放大器的增益即输入与输出信号之间的倍数关系。
增益通常用单位分贝(dB)表示。
2. 增益的计算方法放大器的增益计算方法取决于放大器的类型。
以下是几种常见的放大器类型及其增益计算方法:2.1 声音放大器声音放大器是一种将声音信号放大的电子装置。
它通常以分贝(dB)或倍数来表示增益。
增益的计算公式如下:增益(dB)= 10 × log10(输出功率/输入功率)2.2 电压放大器电压放大器是一种将电压信号放大的电子装置。
它通常以分贝(dB)或倍数来表示增益。
增益的计算公式如下:增益(dB)= 20 × log10(输出电压/输入电压)2.3 简单放大器对于简单的放大器电路,增益可根据放大器的电压增益(Av)和电流增益(Ai)进行计算。
增益的计算公式如下:增益 = Av × Ai3. 增益的作用放大器的增益是指在输入信号经过放大器后,输出信号的幅度相对于输入信号增加的倍数。
增益的作用包括以下几个方面:3.1 增强信号强度放大器的主要作用是增强信号的强度,使得信号能够在电路中传输更远的距离。
通过增大信号的幅度,放大器能够扩大信号的有效范围。
3.2 提高信号质量放大器还可以提高信号的质量,包括增强信号的清晰度和减小噪声的影响。
对于音频放大器而言,增益可以改善声音的音质和音量。
3.3 进行信号处理在许多电子设备中,放大器常用于信号处理过程中,例如在无线电通信中,放大器用于增强接收到的信号以提供良好的接收质量。
4. 放大器增益的应用领域放大器的增益在各个领域都有广泛的应用,包括音频放大器、射频放大器、功率放大器等。
增益的意思是什么增益的通信和倍数数据
增益的意思是什么增益的通信和倍数数据增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
详细解释1.增加;增添。
战国宋玉《高唐赋》:“交加累积,重叠增益。
”《史记·礼书》:“叔孙通颇有所增益减损,大抵皆袭秦故。
”北齐颜之推《颜氏家训·勉学》:“夫明六经之指,涉百家之书,纵不能增益德行,敦厉风俗,犹为一艺,得以自资。
”清李渔《闲情偶寄·词曲·宾白》:“我以约略数言,示之以意,彼自能增益成文。
”鲁迅《且介亭杂文·论“旧形式的采用”》:“旧形式是采取,必有所删除,既有删除,必有所增益。
”2.放大器输出功率与输入功率比值的对数,用以表示功率放大的程度。
亦指电压或电流的放大倍数。
基本概念天线辐射的参数为定向天线和无方向天线在预定方向产生的电场强度平方之比。
可以这样来理解增益的物理含义------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,如果用理想的无方向性点源作为发射天线,需要100W 的输入功率,而用增益为G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时,输入功率只需100 / 20 = 5W 。
换言之,某天线的增益,就其最大辐射方向上的辐射效果来说,与无方向性的理想点源相比,把输入功率放大的倍数。
放大倍数以输出功率同输入功率比值的常用对数表示,单位为分贝In electronics, the degree to which the amplitude of a signal is increased when it passes through an amplifier, repeater or antenna.在电子学中,表示信号通过放大器、增音器或天线后幅度增加的程度。
The ratio of output power from an amplifier system, to the input power. Gain is normally measured in decibels.放大系统的输出功率与输入功率之比,增益通常用分贝表示。
功率及增益定义(精)
功率增益是指输出功率与输入功率之比简单地说,分贝就是放大器增益的单位。
放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。
当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为增益,这是一个概念的两种称呼。
电学中分贝与放大倍数的转换关系为:AV(I(dB=20lg[Vo/Vi(Io/Ii];Ap(dB=10lg(Po/Pi分贝定义时电压(电流增益和功率增益的公式不同,但我们都知道功率与电压、电流的关系是P=V2/R=I2R。
采用这套公式后,两者的增益数值就一样了:10lg[Po/Pi]=10lg(V2o/R/(V2i/R=20lg(Vo/Vi。
使用分贝做单位主要有三大好处。
(1数值变小,读写方便。
电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万,一架收音机从天线收到的信号至送入喇叭放音输出,一共要放大2万倍左右。
用分贝表示先取个对数,数值就小得多。
附表为放大倍数与增益的对应关系。
(2运算方便。
放大器级联时,总的放大倍数是各级相乘。
用分贝做单位时,总增益就是相加。
若某功放前级是100倍(20dB,后级是20倍(13dB,那么总功率放大倍数是100×20=2000倍,总增益为20dB+13dB=33dB。
(3符合听感,估算方便。
人听到声音的响度是与功率的相对增长呈正相关的。
例如,当电功率从0.1瓦增长到1.1瓦时,听到的声音就响了很多;而从1瓦增强到2瓦时,响度就差不太多;再从10瓦增强到11瓦时,没有人能听出响度的差别来。
如果用功率的绝对值表示都是1瓦,而用增益表示分别为10.4dB,3dB和0.4dB,这就能比较一致地反映出人耳听到的响度差别了。
您若注意一下就会发现,Hi-Fi功放上的音量旋钮刻度都是标的分贝,使您改变音量时直观些。
分贝数值中,-3dB和0dB两个点是必须了解的。
-3dB也叫半功率点或截止频率点。
这时功率是正常时的一半,电压或电流是正常时的1/2。
在电声系统中,±3dB的差别被认为不会影响总特性。
增益、变频增益、相位噪声、三阶截取点、P1dB、插入损耗、输出功率、调谐增益和调谐范围
应用笔记2041理解无线数据资料规范-第1部分这篇学习材料介绍并定义了在混频器、放大器和振荡器的数据资料中用到的RF术语。
文中介绍的术语包括增益、变频增益、相位噪声、三阶截取点、P1dB、插入损耗、输出功率、调谐增益和调谐范围,文中还给出了图形和图像以阐明关键的概念。
这篇学习材料解释了一些在无线IC数据资料中出现的通用规范。
这些规范都是与放大器、混频器和振荡器有关的。
放大器和混频器的规范是基本相同的,只有很少的例外。
压控振荡器(VCO)有一套单独的规范。
图1. 放大器、混频器和VCO组成了一个简单的无线接收机放大器和混频器的通用规范增益是无线组成部件(例如放大器或混频器)中电压或功率的增加。
在数据资料中增益的规范几乎都是以dB为单位给出的。
这三个术语:增益、电压增益和功率增益通常是可以互换的。
因为当输入和输出阻抗相同时以dB为单位的电压增益和功率增益的数值是相同的。
例如,20dB增益等于10V/V的电压增益,10V/V的电压增益又等于100W/W的功率增益,这也是20dB。
电压增益和功率增益以线性尺度衡量是不同的,但是以dB为单位是相同的,因此这些术语可以互换而不会造成混乱。
变频增益是混频器或频率变换器件的规范。
它被称作变频增益是因为输入和输出的频率是不同的。
输入信号被混频变换到更低或更高的频率。
插入损耗或衰减也是一个增益的规范,只是输出值比输入值有所降低。
也就是说,输出信号的幅度小于输入信号。
输出功率是可得到的驱动一个一般为50的负载的RF功率总量。
通常以dBm 表示。
dBm是以dB表示的毫瓦的数量。
例如,250mW等于10 log10(250) = +24dBm。
这里有几个以dBm表示功率的例子,假设阻抗为50:+30dBm = 1W = 7.1V RMS0dBm = 1mW = 0.225VRMS-100dBm = 0.1pW = 2.25µV RMS1dB压缩点(P1dB)是输出功率的性能参数。
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关于增益的几个知识全面讲解
一、关于增益:电波是一种能量,根据能量守恒定律,高增益天线并不是把电波的总能量增强了,而是把电波集中到较窄的某一空间,在该空间的电波密度得到加强。
低增益天线把电波散射到较广的空间。
最合适的比喻就是手电筒,天线相当与手电筒的反射镜,调整手电筒反射镜,可能让光线聚焦在一个较小的点上,你会发现被照射的这个点很亮,但周边比较暗,适合看较远物品,视野窄;把手电筒调到散光状态,周边光线强度都比较平均,适合看近距离物品,视野广。
光波能量守恒,在同一条件下,手电筒的反射镜并没有改变灯泡的自身的发光亮度。
电波的也一样,天线并没有改变发射机的功率,更加没有放大发射机的功率。
二、关于发射(仰)角1、短波
天线的发射角主要包括水平发射角和垂直发射角,在这一小节,我们只讨论水平发射角(也就是我们短波通信中常叫的发射仰角)。
短波通联,要玩的痛快,就必须掌握发射仰角与波瓣一些常识,楼主已经分析的很透彻,在这里用通俗的方式描述一下,天线发射仰角越小,通过电离层一次发射跳跃的距离越远,适合远距离通信,一般情况下,发射仰角小于30度的天线适合远距离DX通信,如高架设的多单元短波八木天线,但近距离通信会出现盲区,这类天线不适合国内(省内)通联。
我们会发现,国内通联,高发射仰角的倒V天线,综合效果往往会比高增益的八木天线效果好,斜拉天线仰角更大,通常500公里以内的短波无盲区通信会使用。
我的个人经验:发射仰角的30-60度的适合国内中短距离通联,发射仰角的小于30度的适合远距离DX,发射仰角的小于20度的,适合猎奇,如南美东岸。
天线架设高度与发射仰角(增益)有很大关系,默认情况,天线的设计增益参考高度都是1/2波长高度,比如,一个设计发射仰角为25度(增益为12dbi)的对数周期短波天线,如果架设高度只有1/4波长高度,发射仰角可能会变成40度,增益也会降到大概9dbi;如果架设高度达到1个波长高度,发射仰角可能会变成小于20度,增益也会增加到13dbi。