Confusão entre ganho de tensão e ganho de tensão em decibéis (dB)


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A definição de ganho de tensão é .Vout/Vin

No entanto, li alguns artigos sobre o ganho em decibéis e agora tenho uma confusão.

Aqui está um artigo sobre o assunto: https://en.wikipedia.org/wiki/Gain#Voltage_gain

Aqui, eu entendo a definição de ganho de potência em decibéis , que é

Gain=10log(PoutPin) dB

No entanto, não consigo entender por que o ganho de tensão em decibéis é

20log(VoutVin) dB

Se deriva de então este é o ganho de potência , não o ganho de tensão , não é? No entanto, a Wikipedia diz que é uma fórmula para o ganho de tensão em decibéis . Eu pensei que o ganho de tensão em decibéis seria . Na verdade, a seção de exemplo nessa página vinculada usa o ganho de tensão .10log( saída V 220log(VoutVin) dB

10log(Vout2Rout)(Vin2Rin) dB
Vout10log(VoutVin) dBVoutVno

Por que saiu repentinamente do ganho de tensão em decibéis?V2/R

Respostas:


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Como você diz, o decibel é uma relação de unidade de potência.

G [dB]=10registro10(P1 1P2) .

Quando as impedâncias de entrada e saída são iguais e podemos expressar o ganho em termos de tensão como

G [dB]=20registro10(V1 1V2)

Eu não chamaria isso de "ganho de tensão em decibéis". Prefiro dizer que é o ganho de decibéis, calculado a partir do ganho de tensão.

Às vezes, você verá um ganho de tensão expresso em decibéis de acordo com esta fórmula, mesmo quando as impedâncias de entrada e saída forem diferentes. Não há justificativa técnica para isso - é simplesmente uma prática abreviada que se tornou comum através do uso.


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Vou dizer algo que você pode inicialmente considerar totalmente errado:

Se o ganho de tensão de um circuito for 6dB, o ganho de potência também será 6dB

  • Para produzir um ganho de tensão de 6dB, é necessário um ganho de tensão de 2 e 20log (2) = 6,02dB
  • Para produzir ganho de potência de 6dB é necessário um ganho de potência de 4 e 10log (4) = 6,02dB

Isso significa que você pode falar sobre ganho e não se preocupar se é ganho de potência ou tensão - é um ou ambos.

G2


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Isso não é mais que uma definição . Para quantidades de energia, use 10. Para quantidades de campo, use 20.

Dessa Wikipedia:

10registro10uma2b220registro10umab


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Essa é uma convenção importante, porque no final da cadeia de sinal, em áreas como comunicação ou áudio, a voltagem acaba voltando à energia. Os decibéis são uma medida de potência relativa que vem do áudio: a medida da perda do nível de áudio nos circuitos telefônicos de longa distância.

O bel e o decibel não pretendem ser formas de reduzir medições relativas arbitrárias a uma escala de log.

Por exemplo, não dizemos que um resistor de 10 kΩ é 3 decibéis mais resistivo que um resistor de 5 kΩ! Isso seria uma piada, como a de The Art of Electronics (Horowitz e Hill):

[A] op-amp banhado a ouro para esta aplicação é o LT1028 de ruído ultra baixo, que é 13 dB mais silencioso e apenas 10 dB mais caro [...]

10registro10


$ 10 seriam dez decibéis a mais que $ 1? Ou perdemos o relacionamento logarítmico em algum lugar? :-)
Anindo Ghosh
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