Возможно, вы заметили, что в компактных ультрапортативных приемниках, таких как Tecsun PL-380 и PL-310, на дисплее отображаются цифры, которые меняются в зависимости от уровня принимаемого сигнала. Рядом с ними есть надпись «dBµ». Похоже на измеритель напряженности поля. Но что он показыает на самом деле? Что ж, это действительно показатель уровня сигнала. Давайте углубимся в то, как это работает, и посмотрим, как это соотносится с "классическим" S-метром, измерителем напряженности поля.
Использование компанией Tecsun единицы dBµ (c забавно выглядящей, будто задом наперед нарисованной буквой "u", которая является греческой буквой µ ("мю"), означающей "микро" или одну миллионную долю), на самом деле является неправильно используемой, упрощенной версией единицы dBµV (дБмкВ). Внимание! Возможно, вы также видели термин «dBu» (строчная буква «u») в различных публикациях, также связанных с напряженностью поля. Это относится к кое-чему другому (на самом деле к E-полю проходящей волны). Это тема отдельной статьи, так что не путайте dBµ от Tecsun с dBu!
Вернемся к dBµ компании Tecsun. Итак:
dB (дБ) = децибелы или просто способ логарифмического выражения величины значения, например напряжения;
µV (мкВ) = микровольты или миллионные доли вольта.
Следовательно, dBµV (дБмкВ) - это величина напряжения, выраженная в дБ по отношению к одному микровольту. Она измеряется при определенном импедансе нагрузки, обычно 50 Ом. Важно! Здесь мы имеем дело с реальным напряжением, измеренным при определенном импедансе нагрузки, например, в резонансной цепи.
Децибел - это логарифмическое отношение, как вы наверняка знаете. Что касается напряжения, увеличение на 6 дБ означает удвоение величины напряжения. Итак, если наш миниатюрный Tecsun принимает сигнал с уровнем 28 dBµ и затем он увеличивается до 34 dBµ, это значит, что напряжение сигнала вырастает вдвое. Кстати, это также увеличение на одну единицу по шкале S-метра! Вот мы и продвинулись немного вперед.
Давайте теперь переведем наши полученные дБмкВ в фактическое принимаемое напряжение:
dBµV µV
94 50000.0
84 15810.0
74 5000.0
64 1581.0
54 500.0
44 158.1
34 50.0 (S-9)
28 25.0
22 12.5
16 6.3
10 3.2
4 1.6
-2 0.8 *
-8 0.4
-14 0.2
* Значение напряжение менее 1 мкВ переводит отношение, выраженное в децибелах, в отрицательную величину.
Следующая формула используется для преобразования дБмкВ в микровольты:
µV = 10(dBµV/20)
Чтобы преобразовать микровольты обратно в децибелы:
dBµV = 20 × Log(µV)
(Log — десятичный логарифм или логарифм по основанию 10).
Современные приемники DSP, такие как Tecsun PL-380, 310 и т. д., в которых используются чипы Silicon Labs, измеряют и отображают значение дБмкВ, полученное на входных цепях приемника, подключенных к нагрузке. Это называется индикатором RSSI. В антенне нашего радиоприемника - ферритовом стержне - как бы "концентрируется" сигнал. Чем длиннее стержень и, следовательно, чем больше в нем феррита, тем больше "концентрация" и выше напряжение сигнала, поступающего на вход радиоприемника.
Так что же нам показывает этот так называемый индикатор dBµ на наших DSP-приемниках?
Некоторое время назад я задал этот вопрос Скотту Уиллингэму, который был среди разработчиков чипов SiLabs DSP, используемых в этих радиоприемниках.
Он заявил следующее:
"Показания RSSI (dBµ) измеряются на контактах микросхемы, которые являются входами для МШУ (малошумящего усилителя). В радиоприемниках Tecsun, работающих в диапазоне СВ, эти показания также равны напряжению [сигнала] с ферритовой антенны. В диапазонах КВ ультракомпактные приемники Tecsun используют предусилитель/МШУ, распаянный на печатной плате между входом телескопической антенны и Si4734. В этом случае показания RSSI отражают сигнал на выходе внешнего [по отношению к Si4734] МШУ Tecsun".
По сути, в диапазоне средних волн принятый сигнал, снимаемый с ферритовой антенны, сразу измеряется в микровольтах, а затем преобразуется в dBµ, что показывает, на сколько децибел напряжение сигнала больше, чем один микровольт. Повторим еще раз: дБ — это просто логарифмическое отношение. Конечно, PL-380 не будет показывать те же значения dBµ, что и PL-310 или PL-398 и т. д., потому что параметры антенны (длина ферритового стержня, длина разложенной телескопической антенны, эффективность входных цепей) различны, и в каждом случае будут отображаться различные уровни напряжения, поступающие на вход приемника.
Да, любопытное измерение, но можно также почерпнуть полезную информацию, сравнивая эти показания с тем, как если бы в том же радиоприемнике был установлен S-метр, и здесь существует прямая зависимость.
Аналоговый S-метр, который мы, олдскульные парни, наблюдали в "древних" по нынешним меркам приемниках, был основан на принципе соответствия показания "S-9" сигналу в 50 мкВ на входе антенны при импедансе нагрузки 50 Ом. S-метр показывал "S-9", если он был правильно откалиброван, поскольку измеритель уровня сигнала находился после схемы ПЧ и обычно отражал работу АРУ (автоматической регулировки усиления). Каждая единица по шкале S-метра отстоит одна от другой на 6 дБ; это означает, что показания силы сигнала "S-9" на 6 дБ выше, чем показания сигнала "S-8". "S-9 +10 дБ" на 10 дБ больше, чем "S-9", или на одну единицу шкалы S-метра плюс еще 4 дБ.
Что это значит? Сигнал "S-9" в два раза сильнее сигнала "S-8". Напряжение на входе в 2 раза больше. Сигнал "S-9" в четыре раза сильнее сигнала "S-7". Т.е напряжение удваивается дважды.
Можно проследить прямую корреляцию с показаниями dBµ микросхемы SiLabs DSP, используемой в радиоприемниках Tecsun.
S-метр µV dBµV dBm
S9+60dB 50000.0 94 -13
S9+50dB 15810.0 84 -23
S9+40dB 5000.0 74 -33
S9+30dB 1581.0 64 -43
S9+20dB 500.0 54 -53
S9+10dB 158.1 44 -63
S9 50.0 34 -73
S8 25.0 28 -79
S7 12.5 22 -85
S6 6.3 16 -91
S5+4.9dB 5.6 15 -92
S5 3.2 10 -97
S4 1.6 4 -103
S3+1.9dB 1.0 0 -107
S3 0.8 -2 -109
S2 0.4 -8 -115
S1 0.2 -14 -121
Взгляните на столбцы S-метр и dBµV. Как видно, сигнал в 34 dBµV (опять же, в DSP-радиоприемниках Tecsun обозначаются как dBµ) по существу эквивалентен сигналу "S-9" на "старом" S-метре. Сигнал 25 dBµ, показанный на фото ниже, представляет собой что-то среднее между "S-7" и "S-8".
На Tecsun PL-380 (по крайней мере, версия, которой я владею, которая может регистрировать значения сигнала от 15 dBµ до 63 dBµ) значение около 15 dBµ является порогом слышимости сигнала, который соответствует значению чуть ниже "S-6" по шкале старого S-метра, при уровне сигнала в 6,3 мкВ. Как отмечалось в другом источнике, эти современные потребительские радиоприемники-"мыльницы" не так чувствительны, как старые связные приемники, которые мы помним. "S-6" на старом ламповом приемнике соответствовало вполне читаемому сигналу. Именно здесь FSL или пассивная рамочная антенна доводят слабый принятый сигнал до аналогичных уровней в DSP-приемниках.
Держите эту таблицу под рукой, и вы сможете конвертировать "тексановские" dBµ в показания S-метра и наоборот.
Продолжение - в следующей статье.
Источник: Radio-Timetraveller
Компонент комментариев CComment