В предыдущей статье мы поговорили об использовании компанией Tecsun единицы измерения "dBµ" (греческая буква µ - "мю"). Они используют ее в качестве метрики мощности принимаемого сигнала в своих DSP-радиоприемниках. Но есть еще и единица "dBu" (на этот раз строчная буква «u»), который также является показателем силы сигнала и используется чаще. Какая между ними разница?
Сначала нам нужно разобраться с "двоюродным братом" dBu — это милливольты на метр.
Вероятно, вы видели единицу mV/m (мВ/м) или милливольт на метр, используемую для измерения напряженности поля. Стандартной единицей измерения «силы» электрического поля является вольт на метр или В/м. Вольт на метр — это много; когда же мы имеем дело с небольшими уровнями принимаемого сигнала, обычно используется милливольт на метр «мВ/м» (одна тысячная доля вольта на метр). Мы все видели, что мВ/м используется в характеристиках чувствительности приемника или для обозначения напряженности поля станции, принимаемой на заданном расстоянии. По определению, электрическое поле величиной 1 мВ/м — это разность электрических потенциалов в 1 милливольт, существующая между двумя точками, расположенными на расстоянии 1 метр друг от друга, как вариант, вдоль провода длиной один метр или между двумя параллельными плоскостями, расположенными на пути сигнала. Технически милливольт на метр (мВ/м) достигается, если напряжение в 1 милливольт прикладывается между двумя бесконечными параллельными плоскостями, расположенными на расстоянии 1 метр друг от друга.
dBu (да, строчная буква «u») — на самом деле это еще одно неправильное сокращение — сокращенная версия dBµV/m (дБмкВ/м) (опять греческая буква µ «мю»). В наши дни dBµV/m обычно записывается как dBu, используя строчную букву «u». Эта единица используется во всем мире инженерами и Федеральной комиссией по связи (FCC) для измерения напряженности электрического поля радиовещательных станций диапазонов AM, FM и телевизионных станций на предписанных расстояниях. Единица dBu напрямую связана с мВ/м (мВ/м = 1000 × мкВ/м) и представляет собой логарифмическое представление мВ/м.
Взгляните на график 1934 года, показывающий различные уровни dBu для станции KOA-830, Денвер. Еще больше запутывает ситуацию тот факт, что в прежние времена обозначение dBµ действительно использовалось как сокращенная версия dBµV/m, но не dBu. (Примечание: в настоящее время KOA работает на частоте 850 кГц).
Интересно посмотреть, что представляют собой различные значения dBu с точки зрения напряженности поля. Представлено несколько уровней. Я преобразовал значения dBu в милливольты на метр:
88 dBu: 25 мВ/м (город)
74 dBu: 5 мВ/м (жилые помещения)
54 dBu: 0,5 мВ/м (сельская местность)
36 dBu: 0,06 мВ/м (уровень атмосферного шума)
Для интересующихся распространением радиоволн здесь следует отметить еще несколько интересных вещей, касающихся распространения этого сигнала мощностью 50 кВт поверх земли на Среднем Западе, имеющей превосходную проводимость:
- Ионосферный сигнал (пространственная волна) наиболее силен на расстоянии 300–500 километров;
- На расстоянии около 200 км сила ионосферной волны практически совпадает с силой земной волны и составляет около 63 dBu (1,4 мВ/м);
- Уровень сигнала пространственной волны превышает уровень атмосферного шума на расстоянии всего 30 км;
- Уровень сигнала земной волны не падает ниже уровня атмосферного шума (36 dBu) до отметки на расстоянии примерно 550 км.
Сайт radio-locator.com, с которым большинство знакомы, использует следующие значения мВ/м для разграничения различных зон приема:
2,5 мВ/м (68 dBu, местная, красная линия)
0,5 мВ/м (54 dBu, дальняя, фиолетовая линия)
0,15 мВ/м (43,5 dBu, пограничная, синяя линия)
По сути, обе метрики сходятся.
Продолжает существовать путаница между dBµ компании Tecsun (их версия dBµV) и dBu. Их постоянно считают за одно и то же, хотя они очень разные. Однако обратите внимание, что единица dBµV действительно косвенно связана с мВ/м и dBu.
Итак, давайте кратко определим их еще раз:
dBu (буква «u») - от (dBµV/m): децибеловое (логарифмическое) представление напряженности электрического поля относительно одного микровольта на метр.
dBµ (мю "µ") - от (dBµV): децибеловое (логарифмическое) представление напряжения относительно одного микровольта на нагрузке.
Все, что вам нужно сделать, это запомнить две вещи:
- dBu (буква «u») — это на самом деле другое название dBµV/m, родственное по отношению к мВ/м. Оно вошло в обиход много лет назад.
- dBµ (мю "µ") — чье-то сокращение от dBµV. Tecsun заново "придумал" это.
Важно! Вы не можете перевести dBµV, которые отображаются на дисплее DSP-приемника, в мВ/м или dBu! Значения не являются взаимозаменяемыми. Разница заключается в так называемом коэффициенте антенны (Antenna factor), или способности (фактически эффективности) антенны преобразовывать электромагнитное поле в электрическое напряжение, которое затем может быть продетектировано приемником. Поскольку каждая антенна уникальна, каждая из них будет передавать на вход радиоприемника разное напряжение сигнала. Каждая антенна (в том числе и ферритовая) будет иметь свой коэффициент антенны.
Не имеет большого значения, будет ли (во время приема) полученный сигнал в конечном итоге подан на ферритовую или телескопическую антенну, или на длинный провод, или на пружины кровати, поскольку приемник примет любое небольшое наведенное напряжение сигнала и преобразует его в разборчивый звук, если оно достаточное по величине. Помните, как уже говорилось ранее, магнитная антенна с ферритовым стержнем по сути является "концентратором" сигнала. Чем длиннее стержень и, следовательно, чем больше в нем феррита, тем больше концентрация и тем выше напряжение сигнала, по крайней мере до некоторой степени.
FCC предлагает калькулятор для преобразования мВ/м в дБ и обратно.
Если вы хотите произвести расчет самостоятельно, вы можете использовать следующую формулу:
dBu = 20 × Log (mV/m × 1000)
Чтобы произвести обратное вычисление, т.е. преобразовать dBu обратно в мВ/м, можно использовать формулу:
mV/m = 10(dBu/20)/1000
(Log – это десятичный логарифм или логарифм по основанию 10).
Как же тогда нам измерить милливольты на метр, мВ/м?
Милливольты на метр (мВ/м) — это способ определения ожидаемой (или измеренной) напряженности поля сигнала радиостанции в точке приема. Напряженность поля можно измерить с помощью устройства, специально предназначенного для измерения силы проходящей волны. Potomac Industries производит модель 4100 — устройство, измеряющее напряженность поля. Также можно использовать формулы для расчета приблизительной напряженности поля.
Обратите внимание, что ожидаемая напряженность поля средневолновой станции в месте приема зависит от многих факторов. Одним из них является мощность передатчика. Во-вторых, расстояние от передатчика. В-третьих, изменения значения проводимости земли на пути между передатчиком и приемником. В-четвёртых, частота. И другие факторы.
Я надеюсь, что это поможет определить разницу между dBµ и dBu.
Источник: Radio-Timetraveller
Компонент комментариев CComment