设计指南 808

CATV中dBm,dBmV和dBµV的转换


摘要 : 有线电视系统一般基于75Ω接口,但绝大部分射频测试装置的阻抗却是50Ω。本文阐述了这两个环境间功率和电平之间一些必要的转换。文中提供了两个表格用来快速查找适当的转换参数。

更多信息:

引言

有线电视(CATV)系统工作在75Ω环境下。绝大部分射频实验室配备的标准测试仪器则将50Ω作为标准的接口阻抗。

在本应用笔记中,将给出以下关系式:
dBmV = 46.9897 + dBm50Ω
dBmV = 48.7506 + dBm75Ω
dBµV = 60 + dBmV
dBµV = 106.98 + dBm50Ω
dBµV = 108.75 + dBm75Ω

dBmV和dBµV

绝大部分CATV测量是以电压为参考,以dBmV或dBµV为单位进行测量。按照标准定义,dBmV是以1mVRMS为参考,输出电压(VOUT)以mVRMS为单位进行测量(等式1)。由于等式1得到的是电压比值,以1mVPP为参考值时它还可以用mVPP为单位测量;或者用其它的电压单位来表示,只要它们采用的单位相同。
从等式1可以看出dBmV和阻抗无关。

标准定义中,dBµV是以1µVRMS为参考,输出电压(VOUT)以µVRMS为单位进行测量(等式2)。由于等式2得到的是电压比值,以1µVPP为参考时它还可以用µVPP为单位测量;或者用其它的电压单位来表示,只要它们采用的单位相同。
从等式2可以看出dBµV和阻抗无关。

dBm和dBmV之间的转换

等式3给出了dBm的定义。
POUT的测量单位是mW,dBm以1mW为参考。等式3与负载阻抗有关,如等式4所示。大多数射频设备具有50Ω负载和输入阻抗。而等式3对于任何负载阻抗而言均正确,包括75Ω负载。

功率取决于负载阻抗。等式4建立了功率与输出电压和负载阻抗之间的关系。
整理各项可得:
求解等式3,得出POUT
求解等式1,得到VOUT
将等式3.1和等式1.1代入等式4.1,
用dBm表示dBmV,
当R = 50Ω时,
等式5.2适用于阻抗为50Ω的测量装置。

当R = 75Ω时,求解等式5.1得:
等式5.3适用于阻抗为75Ω的测量设备。

采用同样的方法可以得到dBµV到dBmV之间的关系如下,


表1表2分别显示了在阻抗为50Ω和75Ω的条件下,dBmV、dBµV和dBm之间的换算关系。

表1. 50Ω阻抗下的功率换算
dBmV
dBµV
dBm 50Ω
mVRMS
mW 50Ω
8
68
-38.99
2.51
1.3E-04
9
69
-37.99
2.82
1.6E-04
10
70
-36.99
3.16
2.0E-04
11
71
-35.99
3.55
2.5E-04
12
72
-34.99
3.98
3.2E-04
13
73
-33.99
4.47
4.0E-04
14
74
-32.99
5.01
5.0E-04
15
75
-31.99
5.62
6.3E-04
16
76
-30.99
6.31
8.0E-04
17
77
-29.99
7.08
1.0E-03
18
78
-28.99
7.94
1.3E-03
19
79
-27.99
8.91
1.6E-03
20
80
-26.99
10.00
2.0E-03
21
81
-25.99
11.22
2.5E-03
22
82
-24.99
12.59
3.2E-03
23
83
-23.99
14.13
4.0E-03
24
84
-22.99
15.85
5.0E-03
25
85
-21.99
17.78
6.3E-03
26
86
-20.99
19.95
8.0E-03
27
87
-19.99
22.39
0.010
28
88
-18.99
25.12
0.013
29
89
-17.99
28.18
0.016
30
90
-16.99
31.62
0.020
31
91
-15.99
35.48
0.025
32
92
-14.99
39.81
0.032
33
93
-13.99
44.67
0.040
34
94
-12.99
50.12
0.050
35
95
-11.99
56.23
0.063
36
96
-10.99
63.10
0.080
37
97
-9.99
70.79
0.100
38
98
-8.99
79.43
0.126
39
99
-7.99
89.13
0.159
40
100
-6.99
100.00
0.200
41
101
-5.99
112.20
0.252
42
102
-4.99
125.89
0.317
43
103
-3.99
141.25
0.399
44
104
-2.99
158.49
0.502
45
105
-1.99
177.83
0.632
46
106
-0.99
199.53
0.796
47
107
0.01
223.87
1.002
48
108
1.01
251.19
1.262
49
109
2.01
281.84
1.589
50
110
3.01
316.23
2.000
51
111
4.01
354.81
2.518
52
112
5.01
398.11
3.170
53
113
6.01
446.68
3.991
54
114
7.01
501.19
5.024
55
115
8.01
562.34
6.325
56
116
9.01
630.96
7.962
57
117
10.01
707.95
10.024
58
118
11.01
794.33
12.619
59
119
12.01
891.25
15.887
60
120
13.01
1000.00
20.000
61
121
14.01
1122.02
25.179
62
122
15.01
1258.93
31.698
63
123
16.01
1412.54
39.905
64
124
17.01
1584.89
50.238
65
125
18.01
1778.28
63.246
66
126
19.01
1995.26
79.621
67
127
20.01
2238.72
100.237
68
128
21.01
2511.89
126.191

表2. 75Ω阻抗下的功率换算
dBmV
dBµV
dBm 75Ω
mVRMS
mW 75Ω
8
68
-40.75
2.51
8.4E-05
9
69
-39.75
2.82
1.1E-04
10
70
-38.75
3.16
1.3E-04
11
71
-37.75
3.55
1.7E-04
12
72
-36.75
3.98
2.1E-04
13
73
-35.75
4.47
2.7E-04
14
74
-34.75
5.01
3.3E-04
15
75
-33.75
5.62
4.2E-04
16
76
-32.75
6.31
5.3E-04
17
77
-31.75
7.08
6.7E-04
18
78
-30.75
7.94
8.4E-04
19
79
-29.75
8.91
1.1E-03
20
80
-28.75
10.00
1.3E-03
21
81
-27.75
11.22
1.7E-03
22
82
-26.75
12.59
2.1E-03
23
83
-25.75
14.13
2.7E-03
24
84
-24.75
15.85
3.3E-03
25
85
-23.75
17.78
4.2E-03
26
86
-22.75
19.95
5.3E-03
27
87
-21.75
22.39
6.7E-03
28
88
-20.75
25.12
8.4E-03
29
89
-19.75
28.18
0.011
30
90
-18.75
31.62
0.013
31
91
-17.75
35.48
0.017
32
92
-16.75
39.81
0.021
33
93
-15.75
44.67
0.027
34
94
-14.75
50.12
0.033
35
95
-13.75
56.23
0.042
36
96
-12.75
63.10
0.053
37
97
-11.75
70.79
0.067
38
98
-10.75
79.43
0.084
39
99
-9.75
89.13
0.106
40
100
-8.75
100.00
0.133
41
101
-7.75
112.20
0.168
42
102
-6.75
125.89
0.211
43
103
-5.75
141.25
0.266
44
104
-4.75
158.49
0.335
45
105
-3.75
177.83
0.422
46
106
-2.75
199.53
0.531
47
107
-1.75
223.87
0.668
48
108
-0.75
251.19
0.841
49
109
0.25
281.84
1.059
50
110
1.25
316.23
1.333
51
111
2.25
354.81
1.679
52
112
3.25
398.11
2.113
53
113
4.25
446.68
2.660
54
114
5.25
501.19
3.349
55
115
6.25
562.34
4.216
56
116
7.25
630.96
5.308
57
117
8.25
707.95
6.683
58
118
9.25
794.33
8.413
59
119
10.25
891.25
10.591
60
120
11.25
1000.00
13.333
61
121
12.25
1122.02
16.786
62
122
13.25
1258.93
21.132
63
123
14.25
1412.54
26.604
64
124
15.25
1584.89
33.492
65
125
16.25
1778.28
42.164
66
126
17.25
1995.26
53.081
67
127
18.25
2238.72
66.825
68
128
19.25
2511.89
84.128
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