Notasi Desibel

Power rasio pada radio sangatlah besar, dibroadcast pada power 100 W dan hanya 10 fWyang masuk ke penerima. Menyebut angka seperti 10.000.000.000.000, 1013 , atau kisaran angka seperti itu sangat melelahkan dan membingungkan.

Terdapat poin yang lebih mendasar. Namun rasio menjadi suatu masalah yang penting, dan perlu beberapa notasi untuk menggambarkan rasio sebagai rasio dan mengartikulasikan perbedaan antar rasio. Untungnya, skala desibel melakukan fungsinya dengan baik.

Dinamakan setelah Alexander Graham Bell, bel didefinisikan sebagai faktor 10, jadi 2 bels adalah faktor dari 100 dan 3 bels adalah faktor dari 1000. Seperti terlihat pada Tabel 1, bels menambahkan dimana faktor multiply, sehingga perubahan 2-bel diikuti dengan perubahan 3-bel kemudian perubahan 5-bel. Bels negatif adalah faktor reduksi, sehingga -1 bel adalah faktor dari 0,1 dan -4 bels adalah faktor dari 0,0001.

Tabel 1, konversi desibel ke rasio

Tabel 1, konversi desibel ke rasio

Satu-setengah dari bel adalah akar kuadrat dari 10, sekitar 3,16228 pada kalkulator. Menggunakan tabel logaritma atau fungsi log pada kalkulator, dapat dilihat bahwa faktor 2 adalah 0,30103 bel dan faktor dari 3 adalah 0,47712 bel. Menggunakan aturan tersebut, bahwa faktor dari 6 adalah 0,30103 + 0,47712 = 0,77815 bel.

Skala bel menjadi lebih intuitif ketika dikalikan dengan nilai 10 dan menggunakan desibel (dB) bukan bels. Faktor dari 10 adalah 10 dB, dan faktor dari 100.000 adalah 50 dB. Dan path loss 10.000.000.000.000 menjadi 130 dB.

Faktor dari 2 adalah 3 dB. Tentu, nilai yang tepat untuk faktor 2 adalah 3,0103 dB dan nilai yang tepat untuk 3 dB adalah 1,9952, tetapi merupakan kesempatan yang sangat langka di mana perbedaan 0,2 persen akan menjadi cukup penting untuk sebuah masalah. Setelah berada di dunia engineer untuk beberapa minggu, kebanyakan dari kita menggunakan 3 dB untuk faktor 2 dan 6 dB untuk faktor 4 dan 20 dB untuk faktor 100. Setelah 6 bulan, kebanyakan dari kita bahkan tidak ingat mana yang merupakan pendekatan dan yang merupakan nilai exact.

Menggunakan 5 dB bukan 4,77 dB untuk faktor 3 adalah sedikit salah, tetapi perbedaan antara faktor 3 dan faktor 3,16228 tidak begitu penting. Hanya menggunakan notasi yang mengartikulasikan apa yang perlu dikomunikasikan dan bidang khas dalam teknik radio.

Tabel 1 menunjukkan beberapa nilai desibel  dikonversi ke rasio. Setelah beberapa saat di radio, atau hampir semua bagian lain dari teknik elektro , skala desibel tampaknya mudah dan alami.

Sejauh ini memiliki skala rasio desibel, tapi tidak terdapat sebuah unit. Aplikasi desibel yang paling akrab dalam kehidupan sehari-hari (untuk kebanyakan dari kita saja) adalah Tingkat tekanan suara/sound pressure level (SPL). Sebuah komite memutuskan bahwa tekanan gelombang dari 0,0002 dyne per sentimeter persegi adalah level unit tekanan suara, titik 0-dB. Ditunjukkan level yang sangat tenang sebagai 0 dB SPL. Sebuah kereta bawah tanah yang 1000000000 kali lebih keras, 90 dB lebih keras, karena itu 90 dB SPL. Dan ketika membeli sepasang penutup telinga dan dikatakan “15 dB attenuation”, diharapkan level suara kereta bawah tanah yang dihasilkan pada telinga sebesar 75 dB SPL adalah 90 dB SPL dikurangi 15-dB redaman penutup telinga tadi.

Dalam dunia radio 0 dBm adalah 1 mW ERP. Sebuah sinyal radio 1-W adalah 30 dBm, sebuah sinyal radio 100-W adalah 50 dBm, dan power level yang diterima dari 10 fW adalah -110 dBm. Kehilangan 99,99999999999 persen antara pemancar dan penerima dinyatakan sebagai 130 dB path loss dalam notasi desibel.

Sebagian besar waktu di teknik radio menggunakan unit desibel-rasio. Kisaran besarnya adalah salah satu alasan, tetapi ada alasan yang lebih kuat untuk berpikir dalam hal desibel bukan nilai absolut. Kinerja radio link hampir selalu didefinisikan dalam istilah rasio S/N atau S/I.

Konsep-konsep penting dalam teknik radio, tapi CDMA membuatnya sangat penting karena perubahan kecil dalam sinyal membuat perubahan yang sebanding dalam kapasitas. Hubungan ini sering berhubungan langsung: Perubahan 0,5-dB dalam kualitas sinyal adalah perubahan 0,5-dB dalam kapasitas sistem, yang menjadikan perbedaan 12 persen pendapatan.

Dan ada alasan yang lebih halus untuk berpikir dalam hal rasio. Ada gagasan statistik, hukum bilangan besar, yang memberitahu kita ketika kita menambahkan sejumlah besar variabel acak yang jumlahnya cenderung menuju bentuk statistik tertentu yang disebut distribusi normal. Istilah lain untuk distribusi normal adalah distribusi gaussian, dinamai dari matematikawan Karl Friedrich Gauss (1777-1855). Dalam radio path, variabel acak adalah path loss dari jarak line-of-sight, bangunan, pohon, bukit, dan bahkan cuaca hujan, dan pengalian path loss ini dalam jumlah mutlak dan menambahkan unit desibel-rasio. Jika jarak rata-rata path loss 80 dB, misalnya, bangunan menambah dB 15 dari path loss, pohon menambahkan 10 dB, dan daerah perbukitan lain 25dB, maka path loss total normalnya rata-rata 130 dB, statistik variasi dalam skala desibeldisebut distribusi log-normal karena itu adalah normal dalam skala logaritmik desibel.

Karena terdapat perbedaan mendasar antara tegangan dan daya, ada dua persamaan untuk desibel yang tampak berbeda tetapi sebenernya adalah hal yang sama:

Persamaan 1

Persamaan 1

Persamaan 2

Persamaan 2

Persamaan 1 mengatakan ekspresi desibel untuk rasio dua tingkat daya w1 dan w2 dalam watt, sedangkan Persamaan 2 mengatakan ekspresi desibel untuk rasio dari dua tingkat tegangan v1 dan v2. Asumsi yang dibuat dalam persamaan 2 adalah bahwa beban listrik kalori, yang disebut impedansi, tidak berubah karena perubahan tegangan dari v1 ke v2.

Dalam dunia radio, terkadang tidak memperdulikan tentang kelebihan 30 dB. Selama S/N rasio atau tingkat kesalahan bit cukup rendah, merupakan faktor tambahan 1000 dalam kekuatan sinyal tidak masalah. dilain kasus sekitar 0,1 dB berpengaruh karena perbedaan 2 persen dalam faktor tertentu sangat penting untuk kapasitas sistem.

This entry was posted in CDMA, Telekomunikasi and tagged , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s