Messgrundlagen; Dämpfung Und Verstärkung; Pegel - Dezibel Db; Relativer Pegel - Hameg hm5510 User Manual

Messgrundlagen

Dämpfung und Verstärkung
Das nachfolgende Bild zeigt einen Vierpol mit der Eingangsgrö-
ße U und der Ausgangsgröße U
e
wir an R = R .
e a
I e
Eingangssignal
U e
R
e
P e
mit Leistung
U a
V u
=
Spannungsverstärkung:
U e
I a
V i
=
Stromverstärkung:
I e
P a U a x I a
V P
Leistungsverstärkung: = =
P e U e x I e

Pegel - Dezibel dB

Der Pegel ist das logarithmierte Verhältnis von zwei Größen
derselben Einheit. Da die beiden Größen und auch die Einhei-
ten im Verhältnis stehen, kürzen sich die Einheiten heraus.
Pegel sind dimensionslos. Gerade bei Berechnungen mit
Verstärkung und Dämpfung ergeben sich Zahlen, welche über
Dekaden unterschiedlich sind. Diese werden schnell unhand-
lich und unübersichtlich. Um die Berechnung zu vereinfachen
werden Pegel verwendet.
Verhältnis der Größen:
Pegel der Größen:
Als Kennzeichnung für die Pegelmaße werden die „Pseudo-
Einheiten" Bel (B) und Dezibel (dB) verwendet. Wird statt dem
Zehnerlogarithmus (dekadischer Logarithmus) der natürliche
Logarithmus zur Pegelbildung herangezogen, wird zur Kenn-
zeichnung des Pegelmaßes die heute kaum noch gebräuchli-
che „Einheit" Neper (Np) benutzt. ( engl. Mathematiker John
Neper 1550 bis 1617)

Relativer Pegel

Zur Angabe der Leistungsverstärkung wird allgemein das
10-fache des dekadischen Logarithmus verwendet. Dies wird
am Zusatz Dezibel (dB) erkenntlich. Strom- und Spannungs-
verstärkung werden durch das 20-fache des dekadischen
Logarithmus angegeben.
. Zur Vereinfachung nehmen
a
I a
Vierpol
Ausgangssignal
U a
R
a
mit Leistung
U e
D u =
Dämpfung: =
U a
I e
D i =
Dämpfung: =
I a
V u x V i
oder auch Wirkungsgrad
=
X 1 [Einheit] [Einheit]
X X 2 2 [Einheit] [Einheit]
X 1 [Einheit] [Einheit]
in Bel (B)
lg
X 2 2 [Einheit] [Einheit]
X 1 [Einheit]
X 2 [Einheit]
x
P a
1
V u
STOP
1
V i
Ist der Ausgangswiderstand des Verstärkers
gleich dem Eingangswiderstand stimmen die Ver-
η
stärkungsmaße für Leistung, Strom und Spannung
überein.
TiPP
R e e
damit ist

Absoluter Pegel

Pegelwerte zu verwenden ist nur dann sinnvoll wenn auch die
entsprechenden Bezugsgrößen bekannt sind. Die Bezugsgrö-
ßen P , U und I
0 0 0
eine entsprechende Vergleichbarkeit zu erhalten, werden in
der Nachrichtentechnik meist folgende Bezugsgrößen ver-
wendet:
Ausgehend von einer angepassten Koaxleitung:
Am Widerstand Z = 50 Ω liegt eine Spannung von U
Dies entspricht eine Leistung P
~
U g =
2 x U 0
So sind in der Elektronik allgemein folgende Pegelangaben
zu fi nden:
absoluter
Spannungspegel:
M e s s g r u n d l a g e n
R e e
= R a a dann folgt
R a a
R e e
10 lg = 0
R a a
können beliebig gewählt werden. Um jedoch
= 1mW.
0
Generator Kabel
(Sender)
Z = 50 Ω
R i
U 0 = 224 mV
Leistungsanpassung
R i = Z = Ra = 50Ω
P 0 = 1 mW = 0 dBm
U
20 lg
1V
U
20 lg
1 mV
Änderungen vorbehalten
1
=
= 224mV.
0
Verbraucher
(Empfänger)
R a
in dBV
in dBmV
9