2.3. Свойства каналов связи

2.3.1. Измерение сигнала в каналах связи

Для большинства измерений в речевых системах и системах данных используют показатель уровня мощности. Уравнения для мощности следующие:

где Р - мощность (в ваттах); V- напряжение (в вольтах); I- ток (в амперах); R - сопротивление.

Использование уровня мощности берет начало от Александра Грэхема Белла (Alexander Graham Bell), который изобрел единицу измерения для силы звука. Эта единица стала называться "бел". Одна десятая бела называется децибел (дБ).

Человеческое ухо воспринимает силу звука логарифмически. Так, уровень в 100 ватт по сравнению с уровнем в 10 ватт для человеческого уха слышится громче в два раза (но не в 10 раз).

Возрастание силы звука на один децибел является примерно наименьшим приростом, который способно различить человеческое ухо.

Эта единица измерения используется в настоящее время в качестве основы для измерения относительных уровней мощности в радио-, телефонных сетях и сетях данных. Для сети на рис. 2.4 усиление системы будет следующим:

Усиление = Log₁₀(P_B/P_A) бел
= 10 Log₁₀(P_B/P_A) децибел

Рис. 2.4. Усиление и потери в цепи

Обратите внимание, что это относительная величина. Результирующее значение является мерой уровня мощности в точке В по отношению к уровню мощности в точке А (мощность В относительно мощности А). Результат НЕ является абсолютной величиной.

Например, если для показанной на рис. 2.4 системы входной сигнал в точке А 1 ватт, а выходной сигнал в точке В 10 ватт, усиление системы будет следующим:

Работая с радио-, телефонным оборудованием и оборудованием для данных, измерения в системе могут производиться по отношению к 1 ватту или 1 милливатту в единственной точке (вместо сравнения с уровнем мощности в другой точке). Уравнение принимает вид:

Если измерения необходимо провести в вольтах или амперах, заменяя мощность на

Обычно R_A равно R_B, и можно использовать вторую формулу.

Напряжения иногда тоже выражают в децибелах, в этом случае их измеряют по отношению к 1 вольту или 1 микровольту, то есть дБВ (dBV) или дБмкВ (dBμV) соответственно.