Calculadora de ganho dB para potência e tensão
Calcule o ganho em decibéis entre dois valores de potência ou tensão, ou encontre uma entrada ou saída desconhecida quando o ganho em dB é especificado.
Escolha se deseja calcular o ganho em dB, encontrar o valor de saída ou encontrar o valor de entrada. Selecione potência ou tensão, insira duas grandezas conhecidas e obtenha o resultado instantaneamente.
Calculadora de ganho dB para potência e tensão
Calcule o ganho em decibéis entre dois valores de potência ou tensão, ou encontre uma entrada ou saída desconhecida quando o ganho em dB é especificado.
Encontre o ganho (ou perda) em dB a partir dos valores de entrada e saída.
Sobre a calculadora de ganho dB
Ganho é a razão entre um sinal de saída e um sinal de entrada, e expressá-lo em decibéis transforma essa razão em uma grandeza aditiva, que pode ser somada ao longo de uma cadeia de amplificadores, atenuadores e linhas de transmissão. A calculadora de ganho dB resolve os três problemas mais comuns de ganho: calcular o ganho em dB quando entrada e saída são conhecidas; calcular o nível de saída quando a entrada e o ganho são conhecidos; e calcular o nível de entrada necessário quando a meta de saída e a especificação de ganho são fornecidas.
A fórmula depende da natureza física da grandeza medida. Para grandezas de potência — watts, milivatts, intensidade acústica — aplica-se a fórmula de ganho de potência: G(dB) = 10 × log₁₀(P_out / P_in). Para grandezas de amplitude (campo) — volts, milivolts, amperes, pressão sonora — aplica-se a fórmula de ganho de tensão: G(dB) = 20 × log₁₀(V_out / V_in). O fator 20 em vez de 10 existe porque a potência é proporcional ao quadrado de uma grandeza de campo (P ∝ V²), então usar 20 com razões de tensão produz o mesmo resultado em dB que usar 10 com a razão de potência correspondente. As duas fórmulas são consistentes por construção.
Invertendo as fórmulas de ganho, obtemos os cálculos de saída e entrada. Para potência: P_out = P_in × 10^(G/10); para tensão: V_out = V_in × 10^(G/20). Um ganho positivo (G > 0) amplifica o sinal; um ganho negativo (G < 0) o atenua. Um ganho de -3 dB reduz a potência à metade; um ganho de -6 dB reduz a amplitude de tensão à metade; um ganho de +20 dB multiplica a tensão por 10 (ou a potência por 100).
Em eletrônica, o modelo de ganho em dB é usado para especificar ganho de amplificadores, perda de inserção de filtros, atenuação de cabos, ganho de antenas e margens de orçamento de enlace. Em acústica, ele mostra quanto um amplificador de alto-falante ou um tratamento de sala altera o nível de pressão sonora. Em engenharia de RF e micro-ondas, cada componente da cadeia de recepção — antena, LNA, cabo, mixer, amplificador de FI — é caracterizado por seu ganho ou perda em dB, e o ganho total do sistema é a soma algébrica de todas as contribuições.
Valores negativos de ganho em dB são chamados de perda de inserção ou atenuação. Um cabo coaxial especificado em -2.5 dB por metro reduz a potência para 10^(−2.5/10) ≈ 0.562 da entrada por metro, ou reduz a tensão para 10^(−2.5/20) ≈ 0.750. Saber se você está trabalhando com potência ou tensão evita o erro comum de aplicar a fórmula errada e obter um resultado com diferença de um fator dois em termos de dB.
Exemplos resolvidos
Quatro cenários práticos de ganho cobrindo cálculos de potência e tensão.
| Cenário | Resultado | Notas |
|---|---|---|
| Ganho de potência do amplificador: Pin = 10 W, Pout = 20 W | Ganho = 3.01 dB | 10 × log₁₀(2) = 3.01 dB. Dobrar a potência sempre corresponde a aproximadamente +3 dB. |
| Encontrar a tensão de saída: Vin = 1 V, Gain = 6 dB (Tensão) | Vout = 2.00 V | 1 × 10^(6/20) ≈ 2.00 V. Um ganho de tensão de +6 dB duplica a amplitude. |
| Encontrar a potência de entrada: Pout = 100 W, Gain = 20 dB (Potência) | Pin = 1.00 W | 100 / 10^(20/10) = 100/100 = 1.00 W. Um ganho de potência de 20 dB multiplica a potência por 100. |
| Atenuador: Vin = 5 V, Gain = −3 dB (Tensão) | Vout ≈ 3.54 V | 5 × 10^(−3/20) ≈ 3.54 V. Uma atenuação de tensão de -3 dB reduz a amplitude para cerca de 70.7% da entrada. |
Como usar a calculadora de ganho dB
- Selecione o tipo de cálculo: 'Calcular ganho em dB' para encontrar o ganho a partir de entrada/saída, 'Calcular valor de saída' para encontrar a saída a partir da entrada e do ganho, ou 'Calcular valor de entrada' para encontrar a entrada a partir da saída e do ganho.
- Escolha o tipo de grandeza — Potência para watts/milivatts/intensidade, ou Tensão para volts/ampères/pressão. Isso define a fórmula correta (fator 10 ou fator 20).
- Insira os dois valores conhecidos. O campo correspondente ao desconhecido ficará desativado — deixe-o em branco e a calculadora fará o cálculo.
- Clique em Calcular. O resultado mostra o valor calculado junto com a fórmula para você conferir a matemática.
- Clique em Redefinir para limpar todos os campos e iniciar um novo cenário. Você pode alternar o tipo de cálculo e o tipo de grandeza a qualquer momento.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre a fórmula de ganho de potência e a de ganho de tensão?
O ganho de potência usa G = 10 × log₁₀(Pout/Pin) porque grandezas de potência já são proporcionais à intensidade do sinal. O ganho de tensão usa G = 20 × log₁₀(Vout/Vin) porque a potência é proporcional ao quadrado da tensão. O fator 20 garante que ambas as fórmulas deem o mesmo valor em dB para um ganho físico dado. Escolher a fórmula errada produz um resultado com desvio de um fator 2 em termos de dB.
O que significa um ganho negativo em dB?
Ganho negativo em dB significa atenuação — a saída é menor que a entrada. Um ganho de -3 dB significa que a potência foi reduzida à metade; -6 dB significa que a amplitude de tensão foi reduzida à metade (a potência cai para um quarto). Componentes passivos como cabos, conectores e atenuadores sempre têm ganho negativo em dB. Amplificadores têm ganho positivo em dB. Filtros ativos podem ter ambos, dependendo da frequência.
Como somo ganhos de componentes em série?
Basta somar os valores em dB de cada componente na cadeia. Por exemplo, um amplificador de +20 dB seguido por um cabo com perda de -3 dB resulta em ganho líquido de +17 dB. Essa propriedade aditiva é a principal razão pela qual engenheiros usam dB — ela transforma multiplicações em cascata em somas simples, facilitando a análise do orçamento de enlace.
O que é 0 dB de ganho?
0 dB de ganho significa que a saída é igual à entrada (razão = 1) — sem amplificação e sem atenuação. Um amplificador buffer de ganho unitário, por exemplo, tem 0 dB de ganho. Em cálculos de orçamento de enlace, um componente com 0 dB de perda de inserção deixa o sinal inalterado.
Posso usar esta calculadora para ganho acústico?
Sim. Para nível de pressão sonora (SPL), use a fórmula de Tensão, porque o SPL é medido em pressão, que é uma grandeza de amplitude. Insira a pressão de referência como X_in e a pressão medida como X_out. O resultado em dB corresponde diretamente à variação do SPL. Para intensidade acústica ou potência, use a fórmula de Potência.
Como converto ganho em dB para multiplicador linear?
Para potência: razão linear = 10^(G/10). Para tensão: razão linear = 10^(G/20). Você também pode usar o modo 'Calcular valor de saída' com entrada 1 e o ganho desejado — o valor de saída é exatamente o multiplicador linear. Por exemplo, um ganho de potência de 20 dB → entrada = 1, saída = 100, então o multiplicador de potência é 100.