插入損耗計算機
計算以 dB 表示的訊號衰減,以及輸入功率中傳輸或損失的百分比。
訊號損耗計算機
比較以 dBm 量測的輸入與輸出功率位準。
關於插入損耗
插入損耗用來衡量在傳輸路徑中加入裝置、纜線、連接器、濾波器或其他元件後,訊號功率降低的程度。當兩次量測都以 dBm 表示時,插入損耗就是輸入功率減去輸出功率。正值表示元件使訊號衰減。例如,輸入為 20 dBm、輸出為 15 dBm 時,插入損耗為 5 dB。
分貝使用對數尺度,因此 dB 差值不等於線性百分比。傳輸功率比為 10 的負插入損耗除以 10 次方。將比值乘以 100,即得到抵達輸出端的功率百分比,其餘則為損失百分比。3 dB 損耗可傳輸約 50.12% 的輸入功率,10 dB 損耗可傳輸 10%,而 20 dB 損耗僅傳輸 1%。
射頻工程師以插入損耗描述同軸纜線、天線、分配器、開關、衰減器、連接器及濾波器的特性。在音訊、光學與一般電子系統中,只要元件改變訊號位準,也能使用相同概念。量測時應匹配訊號源與負載阻抗,並採用相同頻率、頻寬及參考平面。即使元件本身耗散的能量很少,阻抗不匹配造成的反射仍可能增加量測到的插入損耗。
本計算機接受負 dBm 位準,因為 dBm 是以一毫瓦為基準的絕對對數功率單位。負 dBm 不代表物理功率為負,而是功率低於一毫瓦。由於插入損耗取決於位準差,從 0 dBm 到負 3 dBm,與從 20 dBm 到 17 dBm 的損耗相同。對被動元件而言,輸出通常不應大於輸入。主動放大器可產生負插入損耗,通常稱為增益,不在本計算機的被動損耗輸入檢核範圍內。
若精度很重要,請採用經校正的量測值,並考慮測試纜線或轉接器的影響。具有頻率相依性的元件,應在整個工作頻帶內評估,而非只測單一頻點。計算出的損失百分比描述相對於輸入,輸出端缺少的功率,無法判別功率是轉為熱、反射回訊號源、向外輻射,還是耦合至其他埠。儘管有此限制,插入損耗仍是比較訊號路徑效能的一種簡潔且廣為理解的方法。
範例
| 功率位準 | 損耗與傳輸 |
|---|---|
| 輸入 20 dBm,輸出 15 dBm | 損耗 5 dB;傳輸 31.6228% |
| 輸入 0 dBm,輸出 -3 dBm | 損耗 3 dB;傳輸 50.1187% |
| 輸入 -10 dBm,輸出 -20 dBm | 損耗 10 dB;傳輸 10% |
如何使用本計算機
- 以 dBm 輸入量測或規格提供的輸入功率。
- 以 dBm 輸入相同頻率及阻抗條件下的輸出功率。
- 選取「計算」,求出插入損耗與線性功率百分比。
- 將結果與系統允許的損耗預算比較。
常見問題
如何由 dBm 計算插入損耗?
以輸入 dBm 減去輸出 dBm。兩個位準採用相同對數基準,因此其差值就是以 dB 表示的插入損耗。
3 dB 損耗會損失多少百分比的功率?
3 dB 損耗可傳輸約 50.12% 的輸入功率,也就是約 49.88% 未抵達量測的輸出端。
dBm 數值可以是負的嗎?
可以。負 dBm 表示低於一毫瓦的正功率,並非物理上的負功率。
插入損耗一定是發熱造成的嗎?
不一定。依裝置與量測配置而定,缺少的輸出功率可能被耗散、反射、輻射,或導向其他埠。
為什麼插入損耗會隨頻率改變?
材料損耗、阻抗、波長和元件響應都會隨頻率改變。因此,實用的規格應列出整個工作頻帶內的損耗。