嵌入式分享合集106

一、可控硅控制电路实例

可控硅是可控硅整流器的简称。可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型。它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。

单向可控硅是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比，单向可控硅正向导通受控制极电流控制；与具有两个PN结的三极管相比，差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。

可控硅导通条件：

一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备，可控硅才会处于导通状态。另外，可控硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，可控硅仍然导通。可控硅关断条件：降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压，使阳极电流小于最小维持电流以下。

简易单向可控硅12V触摸开关电路

触摸一下金属片开，SCR1导通，负载得电工作。触摸一下金属片关，SCR2导通，继电器J得电工作，K断开，负载失电，SCR2关断后，电容对继电器J放电，维持继电器吸合约4秒钟，故电路动作较为准确。如果将负载换为继电器，即可控制大电流工作的负载。

可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，活动导入以可控硅实际应用案例的展示，以激发学生的活动兴趣。

下文是可控硅控制电路的制作13例。

1：可调电压插座

电路如图，可用于调温（电烙铁）、调光（灯）、调速（电机），使用时只要把用电器的插头插入插座即可，十分方便。

V1为双向二极管2CTS，V2为3CTSI双向可控硅，调节RP可使插座上的电压发生变化。

2：简易混合调光器

根据电学原理可知，电容器接入正弦交流电路中，电压与电流的最大值在相位上相差90°。根据这一原理，把C1和C2串联联接，并从中间取出该差为我所用，这比电阻与电容串联更稳定。电路中，D1和D2分别对电源的正半波及负半波进行整流，并加到A触发和C1或C2充电。进一步用W来改变触发时间进行移相，只要调整W的阻值，就可达到改变输出电压的目的。D1和D2还起限制触发极的反相电压保护双向可控硅的作用。

3：可调速吸尘器

这种吸尘器使用可控硅元件构成调速电路，能根据需要控制电机转速，以发迹管道吸力的大小。下图所示的调速电路比较成熟，普遍使用在高档大功率吸尘器中。

4：光控电子开关

光控电子开关，它的“开”和“关”是靠可控硅的导通和阻断来实现的，而可控硅的导通和阻断又是受自然光的亮度（或人为亮度）的大小所控制的。该装置适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。

工作原理：电路如上图所示，220V交流电通过灯泡H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现底阻状态≤1KΩ，使三极管V截止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流≤2.2mA，灯泡H不能发光。电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态≥100KΩ，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。

安装与调试：安装时，将装焊好的印制板放入透明塑料盒内并固定好，将它与受控电灯H串联，并让它正对着天幕或房子采光窗前较明亮的空间，避免3米以内夜间灯光的直接照射。调试宜傍晚时进行，调节RP阻值的大小，使受控电灯H在适当的亮度下始点亮。

5：自动延时照明开关

夜晚离开房间，总要先关掉照明灯。可如果灯开关不在门口，那么关上灯再摸黑走到门口，十分不方便。

本文介绍的一种开关仅用9个元件，可方便地加在原来的开关上，使您的灯在关掉后延时几十秒钟，让您有充足的时间离开房间，免受摸黑之苦。

工作原理：电路原理如下图所示。A、B分别接在原开关两端。合上开关S时，交流电的正半周经D6、R2、R1、D1和可控硅控制极，触发可控硅导通；交流电的负半周经D4、R2、R1、D1和可控硅控制极，触发可控硅导通。可控硅导通后，相当于短路C、D两点，因而A、B两点也经过二极管和导通的可控硅闭合起来。此时照明灯亮。

断开开关S后，由于电容C1经R1、D1和可控硅控制极放电，使可控硅仍有触发电流维持导通。放电电流逐渐减小，一段时间后，可控硅截止，灯灭。此电路延时时间约为40～50秒。

元件选择：可控硅选最大电流1A、耐压400V的。D1、D3～D6可用1N4004。C1用耐压630V、35μF的彩电电容。如果合上开关S灯不亮，可适当减小R1的阻值。

6：声控音乐彩灯

彩灯控制器的电路如下图，R1、R2、D和C组成电阻降压半波整波电路，输出约3V的直流电供SCR的控制回路用。压电陶瓷片HTD担任声-电换能器，平时调W使BG集电极输出低电平，SCR关断，彩灯不亮。当HTD接收到声波信号后，BG集电极电平升高，SCR即开通，所以彩灯能随室内收录机播出的音乐节奏而闪烁发光。

W可用来调节声控灵敏度，W由大调小时，声控灵敏度愈高，但W过小时，电灯常亮，这时就失去声控作用，使用调试时，将W由大逐渐调小至某一阻值时，电灯即点亮，再将W退回少许（即稍微调大），电灯就熄灭，这时声控灵敏度最高，离HTD二三米远处普通谈话声就能使彩灯闪烁。如嫌灵敏度太高，只要将W调大些即可，电灯长亮不熄，表示BG的放大倍数β值过小，应更换β大些的三极管。电阻均为1/8W碳膜电阻。

7：简易延时照明灯

本文介绍的这种延时照明灯非常简单，安装也十分方便，将它直接连接于普通开关的两端即可。使用时，打开开关电灯点亮，关灯后由于延时电路的作用使电灯仍亮几秒钟后自动熄灭。本电路安全可靠，适合初学者自制。

电路原理：该延时照明灯的电路如附图所示。延时电路如虚线框内所示。图中K为拉线开关或墙壁开关，当K闭合后，该延时电路不工作，电灯处于正常的发光状态。当K被关断后，该电压一方面经R1向电容C充电，由于在C的充电期间没有电流流过R2，则三极管V一直处于截止状态；另一方面，该电压经R3、R4向可控硅SCR提供触发电压，使可控硅处于导通状态，因此在关灯后电灯亮一段时间。当电容C被充足电后，使三极管V由截止转为导通状态，将可控硅SCR关断，电灯也就熄灭了。

本电路关灯延时期间，延时时间由R1、C的取值来确定，读者也可根据各自需要自行确定。本电路中的可控硅，笔者选用的为单向可控硅，在关灯延时期间电灯的亮度约为开灯时亮度的一半，以适合人们的视觉上的需要，同时又可节能。

电路制作：图中单向可控硅SCR选用MCR100－8，耐压须为600V以上。灯泡的功率不大于100W为宜。二极管VD为1N4007，V为C1815。电阻均为1／8W碳膜电阻。

制作时，用一小块电路板将图中虚线框内各元器件焊装上。最好将本电路装在拉线开关底部凹槽内，用胶水粘牢并将引线接至开关两接线端即可。

8：单键自锁开关

单键自锁开关说明：

1、上电不动作。

2、按钮按下后再释放，继电器吸合。

3、按钮长按时，继电器释放，松开后继电器吸合。

4、按钮点按时：继电器释放 ←→ 吸合循环动作。

5、因为47Ω电阻有压降，继电器可以用DC9V的。

9：简单的停电自锁开关

电网供电正常时，它象普通开关一样使用。按一下K1，220V交流电经R1和R2分压给双向可控硅提供一触发电压，使双向可控硅导通。可控硅导通后，在电源电压正半周期间，少量电流经R4、D向C充电，同时经R3、R2分压触发可控硅；在负半周期间，C向R3和R2放电并触发双向可控硅，这样使双向可控硅继续导通，保证负载正常工作。一旦电网突然停电，C上的电荷经R3和R2放电。在电网恢复供电后，由于K1常开，C上又无电压，不能使双向可控硅触发导通，电路呈断开自锁状态，因此没有电流流过负载。只有重按一下K1，负载才能正常工作，从而有效地防止了因断电后恢复供电造成的浪费和事故。常闭按钮K2用于正常供电情况下关断电路。

10：双色彩灯

本彩灯是以多谐振荡器为控制信号，灯光交替闪耀，可给节日晚上（尤其是舞会）增加不少光彩和欢快气氛。

工作原理如下图所示。交流220V电源经C1、VD1、VD2及VD3降压、整流、滤波后，在VD3两端得到3V的稳定电压。多谐振荡器中的VT1、VT2轮流导通，其集电极电流控制双向晶闸管VS1和VS2工作，彩灯将交替闪烁着光彩。

元器件选择：电容C1为0.47μ/400V（涤纶电容）、C2为220μ/6V，C3、C4为50μ/16V。电阻R1为1M/1W，R2、R3为20K／1/4W。二极管VD1、VD2

选1N4004。稳压二极管VD3选3V/1W。发光二极管VD4、VD5为FG114001。双向晶闸管VS1、VS2为TLC3A/400V。三极管VT1、VT2为3CK9D，60≤β≤120。

使用方法：

（1）如彩灯不亮，将3V稳压管换成4.5V稳压管。

（2）为防止流过发光二极管VD4、VD5的电流过大，最好在其回路中分别串入一个300Ω的限流电阻。

（3）调整时，改变R1、R2或C1、C2的大小，则可直接控制彩灯相互变化的快慢节奏。

（4）如双向晶闸管VS1、VS2用3A/400V，最好负载功率在300W以下，切忌不可超过最高限额500W。如想增大功率，可选用电流大于3A的晶闸管，但C1的容量还需增加。如原用0.47μ/400V可换成0.68～1μ/400V即可。

（5）本装置采用塑料作外壳，以避免市电源对人的触电，这样更为安全。

11：可控硅交流调压器

交流调压器采用可控硅调压器。电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。本活动调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。

电路原理，电路图如下：

可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。

元器件选择：

调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管，如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT

12：电热毯温控器

市售电热毯一般有高、低两个温度档。使用时，拨在高温档，入睡后总被热醒；拨在低温档，有时醒来会觉得热度不够。为此，笔者制作了这种电热毯温控器，它可以把电热毯的温度控制在一个适宜的范围内。

工作原理：电路如下图所示。图中IC为NE555时基电路；RP3为温度调节电位器，其滑动臂电位决定IC的触发电位V2和阈电位Vf，且V5=Vf=2Vz。220V交流电压经C1、R1限流降压，D1、D2整流，C2滤波，DW稳压后，获得9V左右的电压供IC用。室温下接通电源，因已调V2《Vz、V6《Vf，IC③脚为高电位，BCR被触发导通，电热丝通电发热，温度逐渐升高。热敏传感器BG1随温度的升高，其穿透电流Iceo增大，V2、V6升高。当V2》Vz，V6≥Vf时，IC翻转，③脚变为低电位，BCR截止邮电局热丝停止发热，温度开始逐渐下降，BG1的Iceo随之逐渐减小，V2、V6降低。当V6《Vf，V2≤Vz时，IC③脚回到高电位，BCR又被触发导通，电热丝又开始发热。实践证明，调节RP2使V2=1/2V6时，温差为零；而V2=V6时最大。

元件选择：BG1可选用3AX、3AG等PNP型锗管；BCR用400V以上小型塑封双向可控硅，其它元件可按图标选用。

制作要点：热敏传感器BG1可用耐温的细软线引出，并将其连同管脚接头装入一电容器铝壳内，注入导热硅脂，制成温度探头。使用时，把该探头放在适当部位即可。

13：安全省电的按键式床头灯

一盏延时式床头灯，对于许多读者在夜晚使用是很方便的。本文介绍的按键式床头灯能安全和方便的要求，电路原理如下图所示。

该床头灯由节电型单稳态电路和亮度可控照明灯两部分组成。两部分靠光电耦合器耦合，电气部分完全独立，使用十分安全。当K1断开时，VT1截止，其集电极电压为0V，VT2截止，NE555第①脚接地端开路而不工作，此时，电路的耗电仅为VT1、VT2的穿透电流，约3～5μA，四节电池能使用一年半以上。按下K1后，VT1饱和导通，R3两端电压接近电源电压，VT2饱和导通，NE555工作，此时，NE555第②脚由高电平变为低电平，而且低于1/3的电源电压，NE555翻转，第③脚输出高电平，其一路能过R7驱动光电耦合器4N25，使双向可控硅VS导通，床头灯H点亮；另一路通过二极管VD1、电阻R6向VT2提供足够大的偏流，维持VT2饱和导通，此时，即使K1断开，VT2的工作状态也不变，即NE555的暂稳状态不变。在此期间，电源经R5为C1充电，使C1两端电压不断升高，当C1两端电压大于2/3电源电压时，通过NE555的放电端第⑦脚放电，NE555的暂稳态结束，第三③脚由高电平变为低电平，VT2截止，进入另一个稳定状态，只有在K1再次接通时，NE555才再次进入暂稳态，床头灯再次点亮。

该床头灯所用元件型号及数据如附图所示，无特殊要求。整个床头灯安装容易，调试简单，只要安装无误，就能正常使用。若延时时间太短，可加大R5的阻值或C1的容量，反之亦然。安装时将按键部分外置，其余元件装入塑料盒内，以确保使用安全。

二、三极管滤波

❤如图1是无刷电机霍尔信号的滤波电路，为了保证波形质量，简单的阻容滤波并不能完全解决实际复杂的工作环境所带来的波形异常，量产的无刷驱动模块也有该电路。

❤为了保证滤波质量，在RC滤波后面加一个NPN三极管，利用三极管自身的响应速度达到高质量滤波目的。

❤三极管响应速度有个最小宽度要求，通常是几十个纳秒到几百纳秒，信号大于最小脉宽要求才能保证正常输出而不失真。

图1：无刷电机霍尔信号滤波

❤通常在做驱动的时候，会遇到霍尔信号或编码器信号的处理，该信号是脉冲（方波）信号，在滤波之前的波形如图1左边所示，实际上毛刺会更多更杂。

❤毛刺宽度一般只有几十个纳秒，在RC滤波后面加上一个三极管后可根本滤除毛刺，让输出更干净，质量更高，如图1右边所示。

❤图2、图3、图4是实测无刷电机霍尔信号滤波前后的波形对比，红色波形代表霍尔信号滤波前的；蓝色波形代表霍尔信号滤波后的。滤波前的毛刺异常恐怖。

图2：滤波前后对比

图3：滤波前后对比（放大）

图4：滤波前后对比（再放大）

❤图5是实测无刷电机霍尔信号经过RC滤波后和三级管后滤波的波形对比，红色波形代表霍尔信号经过RC滤波后的，蓝色波形代表霍尔信号经过RC滤波再经过三极管滤波后的；

注：两个波形没有反相，是因为上面那个红色波形一直在左右晃动，随机抓取的。

图5：RC滤波和三级管滤波对比

❤要点：

①该类信号属于OC输出，所以需要加上拉电阻（R4）；

②阻容滤波（R2、C1）是低通滤波，信号频率应低于fc=1/2πRC；

③三极管导通时必须工作在饱和状态，通常基极电流Ib＞1mA能保证三极管工作在饱和状态；

④三极管输出波形与输入波形反相，这点在程序里可以做取反处理。

三、看电路图

昨天说了电烙铁，有的同学分享了自己第一次学习使用电烙铁的艰辛，也有同学说目前正在学习电烙铁使用，还有同学说刚学会电烙铁，现在准备研读线路图，想要知道电路图容不容易读懂，要怎么看懂电路图。

其实电路图第一眼看上去感觉很复杂，但是它都是由各个元器件图形符号和文字符号组成的，比如我们常见的电阻、电容、电感、晶体管、集成电路等等。

我们如果想要看懂电路图，那么我们首先要了解图中使用了哪些电子元器件，这些元器件的结构、功能、特征是什么，这些元器件结合所组成的模块作用是什么，如果其中某个元器件损坏了，那么会导致什么样的结果。

我们知道，电阻在电路中主要起到阻碍作用，利用这个特性，我们可以将电阻做成分压电路、限流电路、降压电路等等，电容具有通交隔直、储能的特性，我们可以将其用于滤除交流杂波、存储能量等方面，除去这两个最常用的元器件，我们电路图中最重要和最常见的应该是晶体管和集成电路，因此要了解晶体管的输入、输出特性及其工作在放大区、截止区和饱和区的条件，集成电路芯片的引脚及功能等是十分重要的。

我们拿到一张电子电路图时，能够首先要明白电路不管有多么复杂，它都可以分解成若干个单元电路，如果是模拟电路，一般可以分为输入电路、主电路、输出电路、电源电路、附属电路、保护电路等等，而这些模块电路就是由若干个元器件组成的，我刚接触电路时采用过一个方法来记住这些电路的联系，那就是画框法，简单说就是将每一个电路模块用框来表示，然后找出它们之间的联系，搞清楚每个模块的元器件有哪些，它们的作用是什么，这样你就可以弄清楚每个单元电路的功能，从而弄明白这些模块之间有什么关系，久而久之你就能对整个电路了如指掌，对于模块我们要从较为简单的局部电路开始分析，然后再进行整体电路分析，在识图过程中要注意综合知识的运用，逐步深入分析，对基本电路理解的越深，掌握的越牢，就会化难为易，看懂复杂的电路图。然后通过反复的训练和实践，取得一定经验，识图能力一定会逐步提高。

我们在分析电路时，要注意我们的电路都是有静态和动态两种情况，比如电路中的晶体管和集成电路，它们在工作中需要建立静态工作点，才能实现对交流信号的放大作用，为了识图方便，我经常在分析时采用直流等效法和交流等效电路法对电路的静态和动态进行分析。

直流等效法就是在输出信号为零时，各级放大器在直流电源作用下的工作状态，简单来说就是找出电路的直流通路，就像我们前面说的，电容具有通交隔直的特性，而电感与之相反，所以在直流通路中，电容可以看做是导线，电感可以看为断线，找出直流通路后，我们就可以确定各级电路在静态时的偏置电流和电压，交流等效电路法就是在输入信号不为零的情况下，确定电路中的交流信号通路及工作状态。

四、dB，dB， dBm， dBi

dB应该是无线通信中最基本、最习以为常的一个概念了。我们常说“传播损耗是xx dB”、“发射功率是xx dBm”、“天线增益是xx dBi”……有时，这些长得很像的dBx们可能被弄混，甚至造成计算失误。它们究竟有什么区别呢？ whaosoft aiot http://143ai.com

这事不得不先从dB说起。

而说到dB，最常见的就是3dB啦！

3dB在功率图或误码率图中经常出现。其实，没什么神秘的，下降3dB就是指功率下降一半，3 dB点指的就是半功率点。

+3dB表示增大为两倍，-3dB表示下降为1/2。这是怎么来的呢

dB在缺省情况下总是定义功率单位，以10lg 为计。当然某些情况下可以用信号强度（Amplitude）来描述功和功率，这时候就用20lg 为计。不管是控制领域还是信号处理领域都是这样。比如有时候大家可以看到dBmV 的表达。

注意基本概念

在dB，dBm计算中，要注意基本概念。比如前面说的0dBw = 10lg1W = 10lg1000mw = 30dBm；又比如，用一个dBm 减另外一个dBm时，得到的结果是dB。如：30dBm - 0dBm = 30dB。

dB和dB之间只有加减

一般来讲，在工程中，dB和dB之间只有加减，没有乘除。而用得最多的是减法：dBm减dBm 实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加dBm 实际上是两个功率相乘，这个已经不多见（我只知道在功率谱卷积计算中有这样的应用）。dBm 乘dBm 是什么，1mW的1mW 次方？除了同学们老给我写这样几乎可以和歌德巴赫猜想并驾齐驱的表达式外，我活了这么多年也没见过哪个工程领域玩这个。

dB是功率增益的单位

dB，表示一个相对值。当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时，可按公式10 lg A/B计算。例如：A功率比B功率大一倍，那么10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也就是说，A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率为46dBm，B的功率为40dBm，则可以说，A比B大6dB；如果A天线为12dBd，B天线为14dBd，可以说A比B小2dB。

dBm是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为：10lg功率值/1mW。例如：如果发射功率为1mW，按dBm单位进行折算后的值应为：10 lg 1mW/1mW = 0dBm；对于40W的功率,则10 lg(40W/1mW)=46dBm。

1、dBm

dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lg（功率值/1mw）。

[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。

[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：

10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg（4*10^4）=40+10*lg4=46dBm。

2、dBi 和dBd

dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值,但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子,所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。

[例3] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi （一般忽略小数位，为18dBi）。

[例4] 0dBd=2.15dBi。

[例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi)。

3、dB

dB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）

[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。

也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。

[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。

[例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。

[例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB。

4、dBc

有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。

搞无线和通信经常要碰到的dBm, dBi, dBd, dB, dBc

经验算法：

有个简便公式：0dBm=0.001W 左边加10=右边乘10

所以0+10dBm=0.001*10W 即10dBm=0.01W

故得20dBm=0.1W 30dBm=1W 40dBm=10W

还有左边加3=右边乘2，如40+3dBm=10*2W，即43dBm=20W，这些是经验公式，蛮好用的。

所以-50dBm=0dBm-10-10-10-10-10=1mW/10/10/10/10/10=0.00001mW。

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dBm的计算方法：(dBm与mW)

一般坊间贩售的802.11x无线网路AP上头，常会有规格说明，里头总会有一项说明到这个AP（或是无线网路卡），它的传输功率（transmission POWER）有20dBm，或者有些产品，是以mW（milliWatts）为单位，例如很有名的神脑长距离网卡，就说他们的网卡具有高达100mW的发射功率。

这些单位是怎么回事呢？

dBm是dB-milliWatt，即是这个读数是在与一个milliWatt作比较而得出的数字。在仪器中如果显示着0dBm的意思即表示这个讯号与1mW的讯号没有分别，也就是说这个讯号的强度就是1mW了。至于Watt（瓦特）是功率的单位我想大家都知道，就不赘述了。

所以我们必须先从dB讲起，dB到底是什么呢？dB的全写是decibel，英文（其实是拉丁语文）中deci即十分一的的意思。这个单位原本是bel 。但因为要达到一个bel的数值比较所需之能量差通常都较为大而在电路学上并不常用，故此才比较常用十分之一bel，亦即decibel这个单位了。

那么decibel（或者bel）又指什么呢？

其实它是指当你遇上有两个能量（讯号）的时候，dB就是我们用来表示这两个能量之间的差别的一种表示单位。它本身并不是一个独立的（如伏特Volt、安培Ampere等）绝对单位，dB这个单位一出现即意味着是有两个同样性质的能量（或讯号）正在被比较之中而获得的单位。

至此或许大家会有疑问：「既然dB只是表示两个讯号间的能量差别的话，为何不干脆用”倍数”来做表示呢？是否为了要故作深奥而造出这个单位来呢？」

当然不是啦！不过这个问题倒也问得相当好。不是吗？干脆用”倍数”不是来得简单易懂而不致于有这么多的人搞错了观念吗？某程度上林教官也相当同意这个说法。譬如当你制作一部高频线性放大器（LINEAR Amp.）时，它的输入所需功率是10Watts而输出则可达40Watts的话，为何不干脆说有四倍的增益而要说成是6dB的增益呢？在这个例子之中，其实的确是用”四倍”这个说法来得干脆俐落，但试看一看另一个同类例子……

今天我们试想像一套发射设备由初级振荡的能量以至最后级的输出功率之间的增益…，假设在初级振荡时的功率是0.5mW（注意是假设，真的当然会远低于此数）而在最后的LINEAR Amp.输出是2kW。现在试算一算它们之间的倍数差别……，2kW就是2000Watts亦即2,000,000mW用2,000,000mW除以0.5mW便得出倍数，即4,000,000倍了。试想一想，我已假设了振荡级是0.5mW那么大都还得出了四百万倍这个如此惊人的数字，一旦用上真实的数字的话那倍数势必比四百万来得更大更多位数了。至此大家或许已经明白在各类电子及无线电电路中（尤其是接收方面）这类倍数之差别比比皆是（即如一部厂制的发射机的抗干扰能力是优于一百万倍就标示成better than 60dB）。如果每次都要在各个层面（例如说明书，规格表）内都标示出数百万以至千万甚至亿倍的数字将会是何等的不方便啊！

那么dB又是如何运算出来的呢？

bel = lg ( P2 / P1 )

上面公式里头，P1就是第一个被比较的能量（讯号），P2就是第二个作比较的能量（讯号），P1与P2的单位要大家相同。

dB = 10 * bel = 10 * lg ( P2 / P1 )

例：第一个讯号功率是4Watts，第二个讯号功率是24Watts，那增益就是：

10 * lg ( 24 / 4 ) = 10 * lg6 = 7.78 dB

OK，我们回到dBm来看，因此换算dBm与mW的公式就应该是长成这样：

dBm = 10 * lg(mW)或mW = 10^( dBm / 10 )

所以底下这些例子大家可以验算一下：

0 dBm = 1 mW

10 dBm = 10 mW

14 dBm = 25 mW

15 dBm = 32 mW

16 dBm = 40 mW

17 dBm = 50 mW

20 dBm = 100 mW

30 dBm = 1000 mW = 1W

如果大家都很聪明，一定可以从log的基本性质中，发现到底下的rule：

dB增加3dB = mW乘2倍；dB减少3dB = mW变成1/2 ；增加10dB =乘10倍

这样一来，你便可以用你的脑袋直接进行快速运算来求得概略值：

+3dBm= *2
+6dBm= *4 (2*2)
+7dBm= *5 (+10dB-3dB = 10/2)
+4dBm= *2.5 (+10dB-6dB = 10/4)
+1dBm= *1.25 (+4dB-3dB=2.5/2)
+2dBm=*1.6(+6dBm-4dBm=4/2.5=1.6)

举个例子，假设你已经知道0dBm = 1mW，那么3dBm当然就等于2mW啰。那么，47dBm呢？40dBm →10^4mW，再多7dBm →5 * 10^4mW = 50W。

dBc

dBuV

根据功率与电平之间的基本公式V^2=P*R，可知dBuV=90+dBm+10*log(R),R为电阻值。在PHS系统中正确应该是dBm=dBuv-107，因为其天馈阻抗为50欧。

dBuVemf 和dBuV

emf:electromotive force(电动势)

对于一个信号源来讲，dBuVemf是指开路时的端口电压，dBuV是接匹配负载时的端口电压。

问：请问dBi、dBd、dB、dBm、dBc之间的区别。

答：它们都是功率增益的单位，不同之处如下：

dBi和dBd是功率增益的单位，两者都是相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线；dBd的参考基准为偶极子。一般认为dBi和dBd表示同一个增益，用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15 dBi。例如：对于一增益为16 dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi，一般忽略小数位，为18dBi。

dB也是功率增益的单位，表示一个相对值。当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时，可按公式10 lg A/B计算。例如：A功率比B功率大一倍，那么10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也就是说，A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率为46dBm，B的功率为40dBm，则可以说，A比B大6dB；如果A天线为12dBd，B天线为14dBd，可以说A比B小2dB。

dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc相对于载波(Carrier)功率而言。在许多情况下，用来度量载波功率的相对值，如度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。

实用资料——关于天线增益及其考量

在无线通讯的实际应用中，为有效提高通讯效果，减少天线输入功率，天线会做成各种带有辐射方向性的结构以集中辐射功率，由此就引申出“天线增益”的概念。简单说，天线增益就是指一个天线把输入的射频功率集中辐射的程度，显然，天线的增益与其方向图的关系很大，主瓣越窄、副瓣越小的天线其增益就越高，而不同结构的天线，其方向图的差别是很大的。

在通讯技术领域，与其它考量功率、电平等参数的量值同样，天线增益也采用相对比较并取对数的简化法来表示，具体计算方法为：在某一方向向某一位置产生相同辐射场强的时，对无损耗理想基准天线的输入功率与待考量天线的输入功率的比值取对数后乘以10 （G＝10lg(基准Pin/考量Pin)），即称为该天线在该点方向的增益。常用衡量天线增益的单位是dBi和dBd。对于dBi，其基准为理想的点源天线，即一个真正意义上的“点”来作天线增益的对比基准。理想点源天线的辐射是全向的，其方向图是个理想的球，同一球面上所有点的电磁波辐射强度均相同；对于dBd，其基准则为理想的偶极子天线。因偶极子天线是带有方向性的，故二者有个固定的恒差2.15即0dBd="2".15dBi。

需要说明的是，通常所说的“全向天线”不是严格的说法，全向天线应指在三维立体空间的全向，但工程界也往往把某个平面内方向图为圆周的天线称为全向天线，如鞭状天线，它在径向的主瓣是圆，但仍有轴向的副瓣。

常见天线的增益：鞭状天线6－9dBi，GSM基站用八木天线15－17dBi，抛物面定向天线则很容易做到24dBi。

无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。

Tx是发射（Transmits ）的简称。无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准：

1、功率（W ）: 相对1 瓦（Watts ）的线性水准。例如，WiFi 无线网卡的发射功率通常为0.036W ，或者说36mW 。

2、增益（dBm ）:相对1 毫瓦（milliwatt ）的比例水准。例如WiFi 无线网卡的发射增益为15.56dBm 。

两种表达方式可以互相转换：

1、dBm = 10 x log[ 功率mW]

2、mW = 10[ 增益dBm / 10 dBm]

在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为 “增益（Gain）”。天线增益的度量单位为“dBi ”。由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（dB ），例如，发射设备的功率为100mW ，或20dBm；天线的增益为10dBi ，则:

发射总能量＝发射功率（dBm ）＋天线增益（dBi ）
＝20dBm ＋10dBi
＝30dBm
或者: ＝1000mW
＝1W

在“小功率”系统中（例如无线局域网络设备）每个dB 都非常重要，特别要记住“3 dB 法则”。每增加或降低3 dB ，意味着增加一倍或降低一半的功率：

-3 dB = 1/2 功率

‍‍‍‍‍‍-6 dB = 1/4 功率

+3 dB = 2x 功率

+6 dB = 4x 功率

例如，100mW 的无线发射功率为20dBm ，而50mW 的无线发射功率为17dBm ，而200mW 的发射功率为23dBm 。

功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为W、mW、dBm。dBm是取1mW作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。

换算公式：

电平（dBm）=10lgW

5W →10lg5000 = 37dBm

10W →10lg10000 = 40dBm

20W →10lg20000 = 43dBm

从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm