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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP Spektrale Leistungsdichte vs. Leistungsspektrum


Autor: der neue dsp'ler (Gast)
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Hallo,

ich habe ein System welches mir die Spektrale Leistungsdichte berechnet. 
Dieses System ist gegeben und ich weiß nur, dass es Ergebnisse in dBm/Hz 
liefert.

Als Referenz habe ich ein Oszilloskop, welches mir das (Leistungs-) 
Spektrum in dB angibt.

Nun möchte ich mit der Referenz die Messergebnisse validieren.

Habe zum Test einen Funktionsgenerator der mir 2 Peaks darstellen soll.
Ich hab einfach mal eingestellt:
Sinus 1MHz 10dBm
Sinus 2MHz  7dBm

Impedanzrichtig abgeschlossen und greife hochohmig mit dem Oszilloskop 
ab.
Das Spektrum wird mir richtig angezeigt, also beide Peaks mit dem 
jeweiligen Pegel in dBm.

Wenn ich nun mein anderes System nehme und damit messe, komme ich beim 
1MHz Sinus, wo normal 10dBm sein sollten, auf ungefähr -61dBm (+- 3dBm 
weil man nicht so gut ablesen kann von dort). Und beim anderen Peak halt 
noch ein paar dB weniger.

Macht einen unterschied von ca 71dB
Das entspricht ca Faktor 3500
72dB sind fast Faktor 4000

Kann man nun davon ausgehen, dass die Zahl der Abtastwerte des messenden 
Systems N = 4096 ist?
Dann würde man doch einfach jeden Wert * N nehmen und hätte das 
"normale" Leistungsspektrum in dBm oder?

So oder so ähnlich hatte ich das in Erinnerung, allerdings macht mich 
stutzig das man so aus dBm/Hz => dBm bekommt. Müsste man doch, rein von 
der Mathematik her, mit Hz multiplizieren. wobei 1/Hz dann f = die 
Auflösungs-Bandbreite wäre? Wie hängt das mit N zusammen in dem Fall?
Oder ist der Ansatz kompletter Blödsinn, kann ja auch sein ... Dann 
bitte ich um Korrektur ;)



Stehe grade aufm Schlauch, ist auch denke ich eine einfache 
Milchmädchen-Rechnung, aber komme einfach nicht drauf.


Danke für eure Antworten.

Autor: der neue dsp'ler (Gast)
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Schade das man als Gast nicht editieren kann:

"Als Referenz habe ich ein Oszilloskop, welches mir das (Leistungs-)
Spektrum in dB angibt."

Müsste natürlich dBm heißen, also das Oszilloskop berechnet mir mit dem 
Math-Modus Werte in dBm.

Autor: Michael (Gast)
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Hm,  vielleicht solltest Du nicht Äpfel mit Birnen vergleichen :)

dBm steht für "Dezibel Milliwatt" und ist eine Maßeinheit für die 
Leistung eines Signals bezogen auf 1 Milliwatt. Bei 
einton-Sinunssignalen kann Sie einfach mit einem RMS Multimeter aus der 
Spannungsmessung bestimmt werden. Da diese Einheit sehr Häufig im HF 
Bereich vorkommt, wo 50 Ohm Abschlusswiderstände vorkommen, kann man die 
Spannungsmessung direkt in dBm umrechnen.

dBm/Hz ist eine "spektrale" Leistungsdichte. Die Leistung ist hier 
zusätzlich auf die Frequenz bezogen. Besser gesagt auf eine Bandbreite. 
Erst eine Integration über alle Frequenzen dieser Leistungsdichte 
liefert dir die Leistung.

Hättest Du z.B. ein Raussignal mit -100dBm/Hz und würdest dieses durch 
ein Tiefpass mit 1Hz Bandbreite schicken wäre die Rausleistung des 
Ausgangssignals -100dBm. Wäre das Filter


VORSICHT: dBm rechnet sich nicht wie dB !!!
Nehmen wir mal an Du hast eine Differenz von 60dBm gemessen (darfst 
nicht dBm und dB vergleichen).
f(x) = 20*log(x)   dB
f(x) = 10*log(x)   dBm

D.H 60dBm sind faktor 1000000 bei der Leistung und nicht 1000!
Wenn Du an die Spannung stimmt der Faktor 1000. Der Zusammenhang ist 
relativ einfach -> P(U) = U²/R Leistung in Abhängigkeit von der Spannung 
bei konstantem Widerstand.

Dein Faktor lässt Fall eher auf die Messbandbreite schließen, mit dem 
dein Spektrumanalyser das Signal hinter der Mischerstufe filtert. (Such 
mal nach Bandwidth im Gerät)

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