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Forum: HF, Funk und Felder Wann nimmt man was 10 * log () oder 20 * log ()


Autor: Jochen (Gast)
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Hi,


kann mir jemand sagen wann man den Faktor 10 und wann man 20 benutzt ?

 10 * log () oder 20 * log ()???

mfg

Autor: Spruutz (Gast)
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Meiner Meinung nach:

10 * log () nimmt man bei SignalLEISTUNGEN also z.B. P2/P1

Bei SignalSPANNUNGEN kommt der Faktor hinzu. Dieser Stammt aus den 
Spannungsquadraten bzw. der Beziehung P = U²/R mit R1 = R2 steht dann

10 * log (U2^2/R / U1^2/R) somit kürzt sich R raus und das Quadrat kann 
man als Faktor vor den log schreiben.

Grüße

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Analog, wenn auch weniger oft benutzt, müsste man bei der Betrachtung
eines Verhältnisses zweier Ströme mit 20 multiplizieren, um das in
dB auszudrücken.

Der Faktor 10 dabei ist übrigens einfach nur das ,dezi'.  Allerdings
benutzt praktisch niemand das Bel mit irgendeinem anderen Vorsatz
als als Dezibel.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Es heisst dB = 10*log P1/P2 und 20*log U1/U2 oder auch 20*log I1/I2
Weil P = u*I ist also P quadratisch mit U oder I steigt, ist es bei
der Leistung halt nur 10*Log P1/P2

Alles klar?

Ralph Berres

Autor: ME (Gast)
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Vielleicht hilft dir dieses Tutorium:

http://www.siart.de/lehre/dezibel.pdf

Insbesondere wird hier auch ausdruecklich darauf hingewiesen, dass bei 
Verstaerkung und Abschwaechung die Angabe in Dezibel unabhaengig davon 
ist, ob Spannung oder Leistung verglichen wird.

Bei Leistungspegel wird der Faktor 10 verwendet. Bei Spannungspegel wird 
der Faktor 20 verwendet.

Autor: Hewlett (Gast)
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Achtung
Auf Dämpfungsgliedern und kommerziellen Verstärkern steht das dB immer 
für Leistung und nicht Spannung.
Also 10 db Dämpfung bedeutet den Faktor 10 der Leistung, bzw. Faktor 3 
der Spannung , immer bezogen auf 50 Ohm.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Hewlett schrieb:

> Auf Dämpfungsgliedern und kommerziellen Verstärkern steht das dB immer
> für Leistung und nicht Spannung.

Wie oben schon geschrieben worden ist, ist das aber egal.

> Also 10 db Dämpfung bedeutet den Faktor 10 der Leistung, bzw. Faktor 3
> der Spannung , immer bezogen auf 50 Ohm.

Die 50 Ω spielen nur insofern eine Rolle, dass der angegebene
Dämpfungswert sonst nicht stimmt.

Ansonsten: du gibst 1 Veff rein, das sind an 50 Ω dann 20 mW, oder
+13 dBm.  Das Dämpfungsglied dämpft 10 dB, bleiben also 2 mW übrig,
oder +3 dBm.  Welche Spannung benötigt man nun, um an 50 Ω die 2 mW
zu erzeugen?
=>

Oder rund 1/3 der ursprünglichen Spannung.

Da hast du ihn wieder, deinen Faktor 3. ;-)

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Also wenn wir uns schon darüber streiten was dB ist dann sollte man 
ergänzen, das wenn sich dB auf eine bestimmte Einheit / Größe bezieht 
das auch hinter dem dB steht.
so gilt z.B. DBV ist dB bezogen auf 1 Volt. d.H. 0dB = 1 Volt.
dBu bezieht sich meist auf 0,775 Volt = 1mW an 600 Ohm. Ist in der NF 
Technik gebräuchlich.
dbm ist meistens in der HF Technik gebräuchlich = 1mW an 50 Ohm = 
0,223Volt.
Dann gibt es noch in der Fernsehempfangstechnik dbuV = 1uV aber an 75 
Ohm.

Man sollte also aufpassen das man nichts durcheinander bringt. Aber 
grundsätzlich ist dB erst mal ein dimensionsloses Verhältnis zwischen 2 
Größen. Die 10 oder 20 vor dem Log besagen nur ob man mit 
Spannungsverhältnisse oder Leistungsverhältnisse rechnet.

Ralph Berres

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ralph Berres schrieb:

> Also wenn wir uns schon darüber streiten was dB ist dann sollte man
> ergänzen, das wenn sich dB auf eine bestimmte Einheit / Größe bezieht
> das auch hinter dem dB steht.

dB ist ein Verhältnismaß.  Durch zusätzliche Angabe eines Bezugs-
punktes wird daraus jedoch eine absolute physikalische Größe.  Das
ist auch gar nicht auf die Elektrotechnik beschränkt, beispielsweise
arbeitet die Akustik bei Schalldruckpegeln auch damit (Bezugspunkt
ist dann die Ansprechempfindlichkeit des Ohrs).

> so gilt z.B. DBV

Vorsicht: Groß- und Kleinschreibung ist bei Einheiten nicht egal.
1 ms ist was anderes als 1 mS, auch wenn unsere amerikanischen
Kollegen das gern mal verwechseln...

> Dann gibt es noch in der Fernsehempfangstechnik dbuV = 1uV aber an 75
> Ohm.

Wobei das die ASCIIisierte Schreibweise ist, wenn man kann, schreibt
man besser dBµV.  Die 75 Ω sind dabei eher wenig relevant, da die
Angabe ja ohnehin auf eine Spannung (und nicht auf eine Leistung)
bezogen ist.

Ein weiterer Zusatz, der gelegentlich üblich ist: dBc, Dezibel bezogen
auf den Carrier.  Wird gern benutzt, um ein Fremdspannungs- oder
Nebenaussendungsmaß eines Generators zu beschreiben.

Will da mal einer einen Wiki-Artikel hier ins Wiki setzen?

Autor: HildeK (Gast)
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>Will da mal einer einen Wiki-Artikel hier ins Wiki setzen?

Du!
Du bist doch ausreichend kompetent dafür :-)

Autor: Trafowickler (Gast)
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"Die 75 Ω sind dabei eher wenig relevant, da die
Angabe ja ohnehin auf eine Spannung (und nicht auf eine Leistung)
bezogen ist."

Es GEHT um die Leistung.

100 µV am Eingang eines Fernsehgeräts machen im Fall einer ( nicht mehr 
up-to-daten ) analogen Fernseh-Übertragung schon einen Unterschied, ob 
sie an 300 Ω oder an 75 Ω anliegen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Trafowickler schrieb:
> "Die 75 Ω sind dabei eher wenig relevant, da die
> Angabe ja ohnehin auf eine Spannung (und nicht auf eine Leistung)
> bezogen ist."
>
> Es GEHT um die Leistung.

Thema verfehlt.  Die Eingangsleistung des Geräts hat hier erstmal
keinen interessiert, sondern Ralph wollte nur verschiedene Bezugs-
systeme erläutern.  Dabei sind 0 dBµV halt 1 µV, völlig unabhängig
davon, ob der Eingangswiderstand dabei 50 Ω oder 75 Ω beträgt (von
300 Ω redet in dem Zusammenhang sowieso keiner).

Autor: Trafowickler (Gast)
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In ( älterer ) Formelsammlung

Grössen, Formeln, Begriffe ( Siemens ) steht unter Empfangsantennen und 
Fersehverteilanlagen, "Pegel" u.a.:

( Der Pegel ) " ist ein Mass für die Leistung beim Synchronwert eines 
Fernsehsignals (...)
n = 0 dBµV entspricht dem Pegel
der durch 1 µV an 75 Ω bewirkten Leistung = - 108,75 dBm".

Danach wird auch Bezug genommenen auf die für die analoge Bildqualität 
wichtige "effektive Rauschleistung".

Es geht wohl um die Leistung.

Und 0 dBµV ist für viele HF-ler praktischer ausgedrückt, Bezug
bleibt halt die Leistung von 1,333 * 10^-14 Watt.

=> Hauptsache, es funktioniert.

Autor: Trafowickler (Gast)
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Kann bitte jemand verifizieren, ob die RauschSpannung eines ohmschen 
Widerstands, Bandbreite 5 MHz ( Analog-TV ) bei 20°C bereits

2,46 µV  ( bei  75 Ω )   bzw.
4,93 µV  ( bei 300 Ω )

entsprechend einer RauschLeistung von

8,09 * 10^-14 W

beträgt ?

Autor: Ralph Berres (rberres)
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dBuV heist dB bezogen auf 1 uV oder 0dB = 1uV. Das ist immer noch 
bezogen auf die Spannung.
Der Widerstand spielt dabei überhaupt keine Rolle.
Die waschechten HFler geben den Pegel immer in dbm an also bezogen auf 
1mW, wobei eigentlich dann die Angabe der Impedanz notwendig wäre. Aber 
bei dbm hat sich in der HF-Technik 50 Ohm eingebürgert, in der 
Telefontechnik bei den Telekomer 600 Ohm. Somit entspricht 0dbm an 50 
Ohm  223mV an 600 Ohm 0,775V.
Wobei das dB immer noch ein logarythmisches Verhältnismaß ist.
Nur das es jetzt mit der Angabe hinter dem dB nicht mehr dimensionslos 
ist, sondern sich eben genau auf die hinter dem dB gesetzte Dimension 
bezieht.
 Das sich das bei einem Fernseher unterschiedlich bemerkbar macht ob man 
50 OHm 75 OHm oder gar 300 OHm als Impedanz hat steht auser Diskussion. 
( Übrigens gab es in der Rundfunktechnik auch mal 60 Ohm als Impedanz, 
um die Verwirrung noch größer zu machen ).

Ich hoffe das jetzt sämtliche Klarheiten beseitigt sind.

Ralph Berres

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Trafowickler schrieb:
> Kann bitte jemand verifizieren, ob die RauschSpannung eines ohmschen
> Widerstands, Bandbreite 5 MHz ( Analog-TV ) bei 20°C bereits
>
> 2,46 µV  ( bei  75 Ω )   bzw.
> 4,93 µV  ( bei 300 Ω )
>
> entsprechend einer RauschLeistung von
>
> 8,09 * 10^-14 W
>
> beträgt ?

P = 4*k*T*B

u^2 = 4*k*T*B*R

Mit T=300 Kelvin kommen ca. 1% höhere Spannungen heraus als du gerechnet 
hast.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ralph Berres schrieb:

> ( Übrigens gab es in der Rundfunktechnik auch mal 60 Ohm als Impedanz,
> um die Verwirrung noch größer zu machen ).

Ich glaube mich zu erinnern, dass das damals der Kompromiss war
zwischen 50 Ω und 75 Ω.  Der Grund für die Wahl genau dieser
beiden Widerstände ist auch technisch-physikalischer Art und
wurde hier schon diskutiert; ich habe ihn aber vergessen.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Ralph,

> Ich hoffe das jetzt sämtliche Klarheiten beseitigt sind.
Um dieses Ziel zu erreichen, hättest Du hinzufügen können, daß das 
Dezibel bis auf einen Faktor identisch ist zur Einheit "Bit".

Gruß,
  Michael

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Michael Lenz schrieb:

> Um dieses Ziel zu erreichen, hättest Du hinzufügen können, daß das
> Dezibel bis auf einen Faktor identisch ist zur Einheit "Bit".

Häh?  Was hat ein logarithmisches Verhältnismaß mit der kleinsten
Einheit der Nachrichtentechnik zu tun?

Oder meintest du die Einheit "Bel"?  Siehe oben: 
Beitrag "Re: Wann nimmt man was 10 * log () oder 20 * log ()"

Autor: Trafowickler (Gast)
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"Mit T=300 Kelvin kommen ca. 1% höhere Spannungen heraus als du 
gerechnet
hast."

( 20,00°C = 293,15 K, nicht 300,00 K )

1% Abweichung geht ja ohnehin noch, in der ( insbesondere politischen ) 
Praxis sind ja 1000 % Fehler auch kein Grund zur Abwahl ...

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Trafowickler schrieb:
> "Mit T=300 Kelvin kommen ca. 1% höhere Spannungen heraus als du
> gerechnet
> hast."
>
> ( 20,00°C = 293,15 K, nicht 300,00 K )

Er wollte damit wohl ausdrücken, dass er der Einfachheit halber mit
T = 300 K gerechnet hat, und dass die dabei entstehenden 1 %
Abweichung letztlich dein Ergebnis bestätigen.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Hallo Jörg

Bei 50 Ohm ist ( bezogen auf den Kabeldurchmesser ) die Belastbarkeit ( 
Spannungsfestigkeit ? ) am größten ( deswegen wird 50 Ohm bei Sender 
eingesetzt ) und bei 75 Ohm die Dämpfung des Kabels am geringsten. 
Deswegen nimmt man es in der Konsumbranche, weil man da möglichst dünne 
Leitungen haben will. Ich gestehe aber das ich es nicht wissenschaftlich 
fundieren kann, sondern selbst irgendwann irgendwo gelesen habe. Deshalb 
keine Garantie auf diese Aussage.
Also schlagt mich nicht , wenn es nicht stimmen sollte.

Ralph Berres

Autor: Matthias G. (mag)
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Da ich mich im Moment gerade intensiv mit dem Dezibel befasse und 
einiges gelesen habe, dachte ich ich koenne hier zu mal einen 
Wiki-Artikel schreiben: Dezibel

Ich moechte euch bitten, daran erstmal keine Aenderungen vorzunehmen bis 
die erste Version einigermassen fertig ist.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Matthias G. schrieb:
> Da ich mich im Moment gerade intensiv mit dem Dezibel befasse und
> einiges gelesen habe, dachte ich ich koenne hier zu mal einen
> Wiki-Artikel schreiben: Dezibel

Sehr schön!  Meine einzige Bitte wäre, dass du deutsch auch mit
Umlauten schreibst, es liest sich einfach besser.  Wenn du das aus
irgendwelchen Gründen nicht kannst, kannst du mir auch einen `ping'
geben, und ich ändere das dann mal im Ganzen ab.

Autor: Matthias G. (mag)
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Im Moment habe ich leider nur eine englische Tastatur zur Verfuegung. 
Werde das aber heute Abend dann (per Suchen-Ersetzen) aendern. Ebenso 
werden dann noch eventuelle Tipp- und Rechenfehler entfernt.

Autor: Ollz (Gast)
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Ein Blick auf die große Müllhalde gefällig? 
http://en.wikipedia.org/wiki/Decibel#Absolute_measurements

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Zumindest hat es das deutsche Pendant richtig gemacht und das Lemma
auf Bel gesetzt, nicht auf Dezibel:
http://de.wikipedia.org/wiki/Bel_%28Einheit%29

Autor: Matthias G. (mag)
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Meiner Meinung nach ist Dezibel als Lemma besser geeignet, da Bel 
einfach so gut wie nie gebraucht wird. Daher wird wohl fast niemand nach 
Bel suchen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Matthias G. schrieb:
> Daher wird wohl fast niemand nach
> Bel suchen.

Das ist doch OK, solange du halt nach Dezibel suchen kannst und
dann passend weitergereicht wirst.

Hier im µC.net-wiki würde ich allerdings auch bei Dezibel bleiben,
wir sind ja kein Allgemeinlexikon.

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Der Artikel ignoriert das Problem 10 vs. 20 komplett, was schade ist, da 
mir die Formulierung ansonsten gut gefällt. Ich habe mal versucht das 
Problem verständlich zu erklären, ist aber mit heißer Nadel gestrickt 
und evtl. verbesserungsbedürftig.

Bitte versucht den Artikel einfach und anschaulich zu halten, nicht 110% 
vollständig (wehe jemand nimmt die Neper-Umrechnung mit rein ;)).

Autor: Matthias G. (mag)
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Das 10-20-Problem komm erst noch. Bitte laesst mir etwas Zeit.

Ich versuch alles so einfach und praxistauglich wie moeglich zu halten, 
deshalb die vielen Beispiele.

Aber wie gesagt, das ganze ist erst im Aufbau, eine pre-alpha-Phase 
sozusagen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas Schwarz schrieb:

> (wehe jemand nimmt die Neper-Umrechnung mit rein ;)).

Ooch, warum denn nicht? :-)

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Jetzt haben wir schon 3 Erklärungen für das Problem 10 oder 20...

Leute, versucht doch bitte den Rest des Artikels zu lesen und eure 
Änderungen in den bestehenden Text zu integrieren, statt einfach irgend 
etwas ranzuhängen.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Jörg,

>> Um dieses Ziel zu erreichen, hättest Du hinzufügen können, daß das
>> Dezibel bis auf einen Faktor identisch ist zur Einheit "Bit".
>
> Häh?  Was hat ein logarithmisches Verhältnismaß mit der kleinsten
> Einheit der Nachrichtentechnik zu tun?
Nein, ich meine schon das Bit und konkret den Zusammenhang: 6 dB = 1 
Bit.

Man muß das dB ja nicht zwingend als ein Verhältnismaß aufschreiben. 
Formal ist es ja letztlich nur der Zehnerlogarithmus einer 
einheitenlosen Zahl. Auch die Informationsmenge Bit ist ein Logarithmus 
einer einheitenlosen Zahl. Bloß verwendet man hier den 
Zweierlogarithmus.

Ganz intuitiv verwendest Du diesen Zusammenhang beispielsweise dann, 
wenn Du wissen willst, wieviele effektive Bit ein AD-Wandler hat.
- 6dB mehr SNR bedeutet dann 1 effektives Bit mehr.
- Eine Aussteuerung von -6dB (halbe Aussteuerung) bedeutet hingegen, daß 
Du 1 Bit verschwendest.


Gruß,
  Michael

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Michael Lenz schrieb:

> Ganz intuitiv verwendest Du diesen Zusammenhang beispielsweise dann,
> wenn Du wissen willst, wieviele effektive Bit ein AD-Wandler hat.

OK, bei AD- und DA-Wandlung passt das natürlich, aber das wäre schon
die nächste Baustelle, und ohne diese Angabe, siehe oben: großes
Rätselraten. ;-)

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Nur weil beides ein Logarithmus ist und in manchen Fällen über einen 
konstanten Faktor zusammenhängt heißt das noch nicht dass Bit und 
Dezibel das "gleiche" sind. Die Anwendung ist völlig unterschiedlich.

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Ich habe die mehrfachen Erklärungen mal aufgeräumt.

Nochmal meine Bitte: nicht versuchen alles 100% vollständig und 
ausführlich hergeleitet aufzuschreiben. Es ist verlockend sich da so 
richtig auszutoben, das ist aber nicht Sinn der Sache. Das soll ja kein 
Vorlesungsskript oder Lehrbuch werden, sondern eine kurze, 
übersichtliche Erklärung für Praktiker. Wer es genauer wissen will, für 
den sind in den Links genügend Quellen genannt.

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