关于电压、功率、电压电平、功率电平及其换算和应用

　　0 引言

　　电压、电压电平，功率、功率电平都是表征信号幅度的计量单位，在计量工作时，常常需要进行换算，如何快速进行换算，找出它们之间一一对应的关系，以及它们的应用，是本文讨论的内容。

　　1 基本概念及单位符号

　　为方便本文的讨论，首先定义几个单位符号：U

　　dBμ表示电压电平，单位是 dBμ，表示 0dBμ=1μV;U

　　dBV表示电压电平，单位是dBV，表示 0dBV=1V;

　　PW表示功率电平，单位为 dBW，表示 0dBW=1W;

　　Pm表示功率电平，单位为 dBm，表示 0dBm=1mW;

　　Pm600表示功率电平，单位是 dBm，表示 0dBm=1mW600Ω;

　　Pm50表示功率电平，单位是dBm，表示0dBm=1mW50Ω;

　　Pm75表示功率电平，单位是dBm，表示 0dBm=1mW75Ω;

　　Px表示功率，单位为 mW;

　　Px50表示负载电阻为 50Ω 功率，单位为 mW;

　　Px600表示负载电阻为600Ω 功率，单位为 mW;

　　R600表示600Ω 负载;

　　R50表示 50Ω 负载;

　　U600表示 600Ω 负载的端电压;

　　U50表示 50Ω 负载的端电压。

　　2 功率电平与电压的互换

　　电压是表征信号大小的基本计量单位，使用起来十分直观、方便，一般电压表都是以电压单位进行刻度的。而信号源常采用功率电平dBm表征信号的大小。功率电平dBm与电压的互换是本节讨论的内容。

　　2.1 已知功率电平 d Bm ，计算电压以常用的功率电平dBm 为例：

　　例如：8640B 信号源，输出阻抗为 50Ω，输出+10dBm 时，由式(2)得 Ux=0.223 6×1010/20=0.707V，相当于输出 0.707V电压，这与信号源 8640 输出电平的标称值十分吻合，8640B信号源的输出电平是以 dBm 和V同时标称的。

　　根据式(1)，当负载电阻 R=600Ω 时，有：

　　例如：5101B信号源，其输出阻抗为 600Ω，输出+10dBm时，由式(3)得 Ux=2.45V。

　　根据式(1)，当负载电阻 R=75Ω 时，

　　例如：XFK- 1 信号源，其输出阻抗为 75Ω，当输出+10dBm 时，由式(4)得 Ux=0.866 1V。

　　由此可见，同样输出+10dBm 信号，不同的输出负载，其输出电压值是不同的。

　　2.2 已知电压，计算功率电平 d Bm

　　在式(5)中，Ux的单位为伏，Pm的单位为 dBm。

　　当信号源输出电平以 0dBm=1mW50Ω 定度时，即R=50Ω，由式(5)得：

　　例如:8640B信号源，当电压输出 1V时，等同于输出功率电平 13.01dBm。