dBm
dBm o dB mW (decibel-milivatios) es una unidad de nivel de potencia expresada mediante una escala logarítmica de decibelios (dB) correspondiente a un milivatio (mW). Los técnicos e ingenieros de comunicaciones por radio, microondas y fibra óptica la utilizan habitualmente para medir la potencia de las transmisiones del sistema en una escala logarítmica , que puede expresar valores muy grandes y muy pequeños en una forma abreviada. dBW es una unidad similar que se mide en relación con un vatio (1000 mW), en lugar de un milivatio.
El decibel ( dB ) es una unidad adimensional que se utiliza para cuantificar la relación entre dos valores, como la relación señal-ruido . El dBm también es adimensional, [1] [2] pero, dado que se compara con un valor de referencia fijo, la clasificación dBm es absoluta.
El dBm no forma parte del Sistema Internacional de Unidades (SI) y, por lo tanto, no se recomienda su uso en documentos o sistemas que se adhieran a las unidades del SI. (La unidad SI correspondiente es el vatio). Sin embargo, la unidad decibel (dB), sin el sufijo "m", está permitida para cantidades relativas, pero no se acepta su uso directamente junto con las unidades del SI. Diez decibelios-milivatios pueden escribirse como 10 dB (1 mW) en el SI. [3] : 7.4
En audio y telefonía, dBm normalmente se referencia en relación con la impedancia de 600 ohmios [4] comúnmente utilizada en redes de voz telefónica, mientras que en el trabajo de radiofrecuencia, dBm normalmente se referencia en relación con una impedancia de 50 ohmios. [5]
Conversiones de unidades
Un nivel de potencia de 0 dBm corresponde a una potencia de 1 milivatio. Un aumento de nivel de 10 dB equivale a un aumento de potencia de diez veces. Por lo tanto, un aumento de nivel de 20 dB equivale a un aumento de potencia de 100 veces. Un aumento de nivel de 3 dB equivale aproximadamente a duplicar la potencia, lo que significa que un nivel de 3 dBm corresponde aproximadamente a una potencia de 2 mW. De manera similar, por cada disminución de nivel de 3 dB, la potencia se reduce aproximadamente a la mitad, por lo que −3 dBm corresponden a una potencia de aproximadamente 0,5 mW.
Para expresar una potencia arbitraria P en mW como x en dBm, se puede utilizar la siguiente expresión: [6] A la inversa, para expresar un nivel de potencia arbitrario x en dBm, como P en mW:
Tabla de ejemplos
A continuación se muestra una tabla que resume casos útiles:
| Nivel de potencia | Fuerza | Notas |
|---|---|---|
| 526 dBm | 3,6 × 10 49 W | Colisión de agujeros negros , la potencia irradiada en ondas gravitacionales tras la colisión GW150914 , se estima en 50 veces la potencia de salida de todas las estrellas en el universo observable. [7] [8] |
| 420 dBm | 1 × 10 39 W | Cygnus A , una de las fuentes de radio más potentes del cielo |
| 296 dBm | 3.846 × 10 26 W | Potencia total emitida por el Sol [9] |
| 120 dBm | 1 GW = 1.000.000.000 W | Sistema experimental de generación de microondas de alta potencia (HPM), 1 GW a 2,32 GHz durante 38 ns [10] |
| 105 dBm | 32 MW | Radar de vigilancia espacial de matriz en fase AN/FPS-85 , considerado por la Fuerza Espacial de los EE. UU. como el radar más potente del mundo. [11] |
| 95,5 dBm | 3.600 kW | Programa de Investigación Auroral Activa de Alta Frecuencia , máxima potencia de salida, la estación de onda corta más potente en 2012 |
| 80 dBm | 100 kW | Potencia de transmisión típica de una estación de radio FM con un alcance de 50 kilómetros (31 millas) |
| 62 dBm | 1.588 kW | 1,5 kW es la potencia máxima legal de salida de una estación de radioaficionado estadounidense . [12] |
| 60 dBm | 1 kW = 1.000 W | Potencia de RF radiada combinada típica de los elementos del horno microondas |
| 55 dBm | ~300 W | Potencia de salida de RF típica de un solo canal de un satélite geoestacionario de banda Ku |
| 50 dBm | 100 vatios | Radiación térmica total típica emitida por un cuerpo humano , con un pico de 31,5 THz (9,5 μm) Potencia de RF de salida máxima típica de un transceptor HF de radioaficionado sin amplificador de potencia |
| 40 dBm | 10 W | Potencia de transmisión típica de comunicación por línea eléctrica (PLC) |
| 37 dBm | 5 W | Potencia de RF de salida máxima típica de un transceptor VHF/UHF de radioaficionado portátil |
| 36 dBm | 4 W | Potencia de salida máxima típica para una estación de radio de banda ciudadana (27 MHz) en muchos países |
| 33 dBm | 2 W | Potencia máxima de un teléfono móvil UMTS / 3G (móviles de clase 1 de potencia) Potencia máxima de un teléfono móvil GSM850/900 |
| 30 dBm | 1 W = 1000 mW | Teléfono móvil DCS o GSM de 1.800/1.900 MHz. EIRP IEEE 802.11a (canales de 20 MHz de ancho) en la subbanda 2 de 5 GHz (5.470–5.725 MHz), siempre que los transmisores también cumplan con la norma IEEE 802.11h, o U-NII -3 (5.725–5.825 MHz). La primera opción solo está disponible en la UE, la segunda solo en EE. UU. Además, la potencia máxima permitida por la FCC para los radioaficionados estadounidenses con licencia para volar aeronaves radiocontroladas u operar modelos RC de cualquier otro tipo en las bandas de radioaficionados en EE. UU. [13] |
| 29 dBm | 794 mW | |
| 28 dBm | 631 mW | |
| 27 dBm | 500mW | Potencia de transmisión típica de un teléfono celular Potencia máxima de un teléfono móvil UMTS/3G (móviles de clase de potencia 2) |
| 26 dBm | 400mW | |
| 25 dBm | 316 mW | |
| 24 dBm | 251mW | Potencia máxima de un teléfono móvil UMTS/3G (móviles de clase de potencia 3) DECT de 1.880 a 1.900 MHz (250 mW por canal de 1.728 kHz). EIRP para LAN inalámbrica IEEE 802.11a (canales de 20 MHz de ancho) en la subbanda 1 de 5 GHz (5.180 a 5.320 MHz) o en los rangos U-NII -2 y -W (5.250 a 5.350 MHz y 5.470 a 5.725 MHz, respectivamente). El primero solo está disponible en la UE, el segundo solo en EE. UU. |
| 23 dBm | 200mW | EIRP para canales de LAN inalámbrica IEEE 802.11n de 40 MHz de ancho (5 mW/MHz) en la subbanda 4 de 5 GHz (5735–5835 MHz, solo EE. UU.) o la subbanda 2 de 5 GHz (5470–5725 MHz, solo UE). También se aplica a LAN inalámbrica IEEE 802.11a de 20 MHz de ancho (10 mW/MHz) en la subbanda 1 de 5 GHz (5180–5320 MHz) si también es compatible con IEEE 802.11h (de lo contrario, solo 3 mW/MHz → 60 mW cuando no se puede ajustar dinámicamente la potencia de transmisión, y solo 1,5 mW/MHz → 30 mW cuando un transmisor tampoco puede seleccionar dinámicamente la frecuencia ). |
| 22 dBm | 158mW | |
| 21 dBm | 125mW | Potencia máxima de un teléfono móvil UMTS/3G (móviles de clase de potencia 4) |
| 20 dBm | 100mW | EIRP para canales LAN inalámbricos IEEE 802.11b/g de 20 MHz de ancho en la banda Wi-Fi / ISM de 2,4 GHz (5 mW/MHz). Radio Bluetooth Clase 1. Potencia máxima de salida de un transmisor AM sin licencia según las normas 15.219 de la FCC de EE. UU. [14] |
| 19 dBm | 79mW | |
| 18 dBm | 63mW | |
| 17 dBm | 50mW | |
| 15 dBm | 32mW | Potencia de transmisión LAN inalámbrica típica en computadoras portátiles |
| 10 dBm | 10mW | |
| 7 dBm | 5,0 mW | Nivel de potencia común necesario para probar el circuito de control automático de ganancia en un receptor AM |
| 6 dBm | 4,0 mW | |
| 5 dBm | 3,2 mW | |
| 4 dBm | 2,5 mW | Radio Bluetooth Clase 2, alcance de 10 m |
| 3 dBm | 2,0 mW | |
| 2 dBm | 1,6 mW | |
| 1 dBm | 1,3 mW | |
| 0 dBm | 1,0 mW = 1000 μW | Radio estándar Bluetooth (clase 3), alcance de 1 m |
| -1 dBm | 794 μW | |
| -3 dBm | 501 μW | |
| -5 dBm | 316 μW | |
| -10 dBm | 100 μW | Potencia máxima de señal recibida de la red inalámbrica (variantes 802.11) |
| -13 dBm | 50,12 μW | Tono de marcado para el plan de tonos preciso que se encuentra en las redes telefónicas públicas conmutadas de América del Norte |
| -20 dBm | 10 μW | |
| -30 dBm | 1,0 μW = 1000 nW | |
| -40 dBm | 100 nW | |
| -50 dBm | 10 nW | |
| -60 dBm | 1,0 nW = 1000 pW | La Tierra recibe un nanovatio por metro cuadrado de una estrella de magnitud +3,5 [15] |
| -70 dBm | 100 pW | |
| -73 dBm | 50,12 pW | Intensidad de señal "S9", una señal fuerte, en el medidor S de un receptor de radioaficionado o de onda corta típico |
| -80 dBm | 10 pW | |
| -100 dBm | 0,1 pW | Potencia mínima de señal recibida de la red inalámbrica (variantes 802.11) |
| -111 dBm | 0,008 pW = 8 fW | Piso de ruido térmico para ancho de banda de señal de un solo canal de GPS comercial (2 MHz) |
| -127,5 dBm | 0,178 fW = 178 aW | Potencia de señal recibida típica de un satélite GPS |
| -174 dBm | 0,004 aW = 4 zW | Nivel de ruido térmico para un ancho de banda de 1 Hz a temperatura ambiente (20 °C) |
| -192,5 dBm | 0,056 zW = 56 yW | Nivel de ruido térmico para un ancho de banda de 1 Hz en el espacio exterior (4 kelvin ) |
| −∞ dBm | 0 W | La potencia cero no está bien expresada en dBm (el valor es infinito negativo ) |
Normas
La intensidad de la señal (potencia por unidad de área) se puede convertir en potencia de la señal recibida multiplicando por el cuadrado de la longitud de onda y dividiéndola por 4 π (ver Pérdida de trayectoria en el espacio libre ).
En la práctica del Departamento de Defensa de los Estados Unidos , normalmente se entiende que una medición no ponderada es aplicable a un determinado ancho de banda , el cual debe ser establecido o implícito.
En la práctica europea, la ponderación sofométrica puede ser, como lo indica el contexto, equivalente a dBm0p, lo cual es lo preferido.
En audio, 0 dBm a menudo corresponde a aproximadamente 0,775 voltios, ya que 0,775 V disipan 1 mW en una carga de 600 Ω. [16] El nivel de voltaje correspondiente es 0 dBu , sin la restricción de 600 Ω. Por el contrario, para situaciones de RF con una carga de 50 Ω, 0 dBm corresponde aproximadamente a 0,224 voltios, ya que 0,224 V disipan 1 mW en una carga de 50 Ω.
En general, la relación entre el nivel de potencia P en dBm y el voltaje RMS V en voltios a través de una carga de resistencia R (normalmente utilizada para terminar una línea de transmisión con impedancia Z ) es:
La expresión en dBm se utiliza normalmente para mediciones de potencia óptica y eléctrica, no para otros tipos de potencia (como la térmica). Hay disponible una lista por niveles de potencia en vatios que incluye una variedad de ejemplos no necesariamente relacionados con la potencia eléctrica u óptica.
El dBm se propuso por primera vez como estándar industrial [16] en 1940. [17]
Véase también
Referencias
Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de MIL-STD-188 ).
- ^ Green, Lynne D. (2019). Comunicaciones por fibra óptica. CRC Press. pág. 181. ISBN 9781000694512.
- ^ Kosatsky, Tom (2013). Radiofrequency Toolkit for Environmental Health Practitioners (PDF) (Kit de herramientas de radiofrecuencia para profesionales de la salud ambiental) (PDF) . Centro para el Control de Enfermedades de Columbia Británica. pág. 8. Archivado (PDF) desde el original el 9 de octubre de 2022.
- ^ Thompson y Taylor 2008, Guía para el uso del Sistema Internacional de Unidades (SI), Publicación Especial SP811 del NIST Archivado el 3 de junio de 2016 en Wayback Machine .
- ^ Bigelow, Stephen (2001). Entendiendo la electrónica telefónica . Newnes. pp. 16. ISBN 978-0750671750.
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- ^ "¡Encontrado! Ondas gravitacionales o una arruga en el espacio-tiempo". National Geographic . 2016-02-11. Archivado desde el original el 24 de febrero de 2021 . Consultado el 10 de abril de 2021 .
- ^ "Ask Us: Sun". Cosmicopia . NASA. 2012. Archivado desde el original el 16 de agosto de 2000. Consultado el 13 de julio de 2017 .
- ^ Li, Wei; Li, Zhi-qiang; Sun, Xiao-liang; Zhang, Jun (1 de noviembre de 2015). "Un sistema de generación de microondas de alta potencia, confiable, compacto y de tasa repetitiva". Review of Scientific Instruments . 86 (11): 114704. Bibcode :2015RScI...86k4704L. doi :10.1063/1.4935500. ISSN 0034-6748. PMID 26628156.
- ^ "AN/FPS-85". Hoja informativa de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . Departamento de Defensa de los Estados Unidos . Consultado el 19 de mayo de 2017 .
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- ^ [1] Archivado el 22 de diciembre de 2016 en Wayback Machine. FCC Parte 97 Servicio de radioaficionados - Regla 97.215, Telecomando de modelos de embarcaciones , sección (c).
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- ^ Chinn, HA; DK Gannett; RM Moris (enero de 1940). "Un nuevo indicador de volumen estándar y nivel de referencia" (PDF) . Actas del Instituto de Ingenieros de Radio . 28 (1): 1–17. doi :10.1109/JRPROC.1940.228815. S2CID 15458694. Archivado (PDF) desde el original el 13 de febrero de 2012 . Consultado el 4 de agosto de 2012 .
Enlaces externos
- Calculadora de dBm para adaptación de impedancia
- Convertir dBm a vatios
