Níveis de transmissão

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1 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Níveis transmissão 1

2 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica NÍVEIS DE POTÊNCIA Definições e Unidas Nos sistemas mecânicos, na geração e no transporte energia elétrica, as potências nos diversos pontos ao longo do sistema são expressas diretamente nas suas unidas potência (HP, KW, KVA e etc.). A relação das potências em dois pontos stes sistemas é o rendimento energético ou simplesmente rendimento η dos elementos compreendidos entre os pontos registro das potências. O rendimento total será o produto dos rendimentos parciais dos elementos intermediários do sistema. Na telefonia, entretanto, as potência são valor tão reduzido e na maioria das vezes natureza tão heterogênea (energia acústica, energia mecânica e elétrica) que é mais prático exprimir os rendimentos sob forma logarítmica. Níveis transmissão 2

3 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Ganho Linear Enten-se como Ganho Linear (G) um quadripolo, a relação entre o nível sinal na saída dividido pelo nível do sinal na entrada. E G=S/E S On: G é o ganho do quadripolo; S é o nível do sinal na saída; E é o nível do sinal na entrada ; S e E vem ser expressos na mesma unida. Níveis transmissão 3

4 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Atenuação Linear Enten-se como Atenuação Linear (A) um quadripolo, a relação entre o nível do sinal na entrada dividido pelo nível do sinal na saída. E A=E/S S On: A é a atenuação do quadripolo; S é o nível do sinal na saída; E é o nível do sinal na entrada ; S e E vem ser expressos na mesma unida. Níveis transmissão 4

5 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica E1 G1= S1/E1 S1 E2 G2= S2/E2 S2 E3 G3= S3/E3 S3 Neste caso, para se obter o Ganho Total do sistema, basta fazermos o produto dos Ganhos cada quadripolo. G t = G 1 x G 2 x G 3 = S1/E1. S2/E2. S3/E3 porém S 1 = E 2 e S 2 = E 3, substituindo na fórmula acima tiramos G t = S3/E1 Níveis transmissão 5

6 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica O Decibel Em 1923, a Companhia Americana Telégrafos e Telefones adotou a Unida Transmissão em substituição a velho conceito baseado em uma comparação entre a queda potência sinal em uma dada linha telefônica e a produzida por uma milha cabo padrão. Posteriormente, esta unida transmissão foi aprovada por um comitê internacional, e recebeu o nome Bell em homenagem a Alexanr Granham Bell, inventor do telefone. Na prática, todavia, esta unida é muito gran, por isso, adota-se o cibel (db) como a unida medição ganho e perda, ou relação potência corrente e tensão. O cibel também é a unida científica básica empregada para finir e medir ruído ou níveis pressão som. Nesse caso, o cibel representa a menor alteração perceptível na amplitu um som, baseada em uma pressão referencial 0,002 dina/cm 2, o que correspon a um nível pressão som zero cibel. Níveis transmissão 6

7 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica 1 2 P 1 P 2 Por finição temos: n = log P 2 / P 1 [B] n = log e P 2 / P 1 [N] em que P 2 e P 1 são dados na mesma unida. O Neper é a unida mais antiga e originou-se na Europa on é principalmente usada. O BEL originou-se nos USA on é empregado e on seu uso foi difundido, inclusive, para alguns países na própria Europa. O BEL sendo finido pelos logaritmos cimais é mais fácil ser convertido em uma relação potências e tensões. O Neper é, entretanto, usado na maior parte dos cálculos teóricos. Níveis transmissão 7

8 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Na prática não se usa o BEL e sim o seu submúltiplo, o cibel (db), que está consagrado, pelo emprego, como unida principal. Existe também o cineper (dn). n = 10 log ( P 2 / P 1 ) [db] n = 1/2 log e ( P 2 / P 1 ) [N] n n = db 1 2 multiplica 10 log = log e P P log P P 2 1 ndo = P P por P P 20n log = e e = 8,686 n 2n N log Níveis transmissão e n log N = = P P 2 1 0,4343 = 2n log 0,1151n db e 8

9 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Medidas Níveis em Decibéis com Voltímetro e Amperímetro Em virtu da maior facilida em se medir uma corrente ou tensão ao invés uma potência, pomos fazer uma adaptação na equação fundamental modo que ela nos dê a potência sejada. Lembrando que: On: P é a potência I é a corrente V é a tensão Z é a impedância P = I 2. Z = V 2 Z Ie Pe Ve Ze Zs Vs Is Ps Níveis transmissão 9

10 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Tensão: db = 10 log Ps = 10 log Vs 2 /Zs = Pe Ve 2 /Ze = 10 log (Vs/Ve) log Ze/Zs db = 20 log Vs / Ve + 10 log Zs /Ze Corrente: db = 10 log Ps = 10 log Is 2 /Zs = Pe Ie 2 /Ze =10 log ( Is/Ie) log Zs/Ze n (db) = 20 log Is/Ie + 10 log Zs/Ze Níveis transmissão 10

11 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Nível Absoluto Pelo que já foi exposto, vimos que o cibel (db) somente termina a relação entre níveis potência. Entretanto, se estabelecermos um nível padrão, surge a possibilida exprimir níveis absolutos, através da comparação entre um nível qualquer potência e o nível padrão. dbm N (db) = 10 log Ps/Pe, tomarmos a potência entrada 1mw (Pe = 1mw) como referência fixa, N indicará a potência saída (Ps) em dbm (db referido a 1mw). Essa medida é padronizada internacionalmente como 1mW senvolvida sobre uma impedância 600 ohms. Níveis transmissão 11

12 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica N = 10 log Ps ou N(dBm) = 10 log Ps 1mw on Ps é expresso em mw P e = 0,001 W R o = 600 ohms V o = 0,775V R o = 600Ω P o = 0,001W I o = 1,29 ma Níveis transmissão 12

13 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Exemplo:calcular: a) As potências nos pontos A e B em dbm; b) A potência no ponto C em mw; c) Os ganhos das unidas (1) e (2) em db; d) O ganho total. (1) (2) 15mw 300mw A B 20dBm C a)a = 10 log 15 = 10 x 1,760 = 17,60 dbm B = 10 log 300 = 10 x 2,477 = 24,77 dbm b)20 = 10 log C 2 = log C C = 100mw c)(1) = 10 log 300 = 10 log 20 = 10 x 1,301 = 13,01 db 15 (2) = 10 log 100 = 10 log log 300 = 10 x 2 10 x 2,477 = - 4,77 db 300 d)gt = 10 log 100 = 10 log log 15 = 10 x 2 10 x 1,176 = 8,24 db 15 Níveis transmissão 13

14 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Níveis Relativos dbr É um nível potência em um certo ponto do circuito, relativo ao valor da potência que existe na entrada do circuito. dbr = 10 log P1 Pe P1 = É a potência medida em um ponto qualquer do circuito quando enviamos um certo sinal na entrada do mesmo. Pe = É a potência do sinal na entrada do circuito, medida na mesma unida que P1, que po ser o watt, miliwatt, etc. Níveis transmissão 14

15 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Como sempre na entrada do circuito, o finimos como os terminais do mesmo, assim dizemos que é um comutador gran distância. Se a potência medida P1 é igual a que injetamos na entrada, assim P1 = Pe. Substituindo na fórmula temos: N dbr = 10 log P1 Pe N dbr = 10 log 1 = 10 x 0 = 0 Quando temos um ponto nível relativo zero (0 dbr). Significa que a potência medida nesse ponto P1 é igual ao valor relativo da potência do sinal, injetado na entrada Pe. Esta unida é usada para referir o nível um sinal, em qualquer ponto um sistema transmissão, com relação a um ponto arbitrário do sistema, chamada ponto nível relativo zero. Níveis transmissão 15

16 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica 1dBr 0 dbr 3 dbr 4 dbr 7 dbr A G A A dB 3dB 7dB 3dB Níveis transmissão 16

17 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica dbmo Para expressar a potência em relação ao RTLP ( Reference Transmission Level Point ) utiliza-se outra unida nominada dbmo. O termo dbmo é a medida da potência com referência a zero dbm no ponto transmissão nível zero dbr (RTLP). O O acrescentado a expressão dbm significa que o nível injetado num terminado ponto do circuito equivale ao valor dado em dbmo no ponto referência (O dbr). Desta forma, se transmitirmos um sinal X dbm a partir sse ponto, dizemos que em qualquer outro ponto do circuito, o sinal terá a potência XdBmO. Em qualquer ponto do circuito, valerá a expressão: dbm = dbmo + dbr dbmo = dbm dbr dbr = dbm dbmo Níveis transmissão 17

18 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica dbmop Vamos analisar os significados ou sub-índices: m = indica que é um valor potência do sinal; O = indica que esse valor potência é com relação a que está marcado em cada ponto do diagrama níveis; p = indica que a medida foi feita em forma psofométrica. Que se enten por medida psofométrica? Psophos, em grego, quer dizer ruído, daí a unida dbmop estar ligada a medição potência ruído. Esta medição se efetua geralmente para terminar a qualida um canal telefônico. Vem expressa pela relação sinal/ruído e indica quantos db está o sinal acima do ruído. Como o ruído está composto por um espectro contínuo freqüências, é interessante avaliar o grau interferência produzido por cada uma suas freqüências componentes. Níveis transmissão 18

19 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Em uma conversação telefônica feita para teste, usava-se uma certa freqüência a um dado nível potência. Depois retirava esse sinal e colocava-se um sinal 800 Hz, variando seu nível, até que o escuta (provador) percebia uma interferência igual ao primeiro sinal. Assim se fez para diversas freqüências, ntro da faixa freqüência voz, obtendo-se assim o grau interferência produzido em db, em relação a produzida por 800 Hz, que foi tomada como referência. É evinte que este teste foi feito com diversas pessoas. O psofômetro permite medidas ruído até uma freqüência 20 KHz. Se a medida ve ser feita somente ntro da faixa voz (0,3 à 3,4 KHz) e queremos uma medida psofométrica, colocamos a chave para a posição Filter e selecionamos também o filtro do canal telefônico, através outra chave. Desta maneira mediremos o ruído ntro da faixa do canal voz. Níveis transmissão 19

20 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica OUTRAS UNIDADES Unida dbw dbw = unida potência tendo como base 1 watt. dbw = 10 log P 1w Unida dbv dbv = medida cibel tendo como referência 1Volt dbv = 20 log V 2 1V É normalmente usado para finir o nível relativo um sinal vío, tendo como base 1Vpp. Níveis transmissão 20

21 POLI :: Escola Escola Politécnica Politécnica Unida dbx dbx = medida acoplamento diafonia Unida dbn dbn = cibels acima da referência ruído, on tal referência possui potência w ou 1pw. Unida dba dba = substitui o dbrn, a referência tem potência 85dBna 1000 Hz. Níveis transmissão 21