Дб-3

dBm, dBW, dBuV — что это?

Иногда мы можем встретить такие единицы, как dBm, dBuV и аналогичные им размерности децибела. Эти логарифмические единицы определяют входное (опорное) значение. В случае dBW — то это значение равное 1Вт; для dBuV — 1мкВ (микровольт); для dBmW — 1мВт (милливатт). Способ обозначения мощности в dBmW довольно распространен в радиотехнике.

Пример. Модуль Bluetooth BTM112 имеет чувствительность приемника -83 dBm. Сколько это будет в ваттах? Для определения мы должны использовать уравнение мощности в децибелах, данное в начале этой статьи.

Внимание! Мы рассчитываем мощность, поэтому мы используем шаблон с коэффициентом 10, а не 20, который предназначен для тока и напряжения. Мы уравниваем его с величиной мощности приемника -83 дБ

Далее делим все на 10. Затем мы должны вычислить десятичный логарифм, поэтому мы возводим 10 в степень -8,3. После этого умножаем левую сторону на знаменатель 0,001. И в конце берем в руки калькулятор и получаем конечный результат. Приемник BTM112 имеет чувствительность 5пВт

Мы уравниваем его с величиной мощности приемника -83 дБ. Далее делим все на 10. Затем мы должны вычислить десятичный логарифм, поэтому мы возводим 10 в степень -8,3. После этого умножаем левую сторону на знаменатель 0,001. И в конце берем в руки калькулятор и получаем конечный результат. Приемник BTM112 имеет чувствительность 5пВт.

По аналогии мы можем рассчитать чувствительность приемника BTM222. После преобразования -88dBm мы получим 1,6пВт.

Если кто-то хочет попрактиковаться в расчетах, то он может сравнить мощность передатчиков этих модулей. BTM112 имеет 4 дБм (2,5 мВт), а BTM222 имеет 18 дБм (63 мВт).

Децибелы для начинающих

В электронике мы сравниваем напряжение, ток и мощность. При процессе преобразования линейной шкалы (столько-то раз) в шкалу децибел, мы должны помнить, что есть два разных шаблона!

Пример преобразования: допустим, что амплитуда сигнала до усиления 0,5В и это наше опорное напряжение Uref. Что касается него, то мы сравниваем с ним напряжение на выходе усилителя (U), например, 2В. Итак, мы делим 2В на 0,5В и получаем 4.

Затем мы вычисляем десятичный логарифм из 4 (на калькуляторе) и результат умножаем на 20. В результате получаем 12 дБ. Теперь мы можем сказать, что усилитель имеет коэффициент усиления 12 дБ.

Чтобы преобразовать обратно децибелы в линейную величину, мы так-же используем два шаблона, которые можно вывести из двух вышеприведенных. Ниже приводим сразу готовые формулы без выводов.

Пример обратного преобразования. Параметр CMRR (коэффициент ослабления синфазного сигнала) усилителя LM358 составляет 85 дБ. После простых вычислений можно сказать, что LM358 будет усиливать разностные сигналы в 17783 раза лучше, чем обычные сигналы.

Усилитель OPA343 имеет CMRR равный 92 дБ, что в линейном выражении составляет 39811 раз. Этот пример показывает, что небольшое изменение величины децибел может означать очень большое изменение линейной шкалы.

Получается нужно всегда иметь с собой калькулятор для преобразования этих децибел? Конечно же, нет! Достаточно запомнить лишь несколько общих значений, чтобы оценить усиление/затухание с достаточной точностью. Посмотрите на таблицу:

Обратите внимание на значения 20 дБ, 40 дБ, 60 дБ для тока и напряжения. Увеличение децибел каждые 20 дБ вызывает 10-кратное увеличение отношения исследуемых величин

Важным числом является 3dB — оно появляется очень часто при проектировании фильтров. Например, в определении частоты среза — частота, при которой затухание фильтра составляет 3 дб, то есть он уменьшает амплитуду сигнала в 1,41 раза (квадратный корень из 2).

Литература

  • «Я дрался на бомбардировщике». Драбкин А. В.
  • «Крылья Родины 5-1998». «Дальний бомбардировщик ДБ-3» Н. В. Якубович.
  • Новожилов Г. В. и др. Из истории советской авиации: Самолёты ОКБ имени С. В. Ильюшина. — 2-е издание. — М.: Машиностроение, 1990. — С. 34—62, 367—368. — 384 с. — ISBN 5-217-01056-8.
  • Шавров, В. Б. История конструкций самолётов в СССР 1938—1950 гг. — М.: Машиностроение, 1988. — 568 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-217-00477-0.
  • Gordon, Yefim and Khazanov, Dmitri. Soviet Combat Aircraft of the Second World War. — Hinckley, England: Midland Publishing, 1999. — Vol. 2. Twin-Engined Fighters, Attack Aircraft and Bombers. — P. 172, 97-104. — 176 p. — ISBN 1-85780-084-2.

Модификации самолёта

  • ЦКБ-26 — опытный, построена одна машина, .
  • ЦКБ-30 — опытный предсерийный, построена одна машина, .
  • ДБ-3С — серийный, 1936.
  • ДБ-3А — серийный самолёт с моторами М-85 / М-86, вооружение 3×7,62
  • ДБ-3Б («букашка») — серийные бомбардировщики выпуска 1936-38 годов, конструктивно подобные ЦКБ-30, с моторами М-87А/Б, отъёмными консолями крыла, измененным остеклением кабины штурмана, новым фонарем кабины пилота, усиленным шасси, бронезащитой, частичной защитой бензобаков, вооружение 3×7,62. Часть самолётов в 1940—1941 гг. переделана под новые турели МВ-3 и МВ—2.
  • ДБ-3Т — торпедоносец, . Мог применять низковысотные торпеды 45-36-АН, или высотные — 45-36-АВ, или мину АМГ-1. На самолёте размещалась одна торпеда или мина на внешнем подфюзеляжном держателе Т-18. Самолёт мог переоборудоваться в обычный бомбардировщик. Первый случай боевого применения зафиксирован 29 июля 1942 года на БФ. Самолёты использовались всю Великую отечественную войну, в том числе и на Дальнем Востоке.
  • ДБ-3ТП — торпедоносец поплавковый, 1938. Изготовлена и испытана одна опытная машина.
  • ЦКБ-54 — самолёт сопровождения («воздушный крейсер»), 1938. На вооружение не принимался.
  • ДБ-3М («эмка») — серийный, . Модернизированный самолёт с новой кабиной, шасси, топливной системой с мягкими баками, большей площадью крыла. Предполагалась установка моторов М-88, из-за неготовности которых на самолёты установили старые М-87Б.
  • ДБ-3Ф или Ил-4 («сигара»)— серийный, . Глубокая модернизация ДБ-3. По сути — ДБ-3М с моторами М-88, усовершенствованным оборонительным вооружением. Из-за недостаточной надёжности моторов М-88 часть машин комплектовалась М-87Б. С 1942 года на самолёт стали устанавливать моторы М-82. Из-за отсутствия штатных винтов АВ-5 устанавливали втулки от винтов ВИШ-22 с лопастями от ВИШ-21, что повысило характеристики самолёта, но ухудшило надёжность планера и шасси. В 1943 году увеличена стреловидность крыла по передней кромке.
  • Ил-4Т — торпедоносец, 1940. Модификация ДБ-3Ф для действий на морских ТВД. По составу вооружения и решаемым задачам аналогичен ДБ-3Т.
  • Ил-4ТК — высотный вариант 1943 года с двигателями М-88Б, турбокомпрессорами ТК-3 и герметичной кабиной экипажа. Ввиду недобора заданных ТТХ был направлен на доводку. В дальнейшем работы по самолёту прекращены.
  • Ил-4 «аэрофото» — фоторазведчик, .

…изменение мощности…

Я намеренно писал выше только о мощностях. Мощность имеет квадратичную
зависимость от напряжения и от тока, а изменение на 3 децибелла —
это всегда и во всех случаях изменение мощности в 2 раза.
Как мы помним, мощность зависит от квадрата напряжения или от квадрата тока:

  • Всё начинается с закона Ома:
  • И определения мощности через напряжение и ток
  • Выразим ток через напряжение:
    Получается, мощность зависит от квадрата напряжения
  • Выразим напряжение через ток:
    Получается, мощность зависит от квадрата тока

Помним, что логарифм степени есть произведение показателя степени и
логарифма основания. Показатель степени — это двойка, и умножать надо не
на 10, а на 20. Выразим 2 Вольта в децибел-вольтах, и 3 децибел-вольта в
Вольтах:
Просто и нестрашно!

  • В расчётах энергетических величин (мощность) фигурирует число 10
  • В расчётах силовых величин (напряжение, ток) фигурирует число 20

История создания

29 августа 1934 года начальник УВС РККА Я. И. Алкснис утвердил ТТД на ближний бомбардировщик, разработку которого поручили ЦКБ завода № 39. Для машины планировались лицензионные копии моторов Гном-Рон «Мистраль» К-14 и Wright Cyclone R-1820F-3 (англ.)русск.. В первом варианте планировался пассажирский самолёт на 12 пассажиров, моторы получили отечественное обозначение М-85. Бомбардировщик ББ-2 в сущности был аналогом пассажирской машины и рассчитывался на доставку 500 кг бомб на расстояние до 1500 км со средней скоростью 230—240 км/ч. Работы по военному варианту шли значительно быстрее, чем по гражданскому, ввиду конкуренции со стороны Туполева (самолёт СБ) и Сухого (самолёт АНТ-37). Первый экземпляр самолёта, ввиду поджимающих сроков, решили строить по упрощённой технологии, с цельнодеревянным фюзеляжем и металлическим крылом, без вооружения. Машина получила обозначение ЦКБ-26.

Начиная с первых полётов и далее, машины испытывал В. К. Коккинаки. Самолёт превзошёл самые смелые ожидания и даже позволял выполнять петлю Нестерова. Было установлено 5 мировых рекордов. Всё это предопределило дальнейшую судьбу по самолёту, и в декабре 1935 года вышло постановление СТО о дальнейшей разработке самолёта — цельнометаллического скоростного бомбардировщика дальнего действия БДД, будущего ЦКБ-30, который уже строился и 31 марта 1936 года совершил испытательный полёт.

Летом 1936 года ЦКБ-30 с полным комплектом вооружения поступил на испытания в ГОСНИИ ВВС. Однако, не дожидаясь завершения испытаний, самолёт запустили в серию под наименованием ДБ-3С. Срочно с завода № 39 сняли все невыполненные заказы и развернули производство ДБ-3. В таком же темпе перепрофилировали Воронежский завод № 18. В 1938 начал производство ДБ-3 126-й завод в Комсомольске-на-Амуре. В дальнейшем, в 1942—1943 гг. самолёты выпускал и московский завод № 23.

В июне 1938 года на специально подготовленном ЦКБ-30 «Москва» был выполнен беспосадочный перелёт по маршруту Москва (Чкаловский) — Спасск-Дальний. Через год на этой же машине был выполнен беспосадочный перелёт в Канаду. В 1940 году были построены на 39 заводе две машины ЦКБ-30Н-1 и ЦКБ-30Н-2, для установления рекордов дальности женскими экипажами.

Для группового прикрытия дальних бомбардировщиков было решено переделать ДБ-3 в истребитель сопровождения, для чего в переднюю и заднюю турели установили пушки ШВАК и добавили нижнюю подфюзеляжную турель с пулемётом ШКАС. Опытная машина с заводским номером 3018002 получила обозначение ЦКБ-54. По ходу неудовлетворительного результата госиспытаний машину вернули на доработку. На вооружение ЦКБ-54 так и не приняли.

В 1938 году самолётами ДБ-3 были вооружены три воздушные армии. В 1940 году самолёты ДБ-3 вступили в боевые действия с финнами и показали большую сложность в эксплуатации, высокую аварийность, недостаточное оборонительное вооружение и целый ряд других недостатков. Это подстегнуло работы над глубокой модернизацией машины, в дальнейшем получившей обозначение ДБ-3Ф (или Ил-4).

Боевое применение

По итогам первых двух лет эксплуатации самолёта ДБ-3 в декабре 1938 была проведена конференция по обмену опытом, где представители ВВС отмечали, что машина оказалась чрезвычайно сложной в эксплуатации и имела много производственных дефектов. Отмечались течи топлива, трещины бензобаков, отказы тормозов, разрушения основных опор шасси, низкая надёжность моторов М-87.
В числе прочих отмечен большой разбег (до 800—1000 м при взлётном весе 8500—9500 кг), тенденция к правому развороту и сложность выдерживания курса взлёта (поскольку самолёт имел традиционную для тех лет заднюю центровку, в полёте был неустойчив по всем трём осям и требовал постоянной работы ручкой и педалями).

Также, во время финской кампании финские лётчики быстро обнаружили у ДБ-3 «мёртвую зону» снизу-сзади, что потребовало установки нижней люковой установки.
Тем не менее, к началу Великой Отечественной войны далеко не все Ил-4 были оборудованы нижней огневой точкой, да и верхняя турель оставляла желать лучшего. Самолёты срочно дорабатывались, ввели четвёртого члена экипажа, что сместило центровку ещё более к хвосту и ухудшило устойчивость.
С эвакуацией промышленности в восточные регионы страны качество сборки самолётов также стало заметно хуже. Начали поступать самолёты с деревянными кабинами штурмана, которые просто отламывались при посадке.

Однако опытные экипажи, хорошо освоившие самолёт, вполне успешно справлялись с поставленными задачами. Из воспоминаний М. В. Борисова: «Для такого самолёта у него слабые моторы. На взлёте он был трудный… как только упустишь, не удержишь. А так… я привык. Летал потом на Б-25… Вроде хороший самолёт, моторы хорошие, три ноги — едешь как на такси… Второй пилот? … Мне он был не нужен!».

Из-за неправильной организации боевых вылетов решение несвойственных задач в начальный период войны приводило к тяжелейшим потерям в авиачастях. Именно восемь Ил-4 212 одбап были сбиты во время бомбёжки переправ на реке Березина 30 июня 1941 года. Очевидцем этого боя был Константин Симонов, что нашло отражение в его военных дневниках и романе Живые и мёртвые, правда, в них тип самолёта был заменен на ТБ-3, которые на вооружении в этом полку не состояли.

Из-за сходства в профиль с немецким бомбардировщиком Хейнкель-111 были случаи ошибочной атаки на него советских истребителей. Только во вторую половину войны Ил-4 стали применяться по прямому предназначению, для бомбовых ударов в тылу противника, что существенно снизило боевые потери.

За годы производства было построено 6883 машины разных модификаций, абсолютное большинство из которых было потеряно в боевых вылетах или разбито в авариях и катастрофах.
Последние 4 самолёта Ил-4 были построены на заводе № 126 в 1946 году, а с 1947 года оставшиеся в строю самолёты стали списывать.Уже списанные с вооружения самолеты нашли себе применение в народном хозяйстве, их использовали для выполнения аэрофотосъемки.

Серийное производство

После успешных испытаний под Москвой тяжёлый дальний бомбардировщик Виктора Болховитинова ДБ-А был запущен, но лишь в малую серию на Авиационном заводе № 124 имени Серго Орджоникидзе в Казани.

Советский авиационный конструктор Александр Яковлев полагает, что «на судьбу ДБ-А повлияла… трагическая гибель в августе 1937 года экипажа Леваневского… Кроме того, построенный в том же году бригадой В. М. Петлякова под руководством А. Н. Туполева самолёт ТБ-7 (АНТ-42), получивший в серии наименование Пе-8, показал значительно лучшие лётные качества в сравнении с ДБ-А, был запущен в серию…».

Конструкция[3]

  • Фюзеляж — полумонокок, гладкая обшивка входила в силовой набор и была подкреплена стрингерами. Кабины экипажа закрытые с целлулоидным остеклением. Отделение кормового стрелка открытое. Полумонококовый фюзеляж позволял увеличить свободный внутренний объём..
  • Крыло — трехлонжеронное, состоит из центроплана и отъёмных частей. В крыле размещались бензобаки общим объёмом 14600 л бензина. На крыле располагались посадочные щитки, позволяющие снизить скорость при посадке до 80 км/ч. Под крылом монтировались бомбодержатели, рассчитанные на подвеску 2000 кг бомб.
  • Оперение — Киль и стабилизатор цельнометаллические. Стабилизатор растягивался сдвоенными тросами-расчалками. Рули высоты и руль направления были снабжены флетнерами. Балансировка рулей высоты осуществлялась весовыми балансирами.
  • Шасси — трехопорное с хвостовым колесом. Основные колеса шасси убирались по полету в специальные обтекатели. Хвостовое колесо убиралось полностью. Для эксплуатации самолёта в зимних условиях предусматривались специальные лыжи. Амортизаторы колесного шасси телескопические, масляно-воздушные, а лыжного смешанные: шнуровые и масляно-воздушные. Выпуск колес производился с помощью сжатого воздуха.
  • Силовая установка — четыре двигателя М-34РНБ с редуктором и наддувом, мощностью по 970 л. с. Винты трёхлопастные диаметром 4,1 м, шаг регулировался на земле.
  • Оборудование — приборная доска летчиков состояла из трех частей. На ней располагались: радиопеленгатор, авиагоризонт, указатель поворота и скольжения, гиромагнитный полукомпас, приборы контроля работы двигателя. Связь между членами экипажа осуществлялась с помощью пневмопочты и самолётного переговорного устройства. Для обеспечения посадки самолёта ночью нам самолёте устанавливали подкрыльевые факелы. Комплект установленного оборудования позволял пилотировать самолёт в сложных метеоусловиях.
  • Вооружение — в носовой части фюзеляжа располагалась турель с пулеметом калибр 7,62 мм, в центральной части фюзеляжа пушка калибра 20 мм, в хвостовой части — кинжальная и кормовая пулеметные установки. Полный боевой запас у пулеметов 3000 патронов у пушки 250 снарядов. Под центропланом в фюзеляже расположен бомболюк вмещающий до 3000 кг бомб, общая бомбовая нагрузка — 6500 кг.

Опорные величины и обозначения уровней

Если в качестве одной из величин отношения (в знаменателе) выступает общепринятая исходная (или опорная) величина Xref, то отношение, выраженное в децибелах, называют уровнем (иногда называют абсолютным уровнем) соответствующей физической величины X и обозначают LX (от англ. level).

В соответствии с действующими стандартами при необходимости указать исходную величину её значение помещают в скобках после обозначения логарифмической величины. Например, уровень LP звукового давления P можно записать: LP (исх. 20 мкПа) = 20 дБ, а с использованием международных обозначений — LP (re 20 µPa) = 20 dB (re — сокращение от англ. referred to, «отнесённое к»). Допускается указывать значение исходной величины после значения уровня, в скобках после обязательного пробела, например: 20 дБ (исх. 20 мкПа). Также используется краткая форма, например, уровень LW мощности W можно записать: LW/1 мВт = 30 дБ, или LW = 30 дБ (1 мВт). Для сокращения записи широко используются специальные обозначения, например: LW = 30 дБм. Запись означает, что уровень мощности составляет +30 дБ относительно 1 мВт, то есть мощность равна 1 Вт.

Специальные обозначения

Приведены некоторые специальные обозначения, которые в предельно краткой форме указывают на значение исходной (опорной) величины, по отношению к которой определён соответствующий уровень, выраженный в децибелах. Для указанных ниже опорных величин под электрическим напряжением понимается его среднеквадратичное (эффективное) значение.

  • dBW (русское дБВт) — опорная мощность 1 Вт. Например, уровень мощности +30 дБВт соответствует мощности 1 кВт.
  • dBm (русское дБм) — опорная мощность 1 мВт.
  • dBm0 (русское дБм0) — опорная мощность 1 мВт. Обозначение применяется в электросвязи для указания абсолютного уровня мощности, приведённого к так называемой .
  • dBV (русское дБВ) — опорное напряжение 1 В.
  • dBuV или dBμV (русское дБмкВ) — опорное напряжение 1 мкВ.

Схематическое представление соотношения между дБн (источник напряжения) и дБм (мощность, рассеиваемая в тепло на резисторе 600 Ом)

  • dBu (русское дБн) — опорное напряжение 0,600{\displaystyle {\sqrt {0{,}600}}} ≈ 0,775 В, соответствующее мощности 1 мВт на нагрузке 600 Ом.
  • dBrn — опорное напряжение соответствует мощности теплового шума идеального резистора с сопротивлением R{\displaystyle R}, равным 50 Ом, при комнатной температуре в полосе частот 1 Гц: Uтш=4kBTR⋅1 Гц≈9⋅10−10 В{\displaystyle U_{\text{тш}}={\sqrt {4k_{\rm {B}}TR\cdot 1~{\text{Гц}}}}\approx 9\cdot 10^{-10}~{\text{В}}}. Это значение соответствует уровню напряжения −61 dBμV или уровню мощности −168 dBm.
  • dBFS (от англ. full scale — «полная шкала») — опорный сигнал (мощность, напряжение) соответствует полной шкале аналого-цифрового преобразователя.
  • dB SPL (от англ. sound pressure level — «уровень звукового давления») — опорное значение амплитуды звукового давления составляет 20 мкПа и соответствует порогу слышимости гармонического звукового колебания с частотой 1 кГц.
  • dB(A), dB(B), dB(C) — эти символы применяются для обозначения взвешенного уровня звукового давления относительно 20 мкПа, когда при измерениях используются фильтры с соответствующими стандартными частотными характеристиками.
  • dBc (русское дБн) — опорная величина соответствует мощности излучения на частоте несущего сигнала (англ. carrier).
  • dBi (русское дБи) — изотропный децибел. Обозначение применяется для описания характеристик антенны (коэффициент направленного действия, коэффициент усиления) по сравнению с гипотетической изотропной антенной, которая равномерно излучает энергию по всем направлениям.
  • dBd (русское дБд) — децибел относительно полуволнового вибратора (диполя). Обозначение применяется для описания характеристик антенны по сравнению с полуволновым вибратором (0 dBd = 2,15 dBi).
  • dBsm (от англ. square meter, русское дБкв.м или дБ(м²)) — децибел относительно одного квадратного метра. Характеризует эффективную поверхность рассеяния рассеивателя в радиолокации.
  •  — используется в радарной технике (в основном в метеорадарах); опорным уровнем является коэффициент отражения капли дождя диаметром 1 мм; значения свыше 20 dBZ обычно указывают на выпадение осадков.

По аналогии образуются составные единицы, например уровня спектральной плотности мощности: дБВт/Гц — «децибельный» аналог единицы Вт/Гц (мощность на номинальной нагрузке в полосе частот 1 Гц с центром на заданной частоте) — здесь опорный уровень равен 1 Вт/Гц.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector