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Como Leer dB en un Multímetro (IN042S)

La mayoría de los multímetros tienen una escala de dB (decibeles) que pocos lectores saben usar. (Para qué sirve esa escala? Cómo usar/a es lo que veremos en este artículo, que le ayudará a obtener el máximo del más Útil de los instrumentos de medida.

Además de las escalas de tensión (volts), corriente (mA y A) y resistencias (Ω), los multímetros tienen una escala de dB (decibeles) como muestra la figura 1.

 


 

 

El decibel, como muchos lectores saben, es una unidad logarítmica que se adapta mucho mejor a las características de sensibilidad de nuestra audición que otras que son lineales.

Por logarítmica entendemos que sigue una variación que no es directamente proporcional sino directamente proporcional al cuadrado o a otra potencia.

Así, si tenemos un amplificador que tenga una ganancia unitaria, o sea en el que la potencia de entrada es igual a la salida, podemos representar eso por:

PS/PE = 1

Si la potencia de salida fuera el doble de la de entrada, lo represen- tamos:

PS/PE = 2

Por otra parte si el amplificador no tuviera ganancia y la salida fuera menor, digamos la mitad de la entrada, tendremos:

PS/PE = 0,5

Esas relaciones son lineales en el sentido que el valor indicado para la ganancia es numéricamente igual a la relación entre las potencias.

Si hiciéramos la representación en dB, usaremos un logaritmo ya que la fórmula será:

dB = 10 log (PS/PE)

Donde log es el logaritmo en base 10 ó decimal.

Para un amplificador de ganancia unitaria tendremos entonces:

dB = 10 log (PS/PE)

dB = 10 log 1

dB = 10 x 0

dB = 0

Vea entonces que si el valor en dB fuera mayor que 0, significaría que la ganancia es mayor que 1 (relación entre la potencia de entrada y de salida) y entonces el amplificador "amplifica". Si el valor en dB fuera menor que 0 significa que la ganancia es menor que 1 y que el aparato en lugar de amplificar, atenúa las señales. (figura 2)

 


 

 

¿Cómo puede usarse un multímetro para saber si un amplificador amplifica una señal, y en qué proporción, usando la escala en dB?

En primer lugar se debe considerar que esas medidas deben hacen se en una señal alternada. Entonces lo que se mide es la tensión disponible en la salida del amplificador pero cómo valor alternado sobre una carga de resistencia conocida. (figura 3)

 


 

 

Pero recordemos que los dB indican la relación entre potencia de entrada y de salida, y en este caso hemos hecho una sola medida. No será problema si la otra medida se mantuvo fija.

Por convención se fija la potencia de 1 mW en una impedancia de entrada de 600 Ω.

Cuando esto ocurre, en realidad estamos midiendo la potencia de salida referida a 1 mW; se llama a esta medida: dBm para diferenciarlo de la medida que establece una relación de potencias.

dBm -10 x log (Ps/1 mW)

Es decir, que con el multímetro estaríamos leyendo un valor expresado en dBm.

A partir de esta información podemos conocer la ganancia de potencia conociendo una ganancia de tensión pues:

PS = E2/600

Vea que el valor de salida de 1 mW sobre una carga de 600 Ω corresponde justamente al valor en la escala dB. Es una norma norteamericana difundida en todo el mundo.

Existen otras referencias, como por ejemplo la francesa en que tenemos para el dB una potencia de 6 mW y una carga de 500 Ω.

Antes de usar la escala dB se debe verificar cuál de los patrones se utilizó pues tiene influencia en la forma de hacer las medidas.

Lo importante es que en función de referencia, las escalas de los multímetros están calibradas en dB.

Supongamos que un multímetro tiene una serie de escalas de volts alternando como sigue:

0 - 7,5V/0 - 30V/ 9 - 75V/ etc.

Suponiendo quela referencia de este multímetro es francesa, de 0 dB y 6 mW a 500 Ω, eso corresponde a un nivel de tensión de 1,73 volts medidos en 500 Ω. (figura 4)

 


 

 

Para 0 V tendremos una lectura de -20 dB (-20 dBm) y para 7,5V, en la misma escala, la lectura será + 12 dB.

Para las otras escalas esos valores cambian. En la escala de 30 V, por ejemplo, la deflexión total de la aguja ocurrirá con una ganancia de20 dB.

Los valores que deben sumarse en cada escala para obtener una lectura correcta están dados por el fabricante en el folleto del multímetro.

Para el caso en quela impedancia de salida no fuera de 500 Ω o 600 Ω, habrá que corregir la fórmula.

La conversión seria la siguiente:

FC = 10 log 600/Z

en la que FC es el factor de corrección y 2 es la nueva impedancia.

Podemos tomar como ejemplo la medida hecha en un circuito en el quela impedancia de salida es de 8 Ω, como muestra Ia figura 5.

 


 

 

Resolviendo la expresión se tiene:

FC = 10 log 600/8

FC = 10 log 75

FC = 10 x 1,875

FC = 18,75 dBm.

Eso significa que debemos sumar este número al valor leído en el multímetro.

Si para un amplificador tuviéramos una ganancia medida de 10 dBm, en la impedancia de 8 Ω, la lectura real sería 28,75 dBm.

EI procedimiento para el uso es simple: en la entrada del amplificador se inyecta una señal de 400 o 1.000 Hz, de intensidad conocida (PE) sobre una impedancia conocida.

Se mide la tensión de salida en la escala adecuada de dB y se tiene la ganancia del amplificador.