8.1
Unidades de medida
Uno
de los objetivos más importantes de un sistema de TV Cable es proporcionar
en los terminales de los suscriptores un nivel de señal lo suficientemente
alto como para superponerse sobre el nivel de ruido de tal modo de ofrecer
una imagen de TV de calidad aceptable. El sistema de transmisión
de un TV Cable esta basado principalmente en una cascada de amplificadores
y componentes pasivos, los cuales se expresan como ganancias y pérdidas
medidas en decibeles.
El
decibel es una unidad de medida logarítmica que reduce las ganancias
a sumas y las pérdidas a restas, esto permite efectuar cálculos
en forma relativamente simple y con valores fáciles de manejar (no
son cantidades muy grandes ni muy pequeñas), del orden de la unidad
o decenas de unidad.
El
decibel fue originalmente utilizado como medición de una relación
entre dos potencias. Expresado en decibeles esta relación queda:
dB
= 10 log P1
P2
Si
las potencias P1 y P2 están medidas en Watts, la relación
entre ellas se expresa en decibeles. Si se elige P2 como medida de referencia,
por ejemplo 1 Watts, se dice que P1 se expresa en decibeles referidos al
Watts, o sea dBW.
En
sistemas de TV Cable se utiliza como unidad de medición el voltaje,
en particular el milivolts (mV). Para este efecto debemos considerar la
fórmula que relaciona el voltaje con la potencia:
P
= V2
R
En
esta expresión R representa la impedancia característica
de la línea medida en Omhs, V el voltaje en Volts y P la potencia
en Watts. Reemplazando esta expresión en la fórmula general
se obtiene:
dB
= 10 log V12/R1
V22/R2
Teniendo
en cuenta que en una línea de transmisión coaxial, como las
usadas en TV Cable debe mantenerse la impedancia a objeto de evitar las
reflexiones y permitir la máxima transferencia de potencia, se tiene
que R1 = R2 = 75 Ohms. Por otra parte, aplicando propiedades de logaritmos
se obtiene:
dB
= 20 log V1
V2
La
única restricción a esta fórmula es que las unidades
de medida de V1 y V2 deben ser las mismas. Cuando se utiliza V2 como referencia,
los decibeles deben expresarse con respecto a la unidad de voltaje elegida.
Si V2 esta expresada en milivolts (mV), entonces V1 se expresará
en decibeles referidos al milivolts (dBmV).
En
telefonía se usa frecuentemente el dBm, o sea decibeles referidos
al miliWatts. Esta es una medición de potencia y no de voltaje como
lo es el dBmV. En efecto la definición en términos eléctricos
de dichas unidades de medida son:
0
dBm: Corresponde a una potencia de 1 mW desarrollada en una resistencia
de 600 Ohms.
0
dBmV: Corresponde a una tensión de 1 mV aplicada sobre una resistencia
de 75 Ohms.
Cualquiera
tensión superior a 1 mV implica un valor de dBmV mayor que cero
y cualquier tensión inferior a 1 mV implicará un valor negativo
de dBmV.
La
tabla N 3 indica la relación entre mV y dBmV. Puede verse que el
rango en que varían los valores expresados en dBmV son mucho menores
que los valores expresados en mV, lo cual lo hace muy apropiado para efectuar
cálculos simples, casi sin ayuda de calculadoras, ya que los niveles
de señal, ganancias o pérdidas en una línea se calculan
mediante sumas o restas.
Las ganancias
o pérdidas se definen como relaciones de tensión entre la
entrada y salida del dispositivo o elemento de línea (amplificador,
cable, taps, etc). Los niveles de señal en los diferentes puntos
de la red también se expresan como una relación, pero entre
el valor absoluto del voltaje en dicho punto medido en mV y 1 mV.
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Tabla
N 3 Relación entre mV y dBmV
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mV
|
dBmV
|
mV
|
dBmV
|
|
0,00001
|
-
100
|
10
|
20
|
|
0,0001
|
-
80
|
100
|
40
|
|
0,001
|
-
60
|
1.000
|
60
|
|
0,01
|
-
40
|
10.000
|
80
|
|
0,1
|
|