home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / rec / audio / car / 5487 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-12-27  |  5.3 KB
  1. From: kirk@hpcc01.corp.hp.com (Kirk Lindstrom)
  2. Date: Sun, 27 Dec 1992 20:32:16 GMT
  3. Subject: Re: dB, volts vs. watts (was Re: Why so much power?
  4. Message-ID: <26130135@hpcc01.corp.hp.com>
  5. Organization: Shredding the water of SF Bay, HP-OCD
  6. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!sdd.hp.com!col.hp.com!news.dtc.hp.com!hpscit.sc.hp.com!hplextra!hpcc05!hpcc01!kirk
  7. Newsgroups: rec.audio.car
  8. References: <1992Dec26.185843.1019@cmkrnl.com>
  9. Lines: 106
  10.  
  11. >In article <>, kirk@hpcc01.corp.hp.com (Kirk Lindstrom) writes:
  12. >> OOPS!
  13. >> I did it again and forgot power is 10log(P1/P2) while voltage gain and
  14. >> spectrum analyzer displays are 20Log(V1/V2).  Reason is 
  15. >>   Power=Voltage*current=V*I=V^2/R
  16. >
  17. >Right so far. 
  18. >
  19. >> Thus if talking power gain where the formula is dbW=10log(P1/P2) and you
  20. >> want to convert to voltage gain, then db=10log[V1^2/V2^2]=20log[V1/V2].
  21. >
  22. >I'm not sure what you're trying to say here.  Maybe you're saying correct
  23. >things but I'm misreading you.  In which case, please take this as a correction
  24. >for the benefit of the other people who misread you the same way:
  25. >
  26. OK.  I was saving a few steps:
  27.   db=10Log(P1/P2)=10Log[(V1^2/R)/(V2^2/R)]=10*2Log[V1/V2]=20Log(V1/V2)
  28.  
  29. >In general, gain is gain, and dB are dB.  There is no such concept as
  30. >"converting from dB[power] to dB[voltage]", and no need to express decibels
  31. >as "dBW" or "dBV" as opposed to just "dB". 
  32. >
  33. I don't agree.  Read on and see if you agree with what I write.
  34.  
  35. >Consider an amplifier driving a load R with a 1-volt RMS waveform.  
  36. >Now suppose we increase the output to 10 volts RMS.  How many dB is that?
  37. >(note, all "log(x)" = log{base 10}(x))
  38. >
  39. >    From volts:  gain = 20*log(10/1) 
  40. >                          = 20*1 = 20 dB
  41. >
  42. >    From watts:  gain = 10*log((10*10/R)/(1*1/R))
  43. >                          = 10*log(100/1)
  44. >                          = 10*2 = 20 dB
  45. >
  46. >In other words, db[power] = db[voltage], provided that the load impedance is
  47. >the same for the two measurements.  
  48. >
  49. For clarity, we (myself and many I work with) usally specify what units
  50. we are working in since db is a relative measurement.  I believe many use
  51. db and dbW (and dbV) interchangealby in/with the MKS system since W=1. 
  52. Correct?
  53.  
  54. In other words, since db is relative we must state or assume with what
  55. it is relative to.  For example, page 64 of Dec. 92 Stereophyle shows
  56. a McIntosh 1000 Watt power amp.  The meter on the amp has two 
  57. calibrations for a single scale labeled:
  58.  
  59.          WATTS        .01   .1    1   10   100  1000
  60.                   |----|----|-----|----|----|-----|-|=|
  61.       DECIBELS   -60  -50  -40   -30  -20  -10    0  +6
  62.  
  63. Here McIntosh is saying that 0db for their amp is full power and has
  64. the potential for +6db peaks.  (I wonder how much this amp costs?)
  65.  
  66. >In audio work, one usually does not measure amplifier gain by measuring watts 
  67. >in vs. watts out, because the load impedance *won't* be the same for the two 
  68. >measurements.  Audio amps are typically voltage amplifiers, with only the
  69. >final stage providing current to a low-impedance load.  
  70. >
  71. >Now, if you have dB and want to convert back to power ratio or voltage ratio,
  72. >then, yes, you need to apply the proper divisor.  For any gain g expressed in
  73. >decibels:
  74. >
  75. I think this is where my problem lies since the measurement I did at home
  76. was with an output power meter and the ones at work are with spectrum
  77. analizers.  (The problem is, I don't think I have the distortion levels
  78. correct for the spec's I list in the graph mainly since THD is the sum
  79. of all the distortion products.  One thing I did do right is show that
  80. LOTS of power that you don't want is generated when an amp is overdriven.)
  81.  
  82. >Note that it doesn't matter whether the original dB figure was obtained from
  83. >power or voltage measurements. 
  84. >
  85. As long as E2 and E1 as well as P2 and P1 must be in the same unit system.
  86.  
  87. >For the example problem, if you look at a spectrum analyzer display and see
  88. >that the 180 Hz output is 6 dB below the 60 Hz, that indeed means that the
  89. >analyzer is measuring voltages with a 2:1 difference... or that, when this 
  90. >signal is passed through a power amp and applied to a speaker, the power of
  91. >the 60 Hz component will be 4x that of the 180 Hz component (assuming that 
  92. >the speaker impedance is the same at both frequencies, which isn't usually
  93. >likely for this particular pair of freqs!  Oh well...). 
  94. >
  95. With HP analyzers, I get REALLY lazy and use the cursor which gives power
  96. (dbm) and voltage (uV) for 50 Ohm systems.  8-)
  97.  
  98. >    --- Jamie Hanrahan, Kernel Mode Consulting, San Diego CA
  99.  
  100. Thanks for the info./clarification.  I'm trying to write a FAQ type thing
  101. to explain power and distortion a bit.  It definatly needs more work.
  102. I do believe that dbV or dbW for the the y-axix labels needs to be shown
  103. so that we know that 0db=1V or 1 Watt.
  104.  
  105. Kirk out
  106. => "We are what we pretend to be."  -  Kurt Vonnegut Jr.
  107. +---------------------------------------------------------------------+
  108. | Kirk Lindstrom - OCD Product R & D | Hewlett-Packard Co.  M/S: 91UA |
  109. |   Engineer/Scientist, Hardware     |                                |
  110. |------------------------------------| Optical Communication Division |
  111. |     kirk_lindstrom@sj.hp.com       |                                |
  112. |    Kirk Lindstrom / HP0100/UX      | 370 W. Trimble Rd.             |
  113. | ph 408 435 6404 | fax 408 435 6286 | San Jose, CA  95131-1096       |
  114. +---------------------------------------------------------------------+
  115.  
  116.  
  117.