Dämpfung und Verstärkung berechnen – Störungen bei der Signalübertragung

Dämpfung und Verstärkung werden über das logarithmische Verhältnis berechnet.
Eine Verstärkung liegt immer dann vor, wenn die Ausgangsspannung größer ist, als die Eingangsspannung.
Eine Dämpfung liegt hingegen vor, wenn die Ausgangsspannung kleiner ist als die Eingangsspannung.
Demnach berechnet man auch nur die Verstärkung und entscheidet, je nach Ergebnis, ob es sich um eine Verstärkung oder um eine Dämpfung handelt.

 dB = 20 * log (Eingangsspannung / Ausgangsspannung)

Beispiel 1:
Die Eingangsspannung hat einen Wert von 5V; Die Ausgangsspannung einen Wert von 1,25V. Berechne die Dämpfung.

dB = 20 * log (5V / 1,25V)
= 12,04 dB Dämpfung

Bei diesem Beispiel erhalten wir ein positives Ergebnis. Es handelt sich also um eine Dämpfung des Signals um 12,04 dB.


Beispiel 2:
Die Eingangsspannung hat einen Wert von 5V; Die Ausgangsspannung einen Wert von 10V. Berechne die Dämpfung.

dB = 20 * log (5V / 10V)
dB = -0,6 dB

Bei diesem Beispiel erhalten wir ein negatives Ergebnis. Das Signal wird also um -0,6dB verstärkt.

Merke:
dB < 0 → Verstärkung
dB > 0 → Dämpfung


Dämpfung pro Kilometer:
An einer Leitung mit einer Länge von 20km liegt eine Eingangsspannung von 30V an. Als Ausgangsspannung werden 3V festgestellt.
Um die Dämpfung pro Kilometer zu berechnen müssen wir eine weitere Formel anwenden. Zunächst bestimmen wir aber die Dämpfung, um das Ergebnis später auf die Distanz umrechnen zu können.

dB = 20 * log (30V / 3V)
dB = 20 dB

Auf der ganzen Länge der Leitung exisitert also eine Dämpfung von 20 dB. Nun teilen wir noch die Dämpfung (dB) durch die Länge der Leitung (l):

 α = dB / l
α = 20 dB / 20km
α = 1dB / km

Die Leitung hat somit eine Dämpfung von 1dB/km.

Störungen bei der Signalübertragung:

Signalstörungen bei der Übertragung können auf unterschiedliche Weise auftreten. Eine Störung kann sowohl durch äußeren Einfluss auf das Medium, sowie durch ein Fehlverhalten der Kommunikationssysteme entstehen. Deswegen unterscheidet man Störungen in zwei Kategorien:

Nichtsystembedingte Störungen können zum Beispiel durch Störspannungen von benachbarten Spannungsträgern entstehen oder ein benachbartes Übertragungsmedium interferiert mit dem eigenen Medium. Es kommt zu dem Phänomen des sogenannten Übersprechens. Eine effektive Gegenmaßnahme wäre zum Beispiel eine bessere Schirmung.

Systembedingte Störungen hingegen können durch eine Fehlfunktion des Übertragungsgeräts entstehen. So können zum Beispiel technische Bauteile das Signal verändern oder verzerren.