Puissances, rapports de puissance, décibel (dB)

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Le décibel (symbole dB) est une unité permettant d’exprimer un rapport entre deux grandeurs de même nature.

A RETENIR PAR CŒUR

Pour l’épreuve de réglementation, seuls sont à connaître les 9 rapports en puissance suivants :

Exemple

Un amplificateur a un gain de 6 dB. Sa puissance d’entrée est de 15 W. Quelle est sa puissance de sortie ?

Réponse

6 dB correspond à un rapport de 4. Pour une puissance d’entrée de 15 W, la puissance de sortie sera de : Puissance d’entrée x Rapport = 15 x 4 = 60 W.

Un amplificateur ayant un gain de 6 dB multiplie par 4 la puissance présente à son entrée. Un gain de 0 dB signifie que le signal de sortie a la même puissance que le signal d’entrée (aucune amplification). Les décibels, lorsqu’ils sont négatifs, indiquent des pertes : une perte de 6 dB est notée -6 dB et la puissance est divisée par 4 à la sortie d’un tel circuit atténuateur. Les gains successifs s’additionnent et les pertes successives se soustraient.

 

Exemples

Dans les schémas ci-dessous, calculer le gain ou la puissance

Réponses :

1) rapport = 8 / 4 = 2, soit 3 dB

2) -6 dB correspond à un rapport de 1/4 ; P = 20 / 4 = 5 W

Le triangle représente un circuit dont le gain est donné en dB.

Si le gain exprime un rapport de tensions, le gain est doublé par rapport aux mêmes valeurs exprimées en watts. Ainsi, un rapport de tension de 2 donnera un gain de 6 dB. (le double d’un rapport de puissance de 2).

Exemple

Soit 10 V en entrée et 12 dB de gain, Tension de sortie ?

Rapport = x 4 (12dB / 2 = 6 dB) ; Us = 10 x 4 = 40 V

Les décibels expriment des niveaux relatifs : le gain d’une antenne se définit par rapport à une antenne de référence (le doublet par exemple).

Dans ce cas, la puissance rayonnée dans la direction la plus favorable est supérieure à la même puissance appliquée à l’antenne de référence. De même, la puissance d’un émetteur sera définie en dBW (décibel par rapport à 1 watt), les puissances plus faibles, comme celles reçues sur une antenne, seront exprimées en dBm (milliwatt) ou dBµ (microwatt) et les atténuations des rayonnements non essentiels seront données par rapport à la puissance d’émission en dBc.

Exemple

Un émetteur délivre une puissance de 4 W. La puissance des émissions non désirées générées par l’émetteur est atténuée de -26 dBc.
Quelle est la puissance de l’émetteur (en dBW) ? Quelle est la puissance des émissions non désirées (en W) ?

Réponse

4 W = 6 dBW ; puissance des émissions non désirées = 6 dBW – 26 dBc = -20 dBW = 1/100 W

En modulation d’amplitude (AM) comme en BLU, la puissance d’émission varie au cours du temps. Dans ce cas, la mesure de la puissance se fera sur les pointes d’amplitude ce qui amène à définir la puissance crête appelée aussi puissance de pointe de l’enveloppe (ou PEP, Peak Envelope Power en anglais)

Le rendement détermine la qualité du transfert de puissance. Le rendement, exprimé en % et toujours inférieur à 100%, est le rapport obtenu en divisant la puissance utile (puissance émise) par la puissance consommée totale.

A RETENIR

Rendement (%) = (Puissance utile x 100) / Puissance consommée

Exemple

Un émetteur consomme 100 watts. Sa puissance de sortie est 60 watts.
Quel est son rendement ?

Réponse

Rendement = (Puissance utile x 100) / Puissance consommée = (60 x 100)/100 = 0,6 = 60% La puissance consommée mais non émise est dissipée (perdue en chaleur) et est égale à 40 W (= 100 – 60).

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