シグナル・ジェネレータについて

シグナル・ジェネレータについて

ご質問させていただきます。

シグナル・ジェネレータの製品仕様の欄に、
電力：-130～+10dBm　
という、項目があります。

・-130dbm～とあるのですが、シグナル・ジェネレータから出力される信号は、ごく微弱ということで
よろしいでしょうか。

・この電力の値は、シグナル・ジェネレータから出力される純粋な電力値でよろしいでしょうか。

・また、この値を電圧に直す場合は、dbmを真数に直して、抵抗値がわかっていれば P = √VR　で
求めることはできるでしょうか。

どなたか教えていただけると幸いです。

No.2 ベストアンサー 回答者： candle2007 回答日時： 2010/05/28 23:29

質問からちょっと外れるかも知れませんが、SGについての基本的なことを先ず述べますので、よくご理解なさってください。

1.出力インピーダンス
SGには出力インピーダンスが50Ωのものと75Ωのものがあります。
（購入されるときはこの点によくご注意ください）
一般無線通信ではもっぱら50Ω系が使用されますが、TV系は”すべて”75Ωです。(CATVを含む)
蛇足ですがオーディオ系のSGには、600Ω,75Ω、50Ωがあります。

下記はMEGROのMSG-2580のスペックですが、「特長」の中に「信号源インピーダンスは50/75Ωの切り替えが出来ます」とあります。
（２種類の出力インピーダンスを持つSGがあるということは、今回の検索で初めて知りました。(^_^.)）
http://www.meguro.co.jp/product/category/categor …

2.出力レベルの表示
出力レベルの表示には、[dBm][dB?(V)][dB?(V)EMF]の３種類があり、大抵のSGはこの３種類の表示が切り替えて出せるようになっています。
（上記スペックの「特長」欄参照）

[dBm]は「そのインピーダンスで終端された負荷に1mWを供給するときを0dm」と定義しますから、　E=√PRの式から電圧を計算しますと、
50Ω系では[0.2236V]、75Ω系では[0.2739V]、600Ω系では[0.7746V]となります。

[dB?](Vは付けるときも付けないときもある）は、「出力端をそのインピーダンスで終端したときの出力電圧 1?Vを0dB」と定義するので、0dBmは、
　50Ω系では　106.98dB?(ほぼ107dB?）
　75Ω系では　108.75dB?　となります。

[dB?EMF]は、出力端を開放したときの出力電圧ですから、終端時の[dB?]よりも２倍(6dB)大きい値を表示します。
[dB?]は一般には何も付けないで表示されますが、特にEMFと区別するときには、[PD](Potential Drop)を付けて表示されることもあります。
(cf. EMF=Electro Motive Force)
http://www.cqpub.co.jp/term/dbmicro.htm
参考
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%B7% …

前置きが長くなりました。
それではご回答に入りましょう。

>-130dbm～とあるのですが、シグナル・ジェネレータから出力される信号は、ごく微弱ということで
よろしいでしょうか。

SGは受信機の感度測定などに使われます。
最近の受信機は-20dB?くらいの感度を持ったものがザラにあります。
こういう機器の測定をするときは微弱な信号が出せるSGでないと使えません。
どれほど信号レベルが安定に絞り込めるか・・・これもSGの性能のひとつです。
ちなみに-130dBm=0.07?V(50Ω系の場合）です。

>この電力の値は、シグナル・ジェネレータから出力される純粋な電力値でよろしいでしょうか。

ムムム・・・「純粋な」の意味がよくわかりません。(-_-;)
一般に、出力インピーダンスに等しい負荷をつないだ場合（整合状態）、電力はその1/2がSG内で消費され、残り1/2が負荷に供給されます。
出力0dBmというときは、1mWがSG内で消費され、1mWが負荷で消費される、ということです。
こんな答えでよろしいでしょうか？

>また、この値を電圧に直す場合は、dbmを真数に直して、抵抗値がわかっていれば P = √VR　で
求めることはできるでしょうか。

P=√VRではなくて、P=V^2/Rですね？
これから　V=√PR　となります。
前段でこの計算を行いました。

No.4 回答者： KEN_2 回答日時： 2010/05/29 12:41

ANo.1 です。

話がややこしくなるので、質問の仕様：-130dBmなので無線機用の普及機から高級機の
標準信号発生器（SSG：Standard Signal Generator）=シグナル・ジェネレータとして
説明したのです。
-130dBmは高級機のSSGで、普及機は-123dBm程度が性能限界となっています。
質問者様の過去の質問レベルから判断して、初級レベルは卒業されているとの判断で回答させていただきました。
放送受信機用のSSGもありますが、映像信号用の75Ω終端抵抗の仕様とレベル範囲と周波数範囲が低く、地デジ対応で無線機用の高機能・高性能なSSGに既に切り替わっています。

質問事項から逸脱しますが、以下を前提に考察ください。
dBμ表示は日本や英国では開放端電圧を，米国では終端電圧を表すことが多い。
このため50Ω系の0dBmは，
0dBm ≒ 113dBμEMF（開放端電圧）
　 　 ≒ 107dBμPD （終端電圧）
通常は、0dBm＝107dBμ　として扱います。
レベル範囲　-20 ～ 132dBμ (開放端)　は、
レベル範囲　-123 ～ +19dBm (終端電圧) として換算してください。
0dBm：1mW//50Ωであるから、P=E^2/R　E＝√P＊R
0dBm：1mW、0.224V　からLOGで計算して応用してください。

無線機用SSG は下記のメーカが主流です。
アジレント・テクノロジー(旧ヒューレット・パッカード）
アンリツ
ローデ・シュワルツ
各測定器の取扱い説明書に記載されていますので参照ください。

No.3 回答者： candle2007 回答日時： 2010/05/28 23:33

書き込みを再読して誤りに気がつきました。

[dB?]とあるのはすべて、[dBマイクロ]の誤変換です。

No.1 回答者： KEN_2 回答日時： 2010/05/27 22:59

シグナル・ジェネレータ(SSG）の仕様を拝見すると、高周波の信号発生器（SSG）で、

出力インピーダンス50Ωで規定されています。

>シグナル・ジェネレータの製品仕様の欄に、
>電力：-130～+10dBm
基本的なレベルは、0dBm：1mW//50Ωであるから、P=E^2/R　E＝√P＊R　
+10dBm：10mW 2.24V
　0dBm：1mW、0.224V
-100dBm：　　2.24マイクロV　
-103dBm：　　1マイクロV
-130dBm：　　0.01マイクロV以下　－－－以上を頭に置いてください。

>・-130dbm～とあるのですが、シグナル・ジェネレータから出力される信号は、ごく微弱ということでよろしいでしょうか。
その通りです。0.01マイクロV以下です。
装置筐体からの漏れ電力相当の微弱電力です。
>・この電力の値は、シグナル・ジェネレータから出力される純粋な電力値でよろしいでしょうか。
上の説明の通り、50Ω終端した時のレベルです。
>・また、この値を電圧に直す場合は、dbmを真数に直して、抵抗値がわかっていれば P = √VR　で求めることはできるでしょうか。
上の説明を参照ください。