dBm, W y dBµV: unidades que se confunden con facilidad

En un banco de ensayos EMC, una misma pantalla puede mostrar dBm, dBµV y dB(µV/m), mientras que la hoja de datos indica vatios y dBW. Los nombres se parecen, y una sola conversión errónea desplaza un resultado varios dB o incluso decenas de dB. Esta guía explica qué mide cada unidad, cómo convertir entre ellas y dónde se producen más errores, con ejemplos de cálculo.

1. Qué mide cada unidad

2. Fórmulas básicas

• dBm = 10·log₁₀(P / 1 mW), y P(mW) = 10^(dBm/10). 0 dBm es 1 mW y 30 dBm es 1 W.
• dBW = dBm − 30. La misma potencia expresada en dBW es un número 30 unidades menor.
• dBµV = 20·log₁₀(V / 1 µV). La potencia es proporcional al cuadrado de la tensión, por eso el factor es 20 y no 10.
• La tensión y la potencia se relacionan mediante P = V² / R. En 50 Ω, dBm = dBµV − 107. En 75 Ω, dBm = dBµV − 108.75.
• De dónde sale el 107: 1 µV sobre 50 Ω es (10⁻⁶)² / 50 = 2×10⁻¹⁴ W = −137 dBW = −107 dBm.

3. Ejemplo resuelto: del generador de señal al receptor

Un generador de señal entrega 0 dBm a una carga de 50 Ω. La potencia es 1 mW y la tensión es V = √(P·R) = √(0.001 × 50) = 0.2236 V. En dBµV son 20·log₁₀(0.2236 / 10⁻⁶) = 106.99 dBµV, que redondeado es 107 dBµV. Coincide con el atajo dBm + 107.

(Calculadoras: dBm ↔ W, dBm ↔ dBµV)

Ahora en sentido contrario. Un transmisor de 5 W son 5000 mW, así que 10·log₁₀(5000) = 36.99 dBm, o 6.99 dBW. En 50 Ω son 36.99 + 107 = 143.99 dBµV, y la tensión es √(5 × 50) = 15.8 V.

La misma conversión hace falta en las comprobaciones previas con un analizador de espectro. Si el analizador muestra −59 dBm en 50 Ω, el nivel es −59 + 107 = 48 dBµV y la tensión es 10^(48/20) = 251 µV. Los límites de emisión conducida están escritos en dBµV, así que primero se convierte y después se compara.

La conversión de tensión no depende de la impedancia. La impedancia solo importa al convertir a potencia. (Calculadora: dBµV ↔ V)

4. Situaciones en las que se confunden las unidades

• dBm frente a dB: dBm es potencia absoluta y dB es una relación. 20 dBm más 3 dB de ganancia son 23 dBm. Pero dos señales de 20 dBm no suman 40 dBm; si no están relacionadas, la suma es 23 dBm. Como 1 W + 1 W = 2 W, 30 dBm + 30 dBm = 33 dBm. (Calculadora: suma de niveles en dB)
• 10 frente a 20: se usa 10·log para potencia y 20·log para tensión o campo. Duplicar la tensión son +6 dB y duplicar la potencia son +3 dB.
• dBm frente a dBW: se diferencian en 30. Si no se comprueba si la hoja de datos usa dBW o dBm, el resultado se desvía 30 dB.
• Impedancia: el desplazamiento de 107 solo es válido para 50 Ω. Usarlo en un sistema de 75 Ω produce un error de 1.75 dB.
• dBµV frente a dB(µV/m): la primera es una tensión en la entrada del receptor y la segunda es una intensidad de campo en la antena. El factor de antena (AF) y la pérdida del cable las conectan: E (dBµV/m) = V (dBµV) + AF (dB/m) + pérdida del cable (dB). Ejemplo: 30 dBµV + AF 12 dB(1/m) + 2 dB de cable = 44 dB(µV/m). (Calculadora: dBµV/m ↔ V/m)
• Detector: para la misma señal, las lecturas de pico, cuasi-pico y promedio de un receptor EMI son distintas. Al comparar con un límite, use el detector que el límite especifica.

5. Hábitos que detectan errores de conversión

• Memorice un punto de referencia: en 50 Ω, 0 dBm = 107 dBµV. Si un resultado se aleja mucho, sospeche primero de la unidad.
• Convierta de vuelta y compruebe que recupera el valor original.
• Escriba la unidad y la impedancia junto a cada número de una tabla. Un número copiado sin ellas no se puede interpretar después.