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Decibeles en electrónica: dB, dBm, dBV y dBc

Comprender las relaciones de potencia y voltaje, las referencias de dBm, dBV y dBu, la impedancia, las conversiones y los errores de medición en electrónica y RF.

Nivel

Intermedio

Tiempo de lectura

15 min

Estándar primario o fuente

IEC 80000-3, IEC 60268-3 y NIST: unidades logarítmicas y niveles de señal

Última verificación

13 de septiembre de 2026

Herramienta asociada

Convertidor de decibeles

Escrito y revisado técnicamente porEquipo de ingeniería de ElectroDesignForge

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Punto clave: dB siempre expresa una proporción. Sufijos como dBm, dBV, dBu, dBc y dBFS indican la referencia que hace que esa relación sea un nivel procesable. Sin una referencia (y una impedancia cuando sea necesaria), un valor de decibelios está incompleto.

Referencia rápida

Los decibeles comprimen proporciones muy grandes en números que son fáciles de sumar. Por lo tanto, se puede manejar una cadena de ganancias y pérdidas de RF con álgebra simple en dB.

dB es una relación logarítmica

Para dos poderes:

L(dB) = 10 × log10(P2 / P1)

Para dos voltajes o dos corrientes, solo cuando ambas impedancias sean iguales:

L(dB) = 20 × log10(V2 / V1) = 20 × log10(I2 / I1)

El factor de 20 se deriva de que la potencia es proporcional al cuadrado del voltaje con una resistencia fija: P = V² / R.

Atajo útil: +3 dB aproximadamente duplica la potencia, pero aumenta el voltaje solo aproximadamente un 41%. +6 dB casi duplica el voltaje y cuadriplica la potencia.

Ganancia, pérdida y suma en cascada

Un amplificador de +12 dB seguido de un cable de −2,5 dB y un filtro de −1 dB da:

total gain = +12 − 2.5 − 1 = +8.5 dB

Con una entrada de −20 dBm, la salida ideal es −11,5 dBm. Esto funciona para ganancias y pérdidas de energía usando una convención consistente, siempre que los dispositivos se mantengan por debajo de la compresión y la saturación.

No confunda una pérdida de inserción de 3 dB con una pérdida del 3%: sólo pasa alrededor del 50% de la potencia.

dBm y dBW: niveles de potencia referenciados

dBm se refiere a 1 milivatio:

P(dBm) = 10 × log10(P(mW))
P(mW) = 10^(P(dBm) / 10)

dBW se refiere a 1 vatio:

P(dBW) = P(dBm) − 30
P(dBm) = P(dBW) + 30

dBm describe la potencia real sin asumir impedancia. La impedancia importa al traducir esa potencia en voltaje o corriente.

dBV y dBu: niveles de tensión referenciados

dBV está referenciado a 1 V RMS:

V(dBV) = 20 × log10(VRMS / 1 V)
VRMS = 10^(V(dBV) / 20) V

dBu está referenciado a 0,775 V RMS, el voltaje que una vez disipó 1 mW en 600 Ω:

V(dBu) = 20 × log10(VRMS / 0.775 V)

La diferencia entre dBu y dBV es de aproximadamente 2,21 dB: 0 dBu = −2.21 dBV. dBu es ahora una referencia de voltaje; no implica que haya presente una carga de 600 Ω.

Conversión de potencia a voltaje: la impedancia es esencial

Para una carga resistiva R y tensión RMS:

P = V² / R
V = √(P × R)

Combinado con referencias dBm y dBV:

dBm = dBV + 10 × log10(1000 / R)
dBV = dBm + 10 × log10(R / 1000)

Ejemplo de RF: +10 dBm en una carga adaptada de 50 Ω es 10 mW y 0,707 V RMS. Con una carga que no coincide, el voltaje medido puede diferir porque se refleja la potencia.

dBc y dBFS: niveles relativos especializados

dBc significa dB relativo a la portadora. Un armónico a −40 dBc es 10.000 veces menos potente que la portadora. Con una portadora de +10 dBm, ese armónico idealmente está en −30 dBm:

−40 dBc + 10 dBm = −30 dBm

dBFS significa dB relativo a la escala completa digital. 0 dBFS es el nivel máximo representable, por lo que los valores de señal útiles son negativos, como −18 dBFS. La conversión a dBu o dBV depende de la alineación analógica especificada por el fabricante del convertidor.

Un método de cálculo fiable

1. Identificar la cantidad: potencia, voltaje, corriente o nivel digital.
2. Indique la referencia: 1 mW, 1 V RMS, 0,775 V RMS, portadora o escala completa.
3. Para la conversión de potencia a voltaje, indique la impedancia y verifique que sea resistiva y coincida.
4. Utilice 10 × log10 para potencia y 20 × log10 para voltaje/corriente con igual impedancia.
5. Mantenga separados RMS, pico y pico a pico. Para una onda sinusoidal, Vpeak = √2 × VRMS.
6. Agregue ganancias y pérdidas en dB solo después de verificar los niveles compatibles.

Utilice el convertidor de decibelios para convertir dB, dBm, dBW, dBV y dBu con la referencia adecuada.

Errores comunes en el laboratorio

• Usando 20 log para energía. La energía requiere 10 log10.
• Conversión de dBm a voltios sin impedancia. No existe un voltaje único para 0 dBm: es 224 mV RMS en 50 Ω y 775 mV RMS en 600 Ω.
• Mezcla de RMS, pico y pico a pico. Confirme la configuración del instrumento y la forma de onda.
• Olvidar la terminación de 50 Ω. Puede parecer que un generador especificado para una carga de 50 Ω entrega el doble de su voltaje establecido cuando está en circuito abierto; verifique su convención de visualización.
• Confundir dB y dBm. +6 dB es una ganancia relativa; +6 dBm es una potencia absoluta de 3,98 mW.
• Agregar fuentes no correlacionadas directamente. Agregue sus potencias linealmente y luego vuelva a convertirlas a dB. Dos fuentes iguales no correlacionadas dan +3 dB, no +6 dB.

Presupuesto de potencia de RF trabajado

Una fuente proporciona +5 dBm. La señal pasa por un cable con una pérdida de 1,2 dB, un filtro de 0,8 dB y luego un amplificador de 15 dB.

Amplifier input = +5 − 1.2 − 0.8 = +3 dBm
Ideal output = +3 + 15 = +18 dBm

+18 dBm es de aproximadamente 63,1 mW. En un sistema combinado de 50 Ω, eso equivale aproximadamente a 1,78 V RMS. Luego verifique la clasificación máxima del amplificador, el manejo de la potencia del filtro y cualquier reflexión: un cálculo del presupuesto del enlace no reemplaza esas comprobaciones.

Bibliografía

• NIST — Unidades fuera del SI: bel y decibel
• IEC 80000-3 — Cantidades y unidades, Parte 3: Espacio y tiempo
• IEC 60268-3 — Equipos de sistemas de sonido, Parte 3: Amplificadores
• Instrumentos nacionales: comprensión de dB y dBm