分貝

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http://www.eepw.com.cn/article/201611/340390.htm

給初學放大器的朋友 “分貝”這個單位究竟是啥?

對於初學的朋友來說,“放大前和放大後的倍數”明顯要比“以形式表示的增益”要好理解一些。


  貝爾的定義

  “貝”或“貝爾”是一個反映兩個物理量之間的比值的單位。比如電壓或功率的比值,你就可以用“貝”來表示。試考慮一個電信號通過一個,其輸出信號的功率被放大,並和輸入信號存在一定的放大關係。的增益就可以用輸出信號的功率值比輸入信號的功率值來表示。而當放大倍數較大或串聯多個求總放大倍數時,這個放大倍數將太大,不便於表示及書寫。因此人們使用這兩個數值的比值的常用對數表示系統的增益值,其單位爲“貝”。

  “貝爾”就是以他的名字命名的,亞歷山大·格拉漢姆·貝爾 他最有名的發明是電話

  而又因爲“貝”這個單位較大,很多情況下數值較小,反映出來的變化較不明顯。人們又引入了“”這個概念,“分”表示十分之一,所以分貝的計算公式如下所示,對於兩種功率值比,它的計算公式爲功率比常用對數的10倍。


  功率值比的計算公式

  而對於電流或電壓值,它的計算公式爲電壓或電流比常用對數的20倍。

  

 

  20倍的來歷,由對數運算的性質得到

  那麼,採用分貝的形式計算增益又有什麼好處呢?

  首先是這個形式產生的本意,比如一個系統有1,000,000,000倍的增益,這個數字不管是書寫還是打印都非常的麻煩。而如果改用分貝的表示方法,其增益即可表示爲+90dB。而1000倍的增益則可表示爲+30dB。比起用“查0”的方式計算,要簡單很多。

  另一個好處是,它簡化了計算的難度。由對數的計算性質可知,計算總增益時,分貝的表示形式可以將乘法轉換成加法運算。如如上一條:+90dB的和+30的串聯,其總增益即爲90+30=+120dB,非常便於理解。dB值還可正可負,當值爲正值時,表示增益是正的,而值爲負值時,表示增益是負的。這也很好理解、易於計算。

  我們需要區分的一點是:還有一種單位叫做“分貝毫瓦(dBm)”,它是一種絕對值,以1mW爲基本量來描述功率的大小。而不像是作爲描述比值關係的分貝(dB)。我們常用的功率單位爲瓦(W)和毫瓦(mW),其換算關係爲:

  

  這種單位在無線電領域比較常用,也是一種用於計算參數的單位。

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