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简单地说,分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器。当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为增益,这是一个概念的两种称呼。

电学中分贝与放大倍数的转换关系为:

AV (dB) = 20 lg ( Vo / Vi )

AI (dB) = 20 lg ( Io / Ii )

Ap (dB) = 10 lg ( Po / Pi )

可见分贝定义时电压(电流)及功率的增益公式不同,我们都知道功率与电压、电流的关系是P=V^2/R=I^2*R,因此:

10 lg ( Po / Pi ) = 10 lg ( Vo^2 / R ) / ( Vi^2 / R ) = 20 lg ( Vo / Vi )

使用分贝做单位主要有三大好处:

1)用较短的数字表示很小或很大的数,方便记录。

电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万,一架收音机从天线收到的信号至喇叭放音输出,一共要放大两万倍左右。用分贝表示则需对其取对数,比如1000000000W=120dBm,以及0.0000000001W=-70dBm。

2)运算方便

放大器级联时,总的放大倍数是各级相乘,用分贝做单位时,总增益就是相加。例:某功放前级是100倍(20dB),后级是20倍(13dB),那么总功率放大倍数是100x20=2000倍,总增益为20+13=33dB。

3)符合听感,估算方便

人听到声音的响度是与功率的相对增长呈正相关的。例如,当电功率从0.1W增长到1.1W时,听到的声音就响了许多;而从1瓦增强到2瓦时,响度就差不太多;再从10瓦增强到11瓦时,响度的差别就很小。功率差值都是1瓦,而用增益表示分别为10.4dB,3dB和0.4dB,这就能比较一致地反映出人耳听到的响度差别了。您若注意一下就会发现,Hi-Fi功放上的音量旋钮刻度都是标的分贝,使您改变音量时直观些。

分贝数值中,-3dB和0dB两个点是必须了解的:

-3dB也叫半功率点或截止频率点,这时功率是正常时的一半,电压或电流是正常时的1/√2。在电声系统中,±3dB的差别被认为不会影响总特性,所以各种设备指标,如频率范围,输出电平等,不加说明的话都可能有±3dB的出入。0dB表示输出与输入或两个比较信号一样大。分贝是一个相对大小的量,没有绝对的量值。可您在电平表或马路上的噪声计上也能看到多少dB的测出值,这是因为人们给0dB先定了一个基准。

常用的0dB基准有下面几种:

1) dBFS,以满刻度的量值为0dB,常用于各种特性曲线上;
2) dBm,以1毫瓦为0dBm,射频系统中dBm=10log(P/1mW)是个功率单位,主要用于级联电路计算;
3) dBV,以1伏为0dB;
4) dBW,以1瓦为0dB。