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db分贝增益什么意思?
文章来源:永阜康科技 更新时间:2020/8/3 15:01:00

dB(Decibel,分贝) 是一个纯计数单位,本意是表示两个量的比值大小,没有单位。在工程应用中经常看到貌似不同的定义方式(仅仅是看上去不同)。对于功率,dB = 10lg(A/B)。对于电压或电流,dB = 20lg(A/B)。此处A,B代表参与比较的功率值或者电流、电压值。

3db的增益放大多少倍?

3db=10lg(A/B)

那么A/B=10的0.3次方 约为2倍

6db的增益放大多少倍

6db=10lg(A/B)

那么A/B=10的0.6次方 约为4倍

10db的增益放大多少倍

10db=10lg(A/B)

那么A/B=10的1次方 10倍

20db的增益放大多少倍

20db=10lg(A/B)

那么A/B=10的2次方 100倍

dB的意义其实再简单不过了,就是把一个很大(后面跟一长串0的)或者很小(前面有一长串0的)的数比较简短地表示出来。

分贝(工程应用)

如(此处以功率为例):

X = 100000 = 10^5

X(dB) = 10lg(X) dB= 10lg(10^5) dB= 50 dB

X = 0.000000000000001 = 10^-15

X(dB) = 10lg(X) dB= 10lg(10^-15) dB= -150 dB

一般来讲,在工程中,dB和dB之间只有加减,没有乘除。而用得最多的是减法:dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除,信号功率和噪声功率相除就是信噪比(SNR)。比如:30dBm - 0dBm = 1000mW/1mW = 1000 = 30dB。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘,没有实际的物理意义。

在电子工程领域,放大器增益使用的就是dB(分贝)。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,100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:

A(V)(dB)=20lg(Vo/Vi);电压增益

A(I)(dB)=20lg(Io/Ii);电流增益

Ap(dB)=10lg(Po/Pi);功率增益

分贝定义时电压(电流)增益和功率增益的公式不同,但我们都知道功率与电压、电流的关系是P=V2/R=I2*R。采用这套公式后,两者的增益数值就一样了:

10lg[Po/Pi]=10lg[(Vo2/R)/(Vi2/R)]=20lg(Vo/Vi)。注意:这只是在Ri=Ro的电路中适用,比如在有线电视系统中各种器材的匹配阻抗都是75Ω。

使用分贝做单位主要有三大好处。

(1)数值变小,读写方便。电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万,一台收音机从天线收到的信号至送入喇叭放音输出,一共要放大2万倍左右。用分贝表示先取个对数,数值就小得多。

(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。若某功放前级是100倍(20dB),后级是20倍(13dB),那么总功率放大倍数是100×20=2000倍,总增益为20dB+13dB=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0.1瓦增长到1.1瓦时,听到的声音就响了很多;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,没有人能听出响度的差别来。如果用功率的绝对值表示都是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。例如,前面提到的频响10Hz~40kHz,就是表示在这段频率中,输出幅度不会超过±3dB,也就是说在10Hz和40kHz这二个端点频率上,输出电压幅度只有中间频率段的0.707(1/根2)倍了。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。例如声级计的0dB是2×10-4μb(微巴),这样马路上的噪声是50dB、60dB就有了绝对的轻响概念。常用的0dB基准有下面几种:dBFS——以满刻度的量值为0dB,常用于各种特性曲线上;dBm——在600Ω负载上产生1mW功率(或0.775V电压)为0dB,常用于交流电平测量仪表上;dBV——以1伏为0dB;dBW——以1瓦为0dB。一般读出多少dB后,就不用再化为电压、声压等物理量值了,专业人士都能明白。只有在极少数场合才要折合。这时只需代入公式: 10(A/20)×D0或10(A/10)×D0计算即可。A为读出的分贝数值,D0为0dB时的基准值,电压、电流或声压用A/20,电功率、声功率或声强则用A/10。现在您就可以来回答本文开头的问题了。第二只音箱在相同输入时比第一只音箱响一倍,如果保持两只音箱一样响的话,第二只音箱只要输入一半功率即可。第一只功放只是很普通的品种,第二只功放却很Hi-Fi,整个频率范围内输出电压只有±2.3%的差别!

简单地说,dB是一个比值,举个例子,音频行业中,功率大一倍即使大3dB。

又比如音箱的灵敏度单位是dB,声压计测出的声音强度也是dB。

这里要提一下dBm,dBw,dBu,dBc的含义和之间的关系,dBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值/1mw),这是一个绝对值,0dBm即使1毫瓦所转换的能量。

dBw与dBm一样,dBw是一个表示功率绝对值的单位(也可以认为是以1W功率为基准的一个比值),计算公式为:10lg(功率值/1w)。dBw与dBm之间的换算关系为:0 dBw = 10lg1 W = 10lg1000 mw = 30 dBm,由此可见,0dBw是一个比0dBm大得多的多的单位,功率上相差1000倍,因此专业音频设备上,最典型的例子就是功放,0dB的刻度是最大值,功放的旋钮其实是一个衰减器;

dBu是以.775v电压作为基准值的一个单位参数,dBv则是1V为基准值,因此,0dBv大概等于2.2dBu;它们换算公式是:x dBv = (x + 2.2)dBu

而dBc在数字音频系统中比较常见,这也是一个考量相对功率的值。比如某处理器内部设置的0dBc实际等同于是-24dBm;

而我们在统计声音响度或者声压级时也会采用分贝dB作为单位去衡量,这是因为dB的步阶可以如实地反映人对声音的感觉。实践证明,声音的分贝数增加或减少一倍,人耳听觉响度也提高或降低一倍。即人耳听觉与声音功率分贝数成正比。

 
 
 
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