原创 分贝知识详解

1、分贝的概念<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

       我们都知道贝尔发明了电话，然而更重要的是，他发现我们人类耳朵对声音强度的反应是成对数形式的，大概意思就是当声音的强度增加到某一程度时，人的听觉会变的较不敏锐，刚好近似对数的单位刻度。这使得对数的单位可以去拿来代表人类听觉变化的比例，这基本的单位为 Bell (贝尔)就是他创造的，为了纪念他的发现因而命名为Bell 简写符号为 Bel。

放大电路有四种模型：(1) 电压放大电路，对应有电压增益Av；(2) 电流放大电路：对应有电流增益Ai；(3) 互阻放大电路：对应有互阻增益Ar；(4) 互导放大电路：对应有互导增益Ag。其中，Av和Ai两种无量纲的增益，在工程上常用10为底的对数增益表示：

电压增益=20*lg|Av| dB

电流增益=20*lg|Ai| dB

注意，贝尔是用来表示电信功率讯号的增益和衰减的单位，1个贝尔的增益是以功率在放大后与放大前的比值。所以，电压增益的分贝表达式是从功率的角度来考虑的，即分贝应该理解为功率的增大情况。例如上面两式，如果单是考虑电压的放大情况，那么应该是：10*lg(Vo/Vi), 而电压放大之后对应的功率变化才是：10*lg[(Vo*Vo)/(Vi*Vi)]=20* lg(Vo/Vi)，此时是设放大电路的输入电阻Ri与输出电阻Ro相等，实际上并非如此，只是利用这一概念而已。而放大电路的功率增益可以直接如此表示：

功率增益=10*lgAp dB (功率没有正负之分，因此不要绝对值)

用对数方式表达放大电路的增益之所以在工程上得到了广泛的应用是因为： (1) 当用对数坐标表达增益随频率变化的曲线时，可大大扩大增益变化的视野； (2) 计算多级放大电路的总增益时，可将乘法化为加法进行运算。

贝尔本身是没有单位的，只是两个功率比值的对数。例如输入是1W，而经过放大器之后的输出功率是2W，Bel=lg(2w/1w)=lg2=0.30103。但后来发觉常常会出现小数点，就又定出分贝，1分贝为1/10贝尔，所以10分贝＝1贝尔，而现在的电学上也就再也见不到贝尔这个单位了。

2个功率的比较如果是增加1倍的话，就是增加了10*lg(2/1) =3.0103dB。简单来说，当增加了3分贝，就等于增加1倍的功率。如果是增加10倍功率，也就是增加了10分贝，10*lg(10/1) =10dB。而如果这个环节是没有作增益或衰减时，等于10*lg(1/1) =0dB。

分贝也有负数的。如果经过一个环节之后，功率是减少了一半，就等于10* lg(1/2) =-3dB，缩小10倍功率等于-10dB。在分贝学上，最重要是要记住以下3个数字：+3 dB＝2* ；+10 dB＝10* ；而0 dB＝1* 。如果0 dB是1W的话，3 dB＝2W，6 dB＝4W,9 dB＝8W，10 dB＝10W,12 dB＝16W，20 dB＝100W，30 dB＝1000W，33 dB＝2000W。

2、dBm

dBm有两种说法：

(1) dBm表示在一个电子电路内，求得一音频信号电平( Audio Signal Level )的量测单位，它在分贝( decibel )的领域内代表所依据的基准是1 milliwatt的分贝，即：

dBm = 10 lg ( P / 0.001 W )

P = 0.001 × 10 ( dBm /10 )

(2) dBm 所标示的m 即是milliwatt，但是在这个电路内其阻抗为600Ω，它参照换算的基准是一个0.775 V（RMS值或有效值）的信号电压。也就是说，这里的0 dBm特指0.775 V 跨接个600Ω的负载所产生的功率1mW。即 1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω。即：

dBm = 20 lg ( E / 0.775 )

3、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：10log(功率值/1w)。dBW与dBm之间的换算关系为：0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。

dBv 和dBu 也是表示在一个电子电路内，求得一音频信号电平( Audio Signal Level )的量测单位。而且它们在分贝(decibel)的领域内，所依据的基准也是0.775 V RMS值，但与上述dBm 的第二种说法不同之处是它会运用在任何阻抗情形下去算出数据来。另外，我们会时常见到dBu但较少见到dBv，这是为了避免将dBv与dBV相混淆，dBv 和dBV 这两者是不同的。dBu 是欧洲惯用的，而dBv 是美国惯用的。

dBv和dBu 小写的v 和u 基本上表示相同的事物，即当一个电压在做测量的时候，没有牵涉到电路阻抗，但起始运算是拿0.775 V 来导入。此时电路阻抗是不清楚的，只是假设电路阻抗是600Ω，因而实际有效功率是不明确的，求出的值亦是不准确。如果要认真讲，使用dBv或dBu来求取数值并不是一个正确的dB 测量法，然而它所得的果还是有用的。

对比以下两式：

dBm = 20 lg (E / 0.775)

dBv = 20 lg (E / 0.775)

dBm 式子里的0.775V 是以600奥姆求出的；而dBv 式子里的0.775V 则是假设它们是600欧姆的，式中的E是经量测后所得到的电压值。

5、dBV

dBV也是表示在一个电子电路内，求得一声频讯号电平( Audio Signal Level )的量测单位。它在分贝( decibel )的领域内所依据的基准是1 V RMS值的分贝。它量测时的条件很松。可作用在任何的阻抗值上，dBV 的测量是相似于dBv( 或dBu )测量的方式，但大V 表示参考于1 伏特电压(电压基准)，且不管给予的任何阻抗值，那么这个值就更不是那么的精准了。不过起码能知道任一电路架构的讯号电平差不多在那儿。

6、dBi 和dBd

dBi和dBd是表示天线功率增益的量，两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。

7、dBc

dBc也是一个表示功率相对值的单位。一般来说，dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。 在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。