原创分贝浅谈

 2009-1-6 11:30  2673 3 3 分类: 智能手机

首先说说分贝是什么<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

分贝用符号ｄB表示，是一个对数单位，原先发明他是为了表示功率的比值。

这个单位是以亚历山大·格雷厄姆·贝尔的名字命名的，起源于对电话线衰减的度量，即从电话线一端出现的信号功率与在线的另一端馈入的信号功率的比值。由于1分贝与标准电话线上<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />一公里的衰减恰好几乎相等，在分贝出现前一直使用的是该单位。同时，1分贝所对应的听觉门限还被证明非常接近人类可用耳朵识别的音频功率电平的最低比值，因此dＢ很自然地从电话通信转入无线电通信。

那么可以总结出分贝的主要应用于三个方面。

l 表示两种电或声功率之比的一种单位,它等于功率比的常用对数的10倍——缩写为dB

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

l 表示两种电压或电流值或类似声量(如声压或质点速度)之比的一种单位,等于电压或电流比的常用对数的20倍,如果两种电压或电流是在相同电阻上测得的话

分贝定义时电压(电流)增益和功率增益的公式不同可以从下式来理解：
功率与电压、电流的关系是

P=V^2/R=I^2*R

采用这套公式后，两者的增益数值就一样了

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

l 一种测量声音的相对响度的单位,大约等于人耳通常可觉察响度差别的最小值;人耳对响度差别能察觉的范围,大约包括以最微弱的可闻声为1而开始的标度上的130分贝

这里我主要从雷达设计的角度来阐述第一个概念，即分贝用作功率比的含义。

为什么要使用分贝

l 分贝是对数，当要表达一个大的比例的时候，可将数的大小降低下来。
例如：2比1的功率比是3dB,然而10000000比1也只是70dB。当遇到功率电平覆盖范围很大的时候数字的压缩就非常有必要。例如在雷达中的应用。

l 另一个有点也起源与分贝的对数特性。两个对数表示的数的相乘可以简单的用两个数的对数相加，因此用分贝表示的比例可以使功率的计算简化。例如2500/1和63/1的相乘可以简单的表示为34dB+18dB=52dB。

l 同样，由于使用对数，某数的倒数的对数可以简单的以该数的对数加一个负号得到例如52dB对应157500，而1/157500=0.0000006349对应-52dB。

l 当遇到将比例提升到更高次方或者开方的时候，分贝的优势更明显。
例如<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /> 63^2 ->18dB*2=36dB 63^0.25 ->18dB/4=4.5dB

l 分贝具有数据压缩的作用，这样可以降低在确定小数点位置时发生严重错误的概率

想要想一个老练的雷达工程师一样将分贝操纵于股掌之中，仅仅需要知道两件事

u 如何将功率比变换为分贝以及如何将分贝转换为功率比

u 如何将分贝用于雷达的一些基本特性

分贝作为绝对单位

尽管分贝最初仅用于表示功率比，但也可以用来表示功率的绝对值。

这需要建立一些作为参考的功率绝对单位。将一个给定的功率值与该绝对单位联系起来，功率就可用分贝来表示了。

最常用的单位是1W，与1W有关的分贝单位是dBW。1W功率为0dBW，2W的功率为3dBW，1000W的功率为30dBW。

另一个常用的参考单位是mW，与1mW对应的分贝单位是dBm。

dBm被广泛应用于表示一些诸如雷达回波等小信号的功率。这些小信号在很大范围内变化。从一个小型远目标来的回波可能会弱到 -130dBm，甚至会更低。而从近距离目标来的回波可能会强到0dBm，甚至会更高。因此回波功率的动态范围最少为130dB。考虑到-130dBm是10^-13 mW，用-130dBm来表示绝对功率的方便是显著的。