原创 分贝Decibels介绍:dB和dBm。功率分贝和电流分贝和声音分贝怎么区分?

2024-2-26 11:57 149 0 分类: 测试测量

1什么是分贝Decibels(dB)?

分贝Decibels是一种非常方便的方式来表示系统内的损失或增益,或系统某些组件造成的损失或收益。

在通信系统和设备的规划和设计的几乎每一项活动中,我们都经常面临信号功率的损耗和增益计算。这是我们做任何事情的基础。

当电力损失时,比如在信号沿着传输线传输的过程中,你永远不会损失固定的电力——你总是会损失一定比例的电力。例如,如果电信号在传输线上传输时从1毫瓦衰减到1/2毫瓦,则传输线的衰减为50%如果我们在同一条传输线上发送1/4毫瓦的信号,那么它将衰减到1/8毫瓦。在每种情况下,都会损失固定比例50%的功率,但损失的绝对量截然不同。这同样适用于例如获得功率的放大器。

当你必须计算系统中的总损失和收益时,你必须乘以系统中每个元素的损失和收益比例。这在心算是很难做到的,尤其是在涉及多个阶段的情况下。

分贝是对数。这使我们可以通过将系统的总损耗/增益特性相加,轻松方便地计算它们!这非常方便,一旦你习惯了,就很自然。

分贝起源于“Bell”,最早由Alexander Graham Bell定义。1 Bell是信号功率与某个参考功率电平之比的对数。

deci-bel只是Bell的十分之一,它的发明是因为Bell太大,不便于操作。

通常,dB(deci-bel)是信号功率的损耗或增益。在衰减信号的分量的情况下,1dB是输出功率与输入功率之比的对数(基数10)的10

IL=10logbase=10(输出功率/输入功率)


2电流或电压也用dB,怎么表述?

当光功率比(以dB为单位)与电功率比(也以dB为单元)一起引用时,可能会出现非常误导的情况。这一点很容易说明。如果你取一个特定功率电平的光信号,并将其输入电子探测器,你就会得到一定量的光电流。如果你将光功率增加一倍并将其馈送到同一个探测器,那么你会得到(或者我们希望得到)光电流输出的两倍。因此,光信号电平增加了一倍(增加了大约3dB)。

但现在,如果我们看看电力,我们会发现一些不同的东西。电功率与电流的平方成正比,而不是电流本身。因此

IL(功率)=10logbase=10(输出功率/输入功率)

但对于电流来说——电压同理,却是

IL(电流)=20logbase=10(输出电流/输入电流

因此,如果你通过测量所涉及的光功率的比率来测量(比如)传输链路上的损耗,你将得到如果你测量探测器接收的电流所获得的数字的一半。光比例dB是电流比率dB的一半大。在许多情况下,这可能会令人困惑。例如,电缆上20dB的损耗相当于光缆中10dB的损耗。


3什么dBm

如上所述,dB是信号功率的比率。有时,以dB为单位引用功率电平是很方便的,但如果这样做,它必须与某个固定的功率电平有关。dBm是相对于1毫瓦的信号功率电平。因此

功率水平(dBm=10logbase=10(信号功率/1毫瓦)

这可以适用于光功率或电功率,但您必须在使用上保持一致。在大多数光学使用中,dBm与平均功率电平有关,而不是峰值或瞬时功率电平。

因此,3dBm的信号电平是2毫瓦。0.5毫瓦的信号功率是-3dBm20dBm的信号功率是100毫瓦。1毫瓦等于0dBm


4我们平时说的声音多少分贝,是怎么回事?

这里就要提到一个概念,叫做声压级。声压定义为声波在某一点产生的逾量瞬时压强的均方根值。

公式:

所以,如果我们知道说话声音对应的声压,然后基于以上公式就可以计算出它对应的声压级,也就是平常我们常说的这个声音对应的分贝数了。

所以,声音的分贝,叫dBp更合适(与dBm对应)?

通常情况下,地球上最大的声音分贝值只有194分贝。


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