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何謂dB,dB怎么理解?

20010125LZW3 ? 來源:上海雷卯電磁兼容 ? 作者: EMC小七 ? 2023-01-06 11:54 ? 次閱讀

何謂dB , dB怎么理解?

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dB 是什么單位 ?愈低愈好嗎?

對于聲頻 ( 聲學及電子聲學 ) 方面的單位,它是以分貝(decibel ,dB ) 來做結果的。斯多里一生專注于科學,1876 發明電話,我們都知道貝爾發明了電話,然而重要的是,他發現我們人類耳朵對聲音強度的反應是成對數形式,當聲音的強度增加到某一程度時,人的聽覺會變的較不敏銳,剛好近似對數的單位刻度。這使得對數的單位可以去拿來代表人類聽覺變化的比例,當然,這基本的單位為 Bell ( 貝爾 )為了紀念他的發現因而命名為Bell 簡寫符號為 Bel 。

用在小訊號方面時就須再細分以十分之一為一個單位,如同你在使用電表時欲量取小電壓,會自動往下播切一格類似,此即 decibel ( 分貝 ),從英文字的 decibel 這字是個復合字英文的「十分之一」,「小數」是decimal,其縮簡寫是 deci .這樣的deci + bel 因此即成decibel 。而這又有簡寫符號為 dB,注意這「dB 」這前面的d 是小寫而后面的 B 是大寫

人耳對聲音感知具有很大的動態范圍

從短期暴露即會永久損害聽力的聲強到最靜的人耳能聽到的聲強,其比值是1萬億(1012)。這么大的比值范圍表示為對數度量:1萬億基于10的對數為12,用分貝表示是240。人的聽力并不是對所有頻率都是相同敏感,最敏感的頻率范圍是2到4kHz.

在實際日常生活中,住宅小區告知牌上面標示噪音要低于60分貝,也就是要低于60dB,在這里dB(分貝)的定義為噪聲源功率與基準聲功率比值的對數乘10的數值,不是一個單位,而是一個數值,用來形容聲音的大小。

常見表示形式:dB

0dB是人耳能聽到的最微弱的的聲音,在90dB環境中聽力會受到嚴重影響。

信號強度

無線通信領域,衡量一個地點的某一無線基站通信信號強度也可以用dB表示。如測的某賓館402房間的1號無線基站通信信號強度為-90dBm,這里的定義為該房間的有用信號強度與所有信號(包括干擾信號)的比值。常見表示形式:dBm、dBw

增益

天線技術方面,dB是衡量天線性能的一個參數,名稱為增益。它是指在輸入功率相等的條件下,實際天線與理想天線在空間同一點處所產生的信號的功率密度之比。常見表示形式:dBi、dBd

其他領域中的意義

在電子工程領域,放大器增益使用的就是dB。放大器輸出與輸入的比值為放大倍數,單位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。當改用“分貝”做單位時,放大倍數就稱之為增益,這是一個概念的兩種稱呼。電學中分貝與放大倍數的轉換關系為:

A(V)(dB)=20lg(Vo/Vi);電壓增益

A(I)(dB)=20lg(Io/Ii);電流增益

A(p)(dB)=10lg(Po/Pi);功率增益

掌握了以上知識,在電磁兼容領域就可以容易看懂測試結果了。

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【問】功率增大為10倍,用?dB表示

答案:

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這里請大家記住一個口訣。記住了這個口訣,你基本就可以橫著走路了。

+3dB,表示功率增加為2倍;+10dB,表示功率增加為10倍。

-3dB,表示功率減小為1/2;-10dB,表示功率減小為1/10。

可見dB是個相對值,它的使命就是把一個很大或者很小的數,用一個簡短的形式表達出來。

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這可以極大的方便我們計算和描述。尤其是繪制表格的時候,大家可以自行腦補下,沒換算成dB前,這么多的0,坐標軸得拉到外太空了吧…… 理解了dB,你只能橫著走,理解了dB家族的其它成員,你就可以躺贏了。

我們還是從最常用的dBm、dBw來說說吧! dBm、dBw就是把dB公式中的參考功率P0分別換成1 mW、1 W:

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1 mW、1 W都是確定的值,因此dBm、dBw都可以表示功率的絕對值。 直接上個功率換算表供大家參考:

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這里,我們要記住:

1 W = 30 dBm。

簡化口訣是“30是基準,等于1 W整”。 記住了這條,再結合前面的“加3乘2,加10乘10;減3除2,減10除10”,你就可以進行很多口算了。

趕緊出道題來檢驗下。

【問】44 dBm=?W

答案:

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你算對了嗎? 這里我們需要注意,等式右側除了30 dBm,其余的拆分項都要用dB表示。也就是說,用一個dBx減另一個dBx時,得到的結果用dB表示。 [例] 如果A的功率為46 dBm,B的功率為40 dBm,可以說A比B大6 dB。 [例] 如果A天線為12 dBd,B天線為14 dBd,可以說A比B小2 dB。

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例如,46 dB表示P1為P0的4萬倍,46 dBm則表示P1的值為40 W。符號中僅僅差了一個m,代表的含義可完全不同。 dB家族中常見的還有dBi、dBd、dBc。它們的計算方法與dB的計算方法完全一樣,表示的還是功率的相對值。 不同的是,它們的參考基準不同,即分母上的參考功率P0所代表的含義不同。

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一般認為,表示同一個增益,用dBi表示出來比用dBd表示出來要大2.15。這個差值是兩種天線的不同方向性導致的,這里咱們就不展開說了。 此外,dB家族不僅可以表示功率的增益和損耗,還可以表示電壓、電流、音頻等,大家要具體場景具體應用。 需要注意的是,對于功率的增益,我們用10lg(Po/Pi),對于電壓和電流的增益,要用20lg(Vo/Vi)、20lg(Io/Ii)。

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多的這個2倍是怎么來的呢? 這個2來源于電功率轉換公式的平方上。對數里面的n次方,計算后對應的就是n倍啦。

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絕對值:

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審核編輯:湯梓紅

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原文標題:何謂dB , dB怎么理解?

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