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分贝dB与放大倍数的转换关系

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发表于 2016-1-20 23:21:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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增益(dB)简介
1.分贝就是放大器增益的单位 --- dB ,放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位“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。
2.电学中的分贝定义的是信号放大倍数的对数。在对电压(电流)与功率放大倍数的定义是不同的;

dB的两个定义方式
1.电压(电流)放大倍数分贝数定义:K=20lg(Vo/Vi),其中K为放大倍数的分贝数,Vo为放大信号输出,Vi为信号输入;
2.功率放大倍数分贝数定义:K=10lg(Po/Pi),其中K为放大倍数的分贝数,Po为放大信号输出,Pi为信号输入;
4.K>0说明信号被放大,K=0信号直通,K<0说明信号被衰减;
5.以电压(电流)分贝数为例(对应摄像机的图像信号增益):

  (1)增益为0dB时,信号直通,未经放大
  (2)增益为3dB时,实际放大倍数约为1.4
  (3)增益为6dB时,实际放大倍数约为2
  (4)增益为9dB时,实际放大倍数约为2.8
  (5)增益为12dB时,实际放大倍数约为4
  (6)增益为18dB时,实际放大倍数约为8
分贝数值中,-3dB和0dB两个点是必须了解的。

关于-3dB带宽
-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0.707。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。

随着输入频率上升,放大电路的电压放大倍数将下降,当电压幅度降至最大值的0.707倍时的位置,为截止频率。这时功率值恰好是最大功率的一半所以又称为是半功率点。用分贝表示正好下降了3dB(根据电压幅度计算:20log(0.707)=-3dB ,根据功率计算:10log(0.5)=-3dB),对应的频率称为上截止频率,又常称为-3dB带宽。

关于0dB

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。

例如声音计的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。

不管是振幅类还是平方项,变成分贝后它们的量级是一致的,可以直接进行比较、计算。放大器级联时,总的放大倍数是各级相乘。用分贝做单位时,级联放大器的总增益就是相加。
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