分貝dB與放大倍數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系
增益(dB)簡介
1.分貝就是放大器增益的單位 --- dB ,放大器輸出與輸入的比值為放大倍數(shù),單位“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。當(dāng)改用“分貝”做單位時(shí),放大倍數(shù)就稱之為增益,這是一個(gè)概念的兩種稱呼。
2.電學(xué)中的分貝定義的是信號(hào)放大倍數(shù)的對(duì)數(shù)。在對(duì)電壓(電流)與功率放大倍數(shù)的定義是不同的;
dB的兩個(gè)定義方式
1.電壓(電流)放大倍數(shù)分貝數(shù)定義:K=20lg(Vo/Vi),其中K為放大倍數(shù)的分貝數(shù),Vo為放大信號(hào)輸出,Vi為信號(hào)輸入;
2.功率放大倍數(shù)分貝數(shù)定義:K=10lg(Po/Pi),其中K為放大倍數(shù)的分貝數(shù),Po為放大信號(hào)輸出,Pi為信號(hào)輸入;
4.K>0說明信號(hào)被放大,K=0信號(hào)直通,K<0說明信號(hào)被衰減;
5.以電壓(電流)分貝數(shù)為例(對(duì)應(yīng)攝像機(jī)的圖像信號(hào)增益):
1)增益為0dB時(shí),信號(hào)直通,未經(jīng)放大
2)增益為3dB時(shí),實(shí)際放大倍數(shù)約為1.4
3)增益為6dB時(shí),實(shí)際放大倍數(shù)約為2
4)增益為9dB時(shí),實(shí)際放大倍數(shù)約為2.8
5)增益為12dB時(shí),實(shí)際放大倍數(shù)約為4
6)增益為18dB時(shí),實(shí)際放大倍數(shù)約為8
分貝數(shù)值中,-3dB和0dB兩個(gè)點(diǎn)是必須了解的。
關(guān)于-3dB帶寬
-3dB也叫半功率點(diǎn)或截止頻率點(diǎn)。這時(shí)功率是正常時(shí)的一半,電壓或電流是正常時(shí)的0.707。在電聲系統(tǒng)中,±3dB的差別被認(rèn)為不會(huì)影響總特性。所以各種設(shè)備指標(biāo),如頻率范圍,輸出電平等,不加說明的話都可能有±3dB的出入。
隨著輸入頻率上升,放大電路的電壓放大倍數(shù)將下降,當(dāng)電壓幅度降至最大值的0.707倍時(shí)的位置,為截止頻率。這時(shí)功率值恰好是最大功率的一半所以又稱為是半功率點(diǎn)。用分貝表示正好下降了3dB(根據(jù)電壓幅度計(jì)算:20log(0.707)=-3dB ,根據(jù)功率計(jì)算:10log(0.5)=-3dB),對(duì)應(yīng)的頻率稱為上截止頻率,又常稱為-3dB帶寬。
關(guān)于0dB
0dB表示輸出與輸入或兩個(gè)比較信號(hào)一樣大。分貝是一個(gè)相對(duì)大小的量,沒有絕對(duì)的量值。可您在電平表或馬路上的噪聲計(jì)上也能看到多少dB的測出值,這是因?yàn)槿藗兘o0dB先定了一個(gè)基準(zhǔn)。
例如聲音計(jì)的0dB是2×10-4μb(微巴),這樣馬路上的噪聲是50dB、60dB就有了絕對(duì)的輕響概念。常用的0dB基準(zhǔn)有下面幾種:dBFS——以滿刻度的量值為0dB,常用于各種特性曲線上;dBm——在600Ω負(fù)載上產(chǎn)生1mW功率(或0.775V電壓)為0dB,常用于交流電平測量儀表上;dBV——以1伏為0dB;dBW——以1瓦為0dB。
不管是振幅類還是平方項(xiàng),變成分貝后它們的量級(jí)是一致的,可以直接進(jìn)行比較、計(jì)算。放大器級(jí)聯(lián)時(shí),總的放大倍數(shù)是各級(jí)相乘。用分貝做單位時(shí),級(jí)聯(lián)放大器的總增益就是相加。