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dB相对度量参数——入门篇

2022/10/10
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在电子工程领域中,dB是一种很常见的相对度量参数,如某款LDO的电压抑制比是55dB,某款麦克风的最大声压级为125dB,某款天线的效率为-3.4dB......

很多工程师平常使用dB,但对于该计数单位却不甚了解,比如多少dB到底是一个多大的度量,甚至除了dB,为什么还会有dBm、 dBw、dBmv、dBi、dBFs......,这些dB相关的参数之间差异点到底是什么?

追本溯源,dB展开应写为decibel,其中“deci-”为十分之一,而“bel”则是电话发明人贝尔的名字。在上个世纪,通信工程师们发现电话线越长,衰减量越大,比如电线出来的某个距离位置,信号衰减就变成了差不多原来的十万分之一以下,这时候在交流这一个现象的时候就得描述到“信号衰减为原来的1/100000”,这个“1/100000”在书写、计算的过程中数值比较多,碰到百万分之一,千万分之一的时候交流起来就更加不方便了,因此通信工程师采用了数学上的“对数”来对该数值进行“包装”,包装后的数值能更加简洁且还能还原到原来的实际数值。

 

如上的计算是针对功率而言,即:deciBel=10log10[P(out)/P(in)]

因此这里有个问题需要注意,P=UxI=U²÷R=I²xR,则:

针对电压而言: deciBel=10log10[P(out)/P(in)]=10log10[U(out)/U(in)]²= 20log10[U(out)/U(in)];

针对电流而言deciBel=10log10[P(out)/P(in)]=10log10[I(out)/I(in)]²= 20log10[I(out)/I(in)];

到这里我们可以发现,我们可以用dB来描述两个量之间的相对关系,在10log(A/B)或20log(A/B)中,如果B为已知的绝对参考量,那么相对于此绝对参考量的A则可以用dB来表示其绝对性

如B参考量为1V,那么A可以用dBV标识其绝对性;

如B参考量是1W,则A就能以dBW标识其绝对性;

如B参考量是1mW,则A就能以dBm标识其绝对性;

如B参考量是1uV,则A就能以dBuV标识其绝对性

当然,理论上我们也可以用B=2V作为参考量,则A就能以dB2V标识其绝对性,只是按照惯例,我们不用这种参考量作为常规交流而已。

为避免篇幅过长,下一篇我们再继续解析“为什么3dB是半功率点”、“典型dB值”、“关于dBi,dBd,dBc,dBFs”~

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