dB概念与工程应用

发布 2021-04-09 23:11:28 阅读 3899

db(decibel,分贝)是一个纯计数单位,本意是表示两个量的比值大小,没有单位。

在工程应用中经常看到貌似不同的定义方式(仅仅是看上去不同)。对于功率,db = 10*lg(a/b)。对于电压或电流,db = 20*lg(a/b)。

此处a,b代表参与比较的功率值或者电流、电压值。

db的意义其实再简单不过了,就是把一个很大(后面跟一长串0的)或者很小(前面有一长串0的)的数比较简短地表示出来。如(此处以功率为例):

x = 100000 = 10^5

x(db) =10*lg(x) db= 10*lg(10^5) db= 50 db

x = 0.000000000000001 = 10^-15

x(db) =10*log(x) db= 10*log(10^-15) db= -150 db

一般来讲,在工程中,db和db之间只有加减,没有乘除。而用得最多的是减法:dbm减dbm实际上是两个功率相除,信号功率和噪声功率相除就是信噪比(snr)。

比如:30dbm - 0dbm = 1000mw/1mw = 1000 = 30db。dbm加dbm实际上是两个功率相乘,没有实际的物理意义。

在电子工程领域,放大器增益使用的就是db(分贝)。放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“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。

电学中分贝与放大倍数的转换关系为:a(v)(db)=20lg(vo/vi);电压增益a(i)(db)=20lg(io/ii);电流增益ap(db)=10lg(po/pi);功率增益。

分贝定义时电压(电流)增益和功率增益的公式不同,但我们都知道功率与电压、电流的关系是p=v^2/r=i^2*r。采用这套公式后,两者的增益数值就一样了:

10lg[po/pi]=10lg[(vo^2/r)/(vi^2/r)]=20lg(vo/vi)。

使用分贝做单位主要有三大好处。

1)数值变小,读写方便。电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万,一架收音机从天线收到的信号至送入喇叭放音输出,一共要放大2万倍左右。用分贝表示先取个对数,数值就小得多。

2)运算方便。放大器级联时,总的放大倍数是各级相乘。用分贝做单位时,总增益就是相加。

若某功放前级是100倍(20db),后级是20倍(13db),那么总功率放大倍数是100×20=2000倍,总增益为20db+13db=33db。(3)符合听感,估算方便。人听到声音的响度是与功率的相对增长呈正相关的。

例如,当电功率从0.1瓦增长到1.1瓦时,听到的声音就响了很多;而从1瓦增强到2瓦时,响度就差不太多;再从10瓦增强到11瓦时,没有人能听出响度的差别来。

如果用功率的绝对值表示都是1瓦,而用增益表示分别为10.4db,3db和0.4db,这就能比较一致地反映出人耳听到的响度差别了。

您若注意一下就会发现,hi-fi功放上的音量旋钮刻度都是标的分贝,使您改变音量时直观些。

分贝数值中,-3db和0db两个点是必须了解的。-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1/2。

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。例如,前面提到的频响10hz~40khz,就是表示在这段频率中,输出幅度不会超过±3db,也就是说在10hz和40khz这二个端点频率上,输出电压幅度只有中间频率段的0.

707(1/)倍了。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。例如声级计的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。一般读出多少db后,就不用再化为电压、声压等物理量值了,专业人士都能明白。

只有在极少数场合才要折合。这时只需代入公式:10a/20(或a/10)×d0计算即可。

a为读出的分贝数值,d0为0db时的基准值,电压、电流或声压用a/20,电功率、声功率或声强则用a/10。现在您就可以来回答本文开头的问题了。第二只音箱在相同输入时比第一只音箱响一倍,如果保持两只音箱一样响的话,第二只音箱只要输入一半功率即可。

第一只功放只是很普通的品种,第二只功放却很hi-fi,整个频率范围内输出电压只有±2.3%的差别!3db带宽是怎么定义的,dbi和dbd有什么区别,具体公式是什么?

它们都是功率增益的单位,不同之处如下。

dbi和dbd是功率增益的单位,两者都是相对值,但参考基准不一样。dbi的参考基准为全方向性天线;dbd的参考基准为偶极子。一般认为dbi和dbd表示同一个增益,用dbi表示的值比用dbd表示的要大2.15dbi。

例如:对于一增益为16 dbd的天线,其增益折算成单位为dbi时,则为18.15dbi一般忽略小数位,为18dbi。db也是功率增益的单位,表示一个相对值。

当计算a的功率相比于b大或小多少个db时,可按公式10lga/b计算。例如:a功率比b功率大一倍,那么10lga/b=10lg2=3db,也就是说,a的功率比b的功率大3db;如果a的功率为46dbm,b的功率为40dbm则可以说,a比b大6db;如果a天线为12dbd,b天线为14dbd,可以说a比b小2db。

dbm是一个表示功率绝对值的单位,计算公式为:10lg功率值/1mw。例如:

如果发射功率为1mw,按dbm单位进行折算后的值应为:10lg 1mw/1mw=0dbm;对于40w的功率,则10lg(40w/1mw)=46dbm。

dbc也是一个表示功率相对值的单位,与db的计算方法完全一样。一般来说,dbc相对于载波carrier功率而言,在许多情况下,用来度量载波功率的相对值,如度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dbc的地方,原则上也可以使用db替代。

DB作业与实验 2019

数据库技术应用 作业和实验。一 说明。数据库技术应用 3.5学分。教材采用 数据库技术基础及应用 第2版 电子工业出版社出版。教辅书是 数据库技术基础及应用实验指导与习题解答 教辅书只有第1版 平时成绩占总评成绩30 考试成绩占总评成绩70 平时成绩包括作业和实验。二 基本概念和基础知识的训练。教材...

工程应用与发展

单选题 共30题,每题2分 1 下列有关人工智能的说法中,不正确的是 a 人工智能是以机器为载体的智能。b 人工智能是以人为载体的智能。c 人工智能是相对于动物的智能 d 人工智能也叫机器智能。我的答案 b 参 b 答案解析 暂无 2 2014年对 安全生产法 的修改中,主体责任的规定更加广泛 严格...

工程应用与发展

单选题 共 30 题,每题 2 分 1 下列有关人工智能的说法中,不正确的是 a 人工智能是以机器为载体的智能。b 人工智能是以人为载体的智能。c 人工智能是相对于动物的智能。d 人工智能也叫机器智能。我的答案 b 参 b 答案解析 暂无。2 2014 年对 安全生产法 的修改中,主体责任的规定更加...