信號衰減為什么用分貝為單位？

ID:184267 · 發表于 2018-3-6 16:01

例如信號源上的信號，輸出的電壓為什么不能按電壓的倍數進行衰減呢？

ID:288348 · 發表于 2018-3-6 18:32

簡單地說，分貝就是放大器增益的單位。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：AV(I)(dB)=20lg[Vo/Vi(Io/Ii)]；Ap(dB)=10lg(Po/Pi)分貝定義時電壓(電流)增益和功率增益的公式不同，但我們都知道功率與電壓、電流的關系是P=V2/R=I2R。采用這套公式后，兩者的增益數值就一樣了：10lg[Po/Pi]=10lg(V2o/R)/(V2i/R)=20lg(Vo/Vi)。使用分貝做單位主要有三大好處。(1)數值變小，讀寫方便。電子系統的總放大倍數常常是幾千、幾萬甚至幾十萬，一架收音機從天線收到的信號至送入喇叭放音輸出，一共要放大2萬倍左右。用分貝表示先取個對數，數值就小得多。附表為放大倍數與增益的對應關系。

(2)運算方便。放大器級聯時，總的放大倍數是各級相乘。用分貝做單位時，總增益就是相加。若某功放前級是100倍(20dB)，后級是20倍(13dB)，那么總功率放大倍數是100×20=2000倍，總增益為20dB＋13dB=33dB。

(3)符合聽感，估算方便。人聽到聲音的響度是與功率的相對增長呈正相關的。例如，當電功率從0.1瓦增長到1.1瓦時，聽到的聲音就響了很多；而從1瓦增強到2瓦時，響度就差不太多；再從10瓦增強到11瓦時，沒有人能聽出響度的差別來。如果用功率的絕對值表示都是1瓦，而用增益表示分別為10.4dB，3dB和0.4dB，這就能比較一致地反映出人耳聽到的響度差別了。您若注意一下就會發現，Hi－Fi功放上的音量旋鈕刻度都是標的分貝，使您改變音量時直觀些。分貝數值中，－3dB和0dB兩個點是必須了解的。－3dB也叫半功率點或截止頻率點。這時功率是正常時的一半，電壓或電流是正常時的1/2。在電聲系統中，±3dB的差別被認為不會影響總特性。所以各種設備指標，如頻率范圍，輸出電平等，不加說明的話都可能有±3dB的出入。例如，前面提到的頻響10Hz～40kHz，就是表示在這段頻率中，輸出幅度不會超過±3dB，也就是說在10Hz和40kHz這二個端點頻率上，輸出電壓幅度只有中間頻率段的0.707(1/)倍了。0dB表示輸出與輸入或兩個比較信號一樣大。分貝是一個相對大小的量，沒有絕對的量值。可您在電平表或馬路上的噪聲計上也能看到多少dB的測出值，這是因為人們給0dB先定了一個基準。例如聲級計的0dB是2×10－4μb(微巴)，這樣馬路上的噪聲是50dB、60dB就有了絕對的輕響概念。常用的0dB基準有下面幾種：dBFS——以滿刻度的量值為0dB，常用于各種特性曲線上；dBm——在600Ω負載上產生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。一般讀出多少dB后，就不用再化為電壓、聲壓等物理量值了，專業人士都能明白。只有在極少數場合才要折合。這時只需代入公式：10A/20(或A/10)×D0計算即可。A為讀出的分貝數值，D0為0dB時的基準值，電壓、電流或聲壓用A/20，電功率、聲功率或聲強則用A/10。現在您就可以來回答本文開頭的問題了。第二只音箱在相同輸入時比第一只音箱響一倍，如果保持兩只音箱一樣響的話，第二只音箱只要輸入一半功率即可。第一只功放只是很普通的品種，第二只功放卻很Hi－Fi，整個頻率范圍內輸出電壓只有±2.3％的差別!

ID:155507 · 發表于 2018-3-6 18:53

單位 dB，即分貝，在電子學等領域中是一個很常用的單位。這個單位的特點在于使用對數，對原始數據進行表示。
　　1貝 = 10分貝 = 10dB = 10倍功率
　　對于一個放大器，
　　功率放大倍數 Ap = 10 lg(Po/Pi)
　　電壓放大倍數 Au = 20 lg(Uo/Ui)
　　電流放大倍數 Ai = 20 lg(Io/Ii)
　　例如：放大器放大倍率為40dB，說明其電壓放大為100倍，電流放大也為100倍，故功率放大為10000倍
　  (1)數值變小，讀寫方變。用分貝表示先取個對數，數值就小得多。
   (2)運算方便。放大器級聯時，總的放大倍數是各級相乘。用分貝做單位時，總增益就是相加。
   (3)符合聽感，估算方便。人耳聽覺與聲音功率分貝數成正比。

ID:288614 · 發表于 2018-3-7 12:01

分貝（dB）是十分之一貝爾（B）：1B = 10dB。1貝爾的兩個功率量的比值是10:1

ID:288716 · 發表于 2018-3-7 15:25

分貝起初是用在聲學上的，它的數值與人耳的聽感相適應。后來用于電子電平，便于記錄和交流。

ID:288722 · 發表于 2018-3-7 15:42

分貝就是衡量信號增益和衰減的單位.也是表示聲源的聲壓級的單位.分貝的由來是上個世紀初,貝爾先生發明了電話,在測量電話信號的過程中,發明了一個度量單位貝爾（bell）：當信號通過一個放大器后,信號增加或減少的對數,就是貝爾.貝爾是兩個功率的對數.比如說,你有一個放大器,信號功率在輸入時是1w,輸出時是2w,貝爾就等于Lg（2w/1w）=0.30103,為了使此測量聲級較方便的表示,就把它轉換成分貝了（即十分之一貝爾）,也就是1貝爾等于10分貝（dB）.

ID:288756 · 發表于 2018-3-7 16:04

所謂分貝,就是衡量信號增益和衰減的單位.也是表示聲源的聲壓級的單位.分貝的由來是上個世紀初,貝爾先生發明了電話,在測量電話信號的過程中,發明了一個度量單位貝爾（bell）：當信號通過一個放大器后,信號增加或減少的對數,就是貝爾.貝爾是兩個功率的對數.比如說,你有一個放大器,信號功率在輸入時是1w,輸出時是2w,貝爾就等于Lg（2w/1w）=0.30103,為了使此測量聲級較方便的表示,就把它轉換成分貝了（即十分之一貝爾）,也就是1貝爾等于10分貝（dB）.

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