給初學(xué)放大器的朋友 “分貝”這個(gè)單位究竟是啥？

　　一旦我們離開(kāi)了熟悉的領(lǐng)域，開(kāi)始使用新的單位制度。我們就很容易把自己弄迷糊——對(duì)于初學(xué)放大器的朋友來(lái)說(shuō)，“放大前和放大后的倍數(shù)”明顯要比“以分貝形式表示的增益”要好理解一些。正如初學(xué)化學(xué)的朋友對(duì)于“摩爾”這個(gè)單位的畏懼一樣，“分貝”和不常用的“貝”也是很多初學(xué)放大器的朋友心中的障礙。其實(shí)它很簡(jiǎn)單，學(xué)懂了它的道理，你就不會(huì)畏懼。

　　貝爾的定義

　　“貝”或“貝爾”是一個(gè)反映兩個(gè)物理量之間的比值的單位。比如電壓或功率的比值，你就可以用“貝”來(lái)表示。試考慮一個(gè)電信號(hào)通過(guò)一個(gè)放大器，其輸出信號(hào)的功率被放大，并和輸入信號(hào)存在一定的放大關(guān)系。放大器的增益就可以用輸出信號(hào)的功率值比輸入信號(hào)的功率值來(lái)表示。而當(dāng)放大倍數(shù)較大或串聯(lián)多個(gè)放大器求總放大倍數(shù)時(shí)，這個(gè)放大倍數(shù)將太大，不便于表示及書(shū)寫(xiě)。因此人們使用這兩個(gè)數(shù)值的比值的常用對(duì)數(shù)表示系統(tǒng)的增益值，其單位為“貝”。

　　“貝爾”就是以他的名字命名的，亞歷山大·格拉漢姆·貝爾 他最有名的發(fā)明是電話

　　而又因?yàn)?ldquo;貝”這個(gè)單位較大，很多情況下數(shù)值較小，反映出來(lái)的變化較不明顯。人們又引入了“分貝”這個(gè)概念，“分”表示十分之一，所以分貝的計(jì)算公式如下所示，對(duì)于兩種功率值比，它的計(jì)算公式為功率比常用對(duì)數(shù)的10倍。

　　功率值比的計(jì)算公式

　　而對(duì)于電流或電壓值，它的計(jì)算公式為電壓或電流比常用對(duì)數(shù)的20倍。

　　20倍的來(lái)歷，由對(duì)數(shù)運(yùn)算的性質(zhì)得到

　　那么，采用分貝的形式計(jì)算增益又有什么好處呢?

　　首先是這個(gè)形式產(chǎn)生的本意，比如一個(gè)系統(tǒng)有1，000，000，000倍的增益，這個(gè)數(shù)字不管是書(shū)寫(xiě)還是打印都非常的麻煩。而如果改用分貝的表示方法，其增益即可表示為+90dB。而1000倍的增益則可表示為+30dB。比起用“查0”的方式計(jì)算，要簡(jiǎn)單很多。

　　另一個(gè)好處是，它簡(jiǎn)化了計(jì)算的難度。由對(duì)數(shù)的計(jì)算性質(zhì)可知，計(jì)算總增益時(shí)，分貝的表示形式可以將乘法轉(zhuǎn)換成加法運(yùn)算。如如上一條：+90dB的放大器和+30的放大器串聯(lián)，其總增益即為90+30=+120dB，非常便于理解。dB值還可正可負(fù)，當(dāng)值為正值時(shí)，表示增益是正的，而值為負(fù)值時(shí)，表示增益是負(fù)的。這也很好理解、易于計(jì)算。

　　我們需要區(qū)分的一點(diǎn)是：還有一種單位叫做“分貝毫瓦(dBm)”，它是一種絕對(duì)值，以1mW為基本量來(lái)描述功率的大小。而不像是作為描述比值關(guān)系的分貝(dB)。我們常用的功率單位為瓦(W)和毫瓦(mW)，其換算關(guān)系為：

　　這種單位在無(wú)線電領(lǐng)域比較常用，也是一種用于計(jì)算放大器參數(shù)的單位。