博客專欄

EEPW首頁 > 博客 > 何謂dB , dB怎么理解?

何謂dB , dB怎么理解?

發(fā)布人:leiditechsh 時(shí)間:2023-01-18 來源:工程師 發(fā)布文章

image.png

dB 是什么單位 ?愈低愈好嗎?

對(duì)于聲頻 ( 聲學(xué)及電子聲學(xué) ) 方面的單位,它是以分貝(decibel ,dB ) 來做結(jié)果的。斯多里一生專注于科學(xué),1876 發(fā)明電話,我們都知道貝爾發(fā)明了電話,然而重要的是,他發(fā)現(xiàn)我們?nèi)祟惗鋵?duì)聲音強(qiáng)度的反應(yīng)是成對(duì)數(shù)形式,當(dāng)聲音的強(qiáng)度增加到某一程度時(shí),人的聽覺會(huì)變的較不敏銳,剛好近似對(duì)數(shù)的單位刻度。這使得對(duì)數(shù)的單位可以去拿來代表人類聽覺變化的比例,當(dāng)然,這基本的單位為 Bell ( 貝爾 )為了紀(jì)念他的發(fā)現(xiàn)因而命名為Bell 簡寫符號(hào)為 Bel 。

 

用在小訊號(hào)方面時(shí)就須再細(xì)分以十分之一為一個(gè)單位,如同你在使用電表時(shí)欲量取小電壓,會(huì)自動(dòng)往下播切一格類似,此即 decibel ( 分貝 ),從英文字的 decibel 這字是個(gè)復(fù)合字英文的「十分之一」,「小數(shù)」是decimal,其縮簡寫是 deci .這樣的deci + bel 因此即成decibel 。而這又有簡寫符號(hào)為 dB,注意這「dB 」這前面的d 是小寫而后面的 B 是大寫

 

人耳對(duì)聲音感知具有很大的動(dòng)態(tài)范圍
從短期暴露即會(huì)永久損害聽力的聲強(qiáng)到最靜的人耳能聽到的聲強(qiáng),其比值是1萬億(1012)。這么大的比值范圍表示為對(duì)數(shù)度量:1萬億基于10的對(duì)數(shù)為12,用分貝表示是240。人的聽力并不是對(duì)所有頻率都是相同敏感,最敏感的頻率范圍是2到4kHz.

 

在實(shí)際日常生活中,住宅小區(qū)告知牌上面標(biāo)示噪音要低于60分貝,也就是要低于60dB,在這里dB(分貝)的定義為噪聲源功率與基準(zhǔn)聲功率比值的對(duì)數(shù)乘10的數(shù)值,不是一個(gè)單位,而是一個(gè)數(shù)值,用來形容聲音的大小。

 

常見表示形式:dB

0dB是人耳能聽到的最微弱的的聲音,在90dB環(huán)境中聽力會(huì)受到嚴(yán)重影響。

 

信號(hào)強(qiáng)度

在無線通信領(lǐng)域,衡量一個(gè)地點(diǎn)的某一無線****通信信號(hào)強(qiáng)度也可以用dB表示。如測的某賓館402房間的1號(hào)無線****通信信號(hào)強(qiáng)度為-90dBm,這里的定義為該房間的有用信號(hào)強(qiáng)度與所有信號(hào)(包括干擾信號(hào))的比值。常見表示形式:dBm、dBw

 

增益

在天線技術(shù)方面,dB是衡量天線性能的一個(gè)參數(shù),名稱為增益。它是指在輸入功率相等的條件下,實(shí)際天線與理想天線在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。常見表示形式:dBi、dBd

其他領(lǐng)域中的意義

在電子工程領(lǐng)域,放大器增益使用的就是dB。放大器輸出與輸入的比值為放大倍數(shù),單位是“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。電學(xué)中分貝與放大倍數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:

A(V)(dB)=20lg(Vo/Vi);電壓增益

A(I)(dB)=20lg(Io/Ii);電流增益

A(p)(dB)=10lg(Po/Pi);功率增益

 

掌握了以上知識(shí),在電磁兼容領(lǐng)域就可以容易看懂測試結(jié)果了。

image.png

【問】功率增大為10倍,用?dB表示

答案:image.png

這里請(qǐng)大家記住一個(gè)口訣。記住了這個(gè)口訣,你基本就可以橫著走路了。 

+3dB,表示功率增加為2倍;+10dB,表示功率增加為10倍。

-3dB,表示功率減小為1/2;-10dB,表示功率減小為1/10。

可見dB是個(gè)相對(duì)值,它的使命就是把一個(gè)很大或者很小的數(shù),用一個(gè)簡短的形式表達(dá)出來。image.png 

這可以極大的方便我們計(jì)算和描述。尤其是繪制表格的時(shí)候,大家可以自行腦補(bǔ)下,沒換算成dB前,這么多的0,坐標(biāo)軸得拉到外太空了吧……     理解了dB,你只能橫著走,理解了dB家族的其它成員,你就可以躺贏了。

我們還是從最常用的dBm、dBw來說說吧!   dBm、dBw就是把dB公式中的參考功率P0分別換成1 mW、1 W: 

image.png

1 mW、1 W都是確定的值,因此dBm、dBw都可以表示功率的絕對(duì)值。   直接上個(gè)功率換算表供大家參考:

image.png

這里,我們要記?。?/p>

1 W = 30 dBm。

簡化口訣是“30是基準(zhǔn),等于1 W整”。   記住了這條,再結(jié)合前面的“加3乘2,加10乘10;減3除2,減10除10”,你就可以進(jìn)行很多口算了。

趕緊出道題來檢驗(yàn)下。

【問】44 dBm=?W

答案:

image.png

你算對(duì)了嗎?   這里我們需要注意,等式右側(cè)除了30 dBm,其余的拆分項(xiàng)都要用dB表示。也就是說,用一個(gè)dBx減另一個(gè)dBx時(shí),得到的結(jié)果用dB表示。   [例] 如果A的功率為46 dBm,B的功率為40 dBm,可以說A比B大6 dB。 [例] 如果A天線為12 dBd,B天線為14 dBd,可以說A比B小2 dB。

image.png

例如,46 dB表示P1為P0的4萬倍,46 dBm則表示P1的值為40 W。符號(hào)中僅僅差了一個(gè)m,代表的含義可完全不同。     dB家族中常見的還有dBi、dBd、dBc。它們的計(jì)算方法與dB的計(jì)算方法完全一樣,表示的還是功率的相對(duì)值。   不同的是,它們的參考基準(zhǔn)不同,即分母上的參考功率P0所代表的含義不同。image.png

一般認(rèn)為,表示同一個(gè)增益,用dBi表示出來比用dBd表示出來要大2.15。這個(gè)差值是兩種天線的不同方向性導(dǎo)致的,這里咱們就不展開說了。     此外,dB家族不僅可以表示功率的增益和損耗,還可以表示電壓、電流、音頻等,大家要具體場景具體應(yīng)用。   需要注意的是,對(duì)于功率的增益,我們用10lg(Po/Pi),對(duì)于電壓和電流的增益,要用20lg(Vo/Vi)、20lg(Io/Ii)。

image.png

多的這個(gè)2倍是怎么來的呢?   這個(gè)2來源于電功率轉(zhuǎn)換公式的平方上。對(duì)數(shù)里面的n次方,計(jì)算后對(duì)應(yīng)的就是n倍啦。 

image.png

絕對(duì)值:

image.png

關(guān)于雷卯

上海雷卯專注電子產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計(jì),電子產(chǎn)品的接口防護(hù)需用過壓保護(hù)器件,很多工程師意識(shí)到要用保護(hù)器件,但由于選型不當(dāng)或沒按照ESD電路PCB設(shè)計(jì)原則,造成產(chǎn)品靜電測試或EMC測試不通過,產(chǎn)品多次驗(yàn)證測試,浪費(fèi)人力財(cái)力,造成產(chǎn)品延遲上市的事情總有發(fā)生,或過度設(shè)計(jì),造成成本壓力。

雷卯電子專業(yè)為客戶提供電磁兼容EMC的設(shè)計(jì)服務(wù),提供實(shí)驗(yàn)室做摸底免費(fèi)測試,從客戶高效,控本方便完成設(shè)計(jì),希望為更多的客戶能快速通過EMC的項(xiàng)目,提高產(chǎn)品可靠性盡力。

雷卯電子電磁兼容實(shí)驗(yàn)室,提供免費(fèi)測試,提供外圍靜電保護(hù)參考電路。

 


*博客內(nèi)容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布,僅代表博主個(gè)人觀點(diǎn),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系工作人員刪除。



關(guān)鍵詞: 電子器件 靜電保護(hù)

相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉