【摘 要】文章分析了幾個(gè)有關(guān)分貝（dB）概念之間的差異，舉例介紹了概念不同的dB計(jì)算方法，并結(jié)合實(shí)際測(cè)量短波發(fā)射機(jī)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)來說明dB概念在實(shí)際的應(yīng)用，有利于在理論和實(shí)踐中更好的理解不同的dB含義。

【關(guān)鍵詞】dB概念 dB計(jì)算方法 dB的含義

一、前言

分貝（dB）概念在理論學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用中是十分常用的，尤其是對(duì)于相關(guān)工程技術(shù)人員有一個(gè)清晰的分貝（dB）的概念十分重要。dB（Decibel，分貝）是一個(gè)純計(jì)數(shù)單位，本意是表示兩個(gè)量的比值大小，沒有單位。在工程技術(shù)中往往由于定義不同，其表示的方法也不一樣，通常分為dB、dBm、dBmV、dBμV、dBi、dBd、dBc。本文就dB（分貝）概念從理論和實(shí)際應(yīng)用方面進(jìn)行詳細(xì)的辨析。

二、dB概念辨析

（一）dB

dB是一個(gè)表示相對(duì)值的值，當(dāng)考慮功率A相比于功率B大或小多少個(gè)dB時(shí)，按下面的計(jì)算公式：10lg（A/B）；當(dāng)考慮電壓A相比于電壓B大或小多少個(gè)dB時(shí)，按下面計(jì)算公式：20lg（A/B）。舉例說明如下：

例1：功率A比B大一倍，那么10lg（A/B）=10lg2=3dB。也就是說A的功率比B的功率大3dB。

例2：電壓A比B大一倍（A、B必須是加在大小相同的電阻上），那么20lg（A/B）=20lg2=6dB。也就是說A的電壓比B的電壓大6dB。

（二）dBm

dBm是一個(gè)表征功率絕對(duì)值的單位，它是以1mW的功率作為基準(zhǔn)來度量所表示功率大小，即1mW對(duì)應(yīng)0dBm。通常是這樣定義的：以0.775V的電壓加在600Ω電阻上產(chǎn)生的功率對(duì)應(yīng)0dBm。計(jì)算公式是：10lg（P/1mW）。舉例說明如下：

例3：如果功率P為1mW。折算為dBm后就是0dBm。

例4：假設(shè)功率P為40W，那按照dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為： 10lg（40W/1mW）

=10lg40000=10lg4+10lg10000=46dBm

例5：如果A的功率為15 dBm，B的功率為-1 dBm，C的功率為3 dBm，則可以說A比B大16 dB，A比C大12 dB，B比C小4 dB。功率的單位可以是dBm，但是用來表示兩個(gè)功率之間大小的時(shí)候只能是dB，因?yàn)閮蓚€(gè)功率之間的大小是個(gè)相對(duì)值。

（三）dBmV

dBmV是一個(gè)表征電壓絕對(duì)值的單位，它是以1mV的電壓作為基準(zhǔn)來度量所表示電壓的大小，即1mV對(duì)應(yīng)0 dBmV，計(jì)算公式就是：20lg（V/1mV）。舉例說明如下：

例6：如果電壓為1mV。折算為dBmV后就是0dBmV。

例7：假設(shè)電壓A為10V，那按照dBmV單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為： 20lg（10V/1mV）

=20lg10000=80dBmV

（四）dBμV

dBμV也是一個(gè)表征電壓絕對(duì)值的單位，它是以1μV的電壓作為基準(zhǔn)來度量所表示電壓的大小，即1μV對(duì)應(yīng)0 dBμV，計(jì)算公式就是：20lg（V/1μV）。

在工程技術(shù)測(cè)量過程中，通常需要進(jìn)行dBm和dBμV之間的換算，由于dBm是表示功率的單位，而dBμV是表示電壓的單位，所以它們之間的換算與系統(tǒng)的特性阻抗有直接的關(guān)系。

dBm和dBμV之間的換算，可以這樣推導(dǎo)：以特性阻抗為50Ω的系統(tǒng)為例，假設(shè)已知功率大小為P（單位為W瓦特），電壓大小為U（單位為V伏特）。

用功率計(jì)算就是：P（dBm）=10lg（P/1mW）=10lgP+30

用電壓計(jì)算就是V（dBμV）=20lg（U/1μV）=20lgU+120

由于電壓、電阻、功率的關(guān)系是P=U*U /R即U*U=P*R。

則V（dBμV）= 20lgU+120=10 lgP+136.99= P（dBm）+106.99

同理在特性阻抗為75Ω的系統(tǒng)中：

V（dBμV）= 20lgU+120=10 lgP+138.75= P（dBm）+108.75

（五）dBi和dBd

dBi和dBd是表征功率增益的值，兩者都是相對(duì)值，但參考的基準(zhǔn)不一樣。dBi的參考基準(zhǔn)為全方向性天線，dBd的參考基準(zhǔn)為偶極子，所以兩者稍有不同。一般情況下，表示同一個(gè)增益，用dBi表示出來的值比用dBd表示出來的值大2.15。

例8：對(duì)于一個(gè)增益為15dBd的天線，其增益換算成單位為dBi時(shí)，則為17.15dBi。即0dBd=2.15dBi。

（六）dBc

dBc也是一個(gè)表示功率的單位，與dB的計(jì)算方法是一樣的。一般來講，dBc是相對(duì)于載波功率而言，在許多時(shí)候用來度量與噪波電壓的相對(duì)值，例如用來干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、帶外干擾等）、耦合、雜散等的相對(duì)值量。在實(shí)際應(yīng)用中，往往都使用dB替代dBc。

三、實(shí)際應(yīng)用

（一）中短波發(fā)射機(jī)音頻頻率響應(yīng)的測(cè)量

音頻頻率響應(yīng)（audio frequency response）的定義：發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度，隨輸入發(fā)射機(jī)振幅恒定的正弦音頻信號(hào)的頻率變化而變化的特性，單位為dB，通常用γ來表示。

音頻頻率響應(yīng)的計(jì)算公式為：γ=20lgUf / U1k

Uf：各調(diào)幅音頻頻率線性檢波輸出端的電壓有效值

U1k：輸入1000 Hz單音頻75%調(diào)幅時(shí)，線性檢波輸出端的電壓有效值（見表1）實(shí)際測(cè)量時(shí)，按圖1選擇合適的儀器并進(jìn)行接線，開啟發(fā)射機(jī)并使發(fā)射機(jī)的輸出功率達(dá)到額定值，用音頻1KHz正弦信號(hào)對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行調(diào)制，短波發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度為75%、中波發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度為90%，將此時(shí)音頻分析儀測(cè)出的電平值作為基準(zhǔn)電平0dB。按表1中規(guī)定的音頻信號(hào)頻率測(cè)量，保持輸入音頻信號(hào)的電平（即調(diào)幅度）不變，由音頻分析儀測(cè)出各頻率的頻率響應(yīng)。

圖 1

（二）估算多級(jí)放大器的載噪比

某種放大器有8級(jí)串聯(lián)組成，每級(jí)放大器的載噪比均為62dB，求串聯(lián)后的載噪比。載噪比C/N = 62 - 10lg8 = 53.0 dB，通過此類估算我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中就可以方便的選擇合適的放大器。

（三）估算光纜傳輸線路相關(guān)參數(shù)

光纜從南昌到上海距離500KM，在工作波廠上，其中100 KM的損耗為0.15 dB/KM，200 KM的損耗為0.16 dB/KM， 150 KM的損耗為0.17 dB/KM，50 KM的損耗為0.14 dB/KM，整個(gè)線路的連接損耗為3 dB。1.計(jì)算線路總損耗。2.假設(shè)在此光纜上某信號(hào)輸入功率為10mW，要求系統(tǒng)輸出端的接收功率不小于-20dBm，估算沿途需要加裝多少個(gè)增益為15dB的EDFA。

估算的方法如下：

（1）總損耗L=100×0.15+200×0.16+150×0.17+50×0.14+3=82.5 dB

（2）系統(tǒng)輸入功率用dBm表示為：Pi=10lg10mW/1mW=10dBm

放大器個(gè)數(shù)：（L- Pi – Po）/15=3.5，所以沿途需要加裝4個(gè)增益為15dB的EDFA。

四、結(jié)束語

通過理論和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合對(duì)幾個(gè)常用dB（分貝）概念的全面辨析，對(duì)dB（分貝）的概念有了清晰的認(rèn)識(shí)和充分的理解，當(dāng)然每個(gè)工程技術(shù)人員還可以更深入的分析有關(guān)于dB（分貝）的概念，讓我們能更好的解決在實(shí)際學(xué)習(xí)和工作中遇到的相關(guān)問題。

參考文獻(xiàn)：

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