什么是电平和dB?
常见表盘的下方有一条dB刻度线,叫做“刻度线”,如下图所示。为了搞清dB()的含义,我们先通过几个测量实例来引出“”的概念。
一台高增益放大器的输入为l0μV,而输出电压为iov。那么它的电压增益K-输出电压/输入电压-iooooooo倍。这个数字太大了,无论书写还是叙述都不方便。但是我们如果用数学方法,把增益值取对数(lgk-7),这个数就大大减小了。在多级放大器里,它的总电压增益等于各级电压增益的乘积,这个数就更大了。如果将增益数取对数,那么根据对数运算法则,就能将乘法变为加法,运算起来变方便了。
人们还在实验中发现一个有趣现象:当的输入功率增加时,我们听到的响度并不与输入功率的增大成正比,而是按功率的对数关系增加,这是由人耳朵的生理特性决定的。
由于这些原因,当将某种电参数(功率、电压、等)的相对大小取常用对数表示时,能带来实用上的方便,并引出“电平”的概念。以功率为例:设某放大器的输入功率为Pi,输出功率为Po,则功率增益Kp=Po/Pi。对增益取常甩对数,就得到了表示功率增益的另一种方法:
这里Bp就是功率增益用电平表示的数值,它的单位是“贝尔”。在实际使用中,“贝尔”这个单位嫌太大,所以取它的1/1C作为电平的单位,称为“分贝”,用符号dB表示。因此,功率电平Bp-lOlgPo/Pi(dB)。
我们知道,将两座山比较就能确定谁高谁矮,但这只有相对意义。同样遭理,上面式子里我们是以任意的输入量Pi为基准来表达输出量Po的大小,因此这个电平值Bp是“相对电平”,简称电平。可见电平就是表示功率(也可以是电压、电流)相对大小的物理量。
当我们要描述山的绝对(具体)高度时,常用海拔高度这个概念,也就是用海平面作为高度测量的零点。同样道理,在电学测量中,也要用“绝对电平”来表示电学量的强弱。这时,上面式子中的基准量Pi就不能是任意给定的了,而要按国家或国际统一标准来取值。这个基准量怎么定昵?我国规定“在600Ω上产生ImW的功率,作为基准功率”。这样绝对功率电平就可以写成:
我们在测得中某处Po>lmW时,Bp>0,为正电平;在Po<lmW时,Bp为负电平;显然1mW的基准功率即为零电平。
通常表头上标注的“OdB-lmW600n”字样,正是指此丽言。
万用表虽然不能直接测量功率,但因它有交流电压挡,而功率与电压之间又有确定的关系,因此通过用万用表测电压,能间接得到绝对电平值。当测量点的阻抗等于6000时,
我们知道阻抗为600,01的电路上某处的电压Vo时,就可以将电压值转换为电乎值。万用表上的dB刻度线就是依据这种关系画出的。例如测出的电压值为0.775V时,表头显示为OdB,电压为7.75V时,显示为20dB。
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