文档介绍：分贝及其应用
分贝是个较常使用计量单位, 分贝最初起源于长途电讯计测, 后被广泛应用于电工、 无线电、 力学、 冲击振动、 机械功率和声学等领域。 不少工程技术人员全部熟知它, 但大家全部对它感到生疏和奥秘, 为此, 有必需重温这一术语, 弄请它涵义。
1 分贝定义
分贝是国家选定非国际单位制单位。 它是中国法定计量单位中级差单位。 其定义为: 两个同类功率量或可和功率类比量之比值常见对数乘以10等于1时级差。 这一分贝定义中“可和功率类比量”, 通常是指振幅平方、 场强平方、 电流平方、 电压平方、 声压平方、 位移平方、 加速度平方、 声强和声能密度等。
分贝是表示电气、 机械和声学等信号在传输过程中功率增加(增益)和减小(损耗)计量单位。 把前后所测两个功率比值(P/P0)。 取以10为底常见对数就是此功率差贝尔数(以科学家Alexander Grahan Bell命名)。 用公式表示贝尔数为:
式中, P为类似功率输出量; P0是基准输入功率; Nb是以贝尔为单位数。
贝尔Bel简称“贝”。 它不是中国法定计量单位。
在实际使用中, 发觉贝尔这个单位太大, 故采取十分之一贝尔为单位, 称之为分贝(decibel), 其符号为dB, 是中国法定计量单位中级差单位。 用数学公式表示分贝数为:
其中Nd是以分贝为单位数。
某一分贝数对应一定功率比值, 一样, 某一功率比值也和一定分贝数相对应, 分贝数和功率比值能够相交换算; 能够绘制成份贝换算表格便于查阅, 也能够制成份贝换算尺。 比如, 若传输分别增加1、 10、 20、 30dB时, 、 10、 100、 1000倍, 若传输分别减小-1, -10, -20, -30dB时, 表示被测功率分别减小了20%、 90%、 99%、 %。 分贝和功率相比较只是同一物理量采取不一样计量单位表示而已, 如长度可用m或cm来表示一样。
类似功率量能够是电功率、 机械功率、 声功率和加速度密度谱(又称功率密度谱)等。
2 另一类量分贝表示形式
另一类量就是电压量, 它分贝表示形式可由类功率量分贝表示形式推导出来。 因为功率P和电压V、 电流I和电阻R之间存在以下关系:
假如输入端电阻R0和输出端电阻R相等(R=R0), 或只在输出端电阻上测定电压、 电流, 则:
假如R和R0不相等, 则不能采取式(4)计算分贝数; 此时必需知道R和R0实际值, 才能根据式(3)计算分贝数。
能够看出, 式(3)和式(4)形式相同, 只是相差两倍, 也就是类功率量比值和类电压量比值相等时, 后者分贝数要比前者分贝数大两倍。
类电压量能够是电流、 电荷、 力、 应变、 位移、 速度、 加速度、 声压等。
3 相对值和绝对值
式(4)和式(2)表示两个电压量或两个功率量比值分贝数, 称为相对电压级(电平)或相对功率级(电平)。 相对级(电平)只能说明两个电压或两个功率相对关系, 仍无法知道其绝对值。
为此, 需要要求一个基准值, 使每一个类电压量和类功率量和给定基准值相比较后, 便得到一个对应分贝数, 记以NdBm(在电