简单地说,分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为增益,这是一个概念的两种称呼。
电学中分贝与放大倍数的转换关系为:
av(db)=20lg(vo/vi)
ai(db)=20lg(io/ii)
ap(db)=10lg(po/pi)
分贝定义时电压(电流)增益和功率增益的公式不同,但我们都知道功率与电压、电流的关系是p=v.v/r=i.i.r,采用这套公式后,两者的增益数值就一样了:
10lg(po/pi)=10lg(vo.vo/r)/(vi.vi/r)=20lg(vo/vi)
使用分贝做单位主要有三大好处:
1)数值变小,读写方便
电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万,一架收音机从天线收到的信号至送入喇叭放音输出,一共要放大2万倍左右。
用分贝表示先取个对数,数值就小得多。
2)运算方便
放大器级联时,总的放大倍数是各级相乘;用分贝做单位时,总增益就是相加。
若某功放前级是100倍(20db),后级是20倍(13db),那么总功率放大倍数是100×20=2000倍,总增益为20db+13db=33db。
3)符合听感,估算方便
人听到声音的响度是与功率的相对增长呈正相关的。
例如,当电功率从0.1瓦增长到1.1瓦时,听到的声音就响了很多;而从1瓦增强到2瓦时,响度就差不太多;再从10瓦增强到11瓦时,没有人能听出响度的差别来。
如果用功率的绝对值表示都是1瓦,而用增益表示分别为10.4db,3db和0.4db,这就能比较一致地反映出人耳听到的响度差别了。
您若注意一下就会发现,hi-fi功放上的音量旋钮刻度都是标的分贝,使您改变音量时直观些。
分贝数值中,-3db和0db两个点是必须了解的。
-3db也叫半功率点或截止频率点,这时功率是正常时的一半,电压或电流是正常时的1/2。在电声系统中,±3db的差别被认为不会影响总特性,所以各种设备指标,如频率范围,输出电平等,不加说明的话都可能有±3db的出入。
0db表示输出与输入或两个比较信号一样大。
分贝是一个相对大小的量,没有绝对的量值。可您在电平表或马路上的噪声计上也能看到多少db的测出值,这是因为人们给0db先定了一个基准。
常用的0db基准有下面几种:
1)dbfs,以满刻度的量值为0db,常用于各种特性曲线上;
2)dbm,在600ω负载上产生1mw功率(或0.775v电压)为0db,常用于交流电平测量仪表上;
3)dbv,以1伏为0db;
4)dbw,以1瓦为0db。
一般读出多少db后,就不用再化为电压、声压等物理量值了,专业人士都能明白。只有在极少数场合才要折合,这时只需代入公式:
10的a/20(或a/10)次方×d0 计算即可。
其中,
a为读出的分贝数值;
d0为0db时的基准值;
电压、电流或声压用a/20;
电功率、声功率或声强则用a/10。