在电子设计中,dB 到底是什么?一篇短文给你讲明白

相信很多硬件工程师在进行电源分析或者信号分析的时候,都会用到一个单位就是db。对于刚步入社会的应届毕业生来讲,他们很可能没有听说过这个是什么东西?或者还没有完全的理解db是什么单位,用来做什么,可以表达具体的什么含义。我觉得我有必要在这篇小短文里将这个事情说明白,好,让我们来开始吧。

在我们进行硬件设计或者信号分析的时候,我们使用db来表示两个信号的比例关系。注意哦,是两个信号的幅值或者功率比例关系,来讲单个信号的db通常是没有意义的。

为什么要用db来表示两个信号参数的比例呢?

因为我们经常会在电子设计中遇到一个情况,就是两个信号的比值相差很多很多倍,可能上千万倍,那么如果我们在用单纯的数字来表示,它的比例关系就会显得很麻烦很复杂很庞大,所以我们引入了一个db的概念,它实际呢就是使用对数将很大的数可以用比较小的数字来表示。好,我就将公式写在下面。

值得注意的是,当你描述一个信号的功率(能量)的时候它的db单位, 和你描述信号幅值的db单位是不同的

​描述一个信号的功率的比值的时候,我们经常会使用dbm来表示,而当我们描述一个信号的幅值的比值的时候,我们会用dbv来表示。

来我们举一个例子来说明一下,

1.当信号2和信号1幅值是两倍的关系的时候,那么通过计算我们可以知道它的db是等于6的。

2.当信号2和信号1的功率比值是两倍的时候,那么它的db数是3。

3.当我们描述信号二和信号一的信号的幅值比值是10倍的时候,我们可以称为20dB。

4.如果信号2和信号1的比值是1/10的时候,我们可以称为-20dB。

我想到现在。大家应该明白了,这个db数具体是什么含义来表示什么的。所以大家应该知道它是一个比值,所以当我们使用db数来表示信号的。幅值和功率的时候,我们首先要搞清楚0db对应的是多少。否则你说一个信号是10dB或者3dB它是毫无意义的,你只知道比值,而不知道它具体是多大的。所以我们应该将0db做一个规定。通常如果没有特殊规定的情况下,我们认为0dbV是1Vrms(真实有效值)。0dbm对应的是1mW , 这个一毫瓦和你所使用的信号的阻抗是可以计算出来信号的 vrm s的,一般来讲射频用的是50欧的阻抗,音频使用的是600欧的阻抗对应的,Vrms就是0.22伏和0.78伏。

我将信号的功率与幅值的db和比例的换算关系 列了一张表,贴在下面,大家在遇到db这个单位,如果不知道代表多少的比例的话,可以过来查一下这个表,就不用计算了。

​说了这么多我想大家应该明白了在电子设计中的dbV和dbm的区别和各自代表的含义。

值得一提的是,db这个单位不光在电子设计中有所表现,它在其他的领域同样是一个描述比值的单位,比如在音频信号中有db噪声这一单位就是dBrnc等等,在不同的应用领域中,它代表的比值是不一样的,0gb代表的含义也是不一样的,所以在大家使用db这个单位之前必须要搞明白,我所使用的db是什么参数的比值,而0db又对应的是多少这两点是非常重要的

练习: 如果你认为你搞明白了信号的 db的这一概念,你可以做一下下面的练习,来检验一下。

1.计算电压和功率的比值是多少,分别对于一对信号的3dB 6dB  20dB 40dB 

答案:

电压的比例分别对应 1.412 ,2 ,10 ,100.

功率的比例分别对应 2,4,100, 10000,

2.如果你有时间的话,你可以将我本篇文章中的上dB与比例对应关系的表更加完善一点(我只写到了10dB),比如你完善到100 dB (by step of 3dB )

答案:

我在等你发给我,哈哈。

在本篇的。短文中我想我比较明白的说明了db是什么以及db如何来计算,又有什么实际含义。

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