發(fā)布時(shí)間：2023-06-13作者來(lái)源：金航標(biāo)瀏覽：2856
張武軍先生是信息技術(shù)領(lǐng)域有著豐富經(jīng)驗(yàn)和卓越成就的專家。張武軍的職業(yè)生涯涵蓋了從[敏感詞]領(lǐng)域到民用領(lǐng)域，參與或主導(dǎo)了多個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和研發(fā)，近年來(lái)最主要的業(yè)績(jī)是參加了深圳市地鐵通信工程主方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)。作為深圳市金航標(biāo)電子有限公司技術(shù)顧問，張武軍先生在通信電子領(lǐng)域擁有廣泛的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。他參與了深圳地鐵一期工程的無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并擔(dān)任了技術(shù)代表，為CDMA技術(shù)的選型做出了貢獻(xiàn)。他還曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)一艘水面艦艇的內(nèi)部監(jiān)控和電視子系統(tǒng)，得到了中央媒體的報(bào)道，對(duì)我國(guó)[敏感詞]事業(yè)做出貢獻(xiàn)。張武軍先生還在《國(guó)際智能建筑》雜志擔(dān)任了多年的首席技術(shù)顧問，多次獲得深圳市電子學(xué)會(huì)的優(yōu)秀論文獎(jiǎng)。他的貢獻(xiàn)和成就在通信電子和信息技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛認(rèn)可和贊譽(yù)。[敏感詞]來(lái)看看張武軍先生淺析下幾個(gè)指標(biāo)定義及意義。
張武軍先生（右上第一）
一、分貝 dB
dB是英文“decibel”的簡(jiǎn)寫，是十分之一貝爾。“貝爾”是以杰出科學(xué)家Alexander Graham Bell的名字來(lái)命名的單位。貝爾在1876年獲得了電話發(fā)明的專利，并在電話的應(yīng)用和發(fā)展上做出了巨大的突破（全球知名的貝爾實(shí)驗(yàn)室也淵源于此）。因此，使用dB符號(hào)時(shí)，B應(yīng)該大寫（B是人名）。
【同樣：牛頓、高斯、法拉第、亨利、歐姆、伏特、安培、瓦特這些力和電的單位都是人名】
由于“Bel”這個(gè)單位比較大，使用不方便，更常用的是十分之一貝爾，即分貝。我們電學(xué)中的分貝來(lái)源于聲學(xué)。
1、關(guān)于分貝
聲學(xué)中分貝（對(duì)數(shù)關(guān)系）：
|
聲源 |
SPL(dB) |
聲壓(Pa) |
何為對(duì)數(shù)？ 先看Xy=Z ---這里 X為底數(shù)，Y為指數(shù)，Z是冪（求冪） 如8的3次方等于512，寫作：83=512 反過(guò)來(lái)，我們說(shuō)：以8為底，求512的對(duì)數(shù)，結(jié)果為3 Log8(512)=3-----這個(gè)就是對(duì)數(shù)的表達(dá)式（求指數(shù)）
底數(shù)為10時(shí)，log10 (100)=2 寫作lg 100=2 (10省掉），稱為常用對(duì)數(shù)；底數(shù)為e時(shí)，log e 7.3890=2，寫作ln7.3890=2 (e省掉），稱為自然對(duì)數(shù)。 e=2.71828是自然數(shù)，和 π 一樣是無(wú)理數(shù)，存在于自然界。
對(duì)數(shù)會(huì)將乘除關(guān)系 變?yōu)?/span>加減關(guān)系 6(2+3)=(62)×(63)=36×216=7776； 65=7776 （ 指數(shù)1 + 指數(shù)2 >>> 冪1 × 冪2 ） 對(duì)數(shù)表達(dá)：log6 7776=log6(36×216)=log636+log6216=2+3 |
|
|
噴氣式飛機(jī)起飛，50m |
140 |
200 |
||
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痛 閾 |
130 |
63.2 |
||
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不舒服的閾值 |
120 |
20 |
||
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電鋸，1m |
110 |
6.3 |
||
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Disco舞廳揚(yáng)聲器，1m |
100 |
2 |
||
|
柴油機(jī)卡車，10m |
90 |
0.63 |
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繁忙道路人行路，5m |
80 |
0.2 |
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|
吸塵器，1m |
70 |
0.063 |
||
|
對(duì)話，1m |
60 |
0.02 |
||
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普通家庭 |
50 |
0.0063 |
||
|
安靜的圖書館 |
40 |
0.002 |
||
|
晚上安靜的臥室 |
30 |
0.00063 |
||
|
電視演播室背景噪聲 |
20 |
0.0002 |
||
|
遠(yuǎn)處沙沙聲 |
10 |
0.000063 |
||
|
聽閾 |
0 |
0.00002 |
2、分貝dB的定義
dB是表示兩個(gè)具有相同單位的同一種物理量的比較關(guān)系。即兩種電或聲功率之比（或兩種電壓/電流值之比，或兩種聲壓之比）。分貝本是衡量聲音相對(duì)響度的，在最初的電話工程領(lǐng)域，dB用來(lái)衡量兩個(gè)電信號(hào)的功率之比。
具體定義(對(duì)數(shù)表達(dá))：
而用電流/電壓為物理量時(shí):
分貝是“比值”的對(duì)數(shù)表達(dá)，它沒有物理單位，1dB類似于“個(gè)十百千萬(wàn)”，是一個(gè)“倍數(shù)”單位。
上述兩個(gè)定義式看上去不一致。其實(shí)正因?yàn)橐恢?，才?huì)有兩個(gè)定義式，因?yàn)镻=U2/R 或 P=I2R
問題：1、假設(shè)P1是P0的10倍，換算為分貝是多少？（+10dB)
2、假設(shè)P1是P0的100倍，換算為分貝是多少？（+20dB)
3、假設(shè)P1比P0 大 1倍，換算為分貝是多少？ （+3dB)
4、假設(shè)P1比P0 小 1倍，換算為分貝是多少？ （-3dB)
聲音的分貝值是具體的，類似電學(xué)的dBm，定義為噪聲源功率與基準(zhǔn)聲功率之比（對(duì)數(shù)表達(dá)）。
3、用dB加減表達(dá)信號(hào)放大或衰減
我們?cè)谟?jì)算信號(hào)鏈路中增益或者損耗時(shí)，原本的乘除關(guān)系就變成了加減關(guān)系（簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)運(yùn)算）。
模擬電路中，工程師都是用各部件的分貝累計(jì)加減 來(lái)替代 各器件放大或損耗/衰減值的累計(jì)乘除。
電子系統(tǒng)的總放大倍數(shù)常常是幾千、幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)，一部收音機(jī)從天線收到的信號(hào)至射頻放大解調(diào)放大送喇叭，一共要放大2萬(wàn)倍左右。用分貝表示，數(shù)值就小得多。
4、dB的應(yīng)用
A. 描述信號(hào)具體值。我們用1mW作為參考固定值替換上述公式中的P0，那么我們就可以用dBm (這里的m就是相對(duì)于1mW的意思）來(lái)描述P1的具體功率大小。而0dBm的信號(hào)就是1mW。
B. 增益。如上所述，dB是表示兩個(gè)具有相同單位的同一種物理量的比較關(guān)系。經(jīng)過(guò)放大器或衰減器或經(jīng)過(guò)一段傳輸線，信號(hào)會(huì)被放大或者衰減~變強(qiáng)或者變?nèi)酰昂笾当容^ 得到的分貝數(shù)就是增益（放大時(shí)增益為正，衰減時(shí)增益為負(fù)）【注意：談到增益時(shí)，是dB，而不是dBm】
C. 如下圖，F點(diǎn)的功率是E點(diǎn)功率的400倍，我們說(shuō)這個(gè)放大器的增益是26dB，再經(jīng)過(guò)電阻R衰減了一半（增益為-3dB），那么G點(diǎn)相對(duì)E點(diǎn)的增益為23dB。
------乘以400再除以2，寫成分貝計(jì)算式，則是（+26dB-3dB=23dB）
再舉例：如30dBm+20dB=50dBm, 即：50dBm-20dB=30dBm，50dBm-30dBm=20dB
意思是：1瓦×100倍為100瓦；100瓦÷100倍是1瓦；100瓦÷1瓦是100
二、信噪比
信噪比(Signal-to-Noise Ratio)是信號(hào)和噪聲各自有效功率之比(一般用對(duì)數(shù)表示)，單位是dB。
SNR=10 lg(PS/PN) 其中PS和PN分別代表信號(hào)和噪聲的有效功率。
換算成電壓幅值的比較關(guān)系，則SNR=20Lg(VS/VN)，VS和VN分別代表信號(hào)和噪聲電壓的“有效值”。
無(wú)論是輸入還是輸出端，信噪比越高越好！
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