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dB分贝大全

dB分贝大全
 
发布时间:2012-02-07    来源:Ascentest

dB或分贝是无线通信与射频微波工程中常用的单位,大家用得最多的是dBm,但还有很多其他的dB单位也许大家还没听说过,下面我们从dB的历史开始为大家介绍一下这个大名鼎鼎的计量单位,并谨以此文向为人类幸福和进步做出伟大贡献的贝尔先生致敬!

 

 

分贝这个单位是以亚历山大•格雷厄姆•贝尔(Alexander Graham Bell,1847年3月3日-1922年8月2日)的名字命名的。

贝尔先生拥有世界上第一台可实用电话机的专利权,他的简要生平如下:

1847年3月3日,贝尔在苏格兰的爱丁堡出生。 
1868年10月,贝尔开始在伦敦大学学习。 
1870年7月21日,贝尔与父母一起前往加拿大。 
1873年,贝尔26岁时被任命为波士顿大学演说术教授。
1876年2月,贝尔在美国波士顿呈交电话专利申请,该申请于3月3日批准。 
1877年7月9日,贝尔电话公司成立。 
1879年,贝尔退出贝尔电话公司,在苏格兰的格里诺克建立了一所聋人学校。 
1880年9月,法国因贝尔在电学上的科学成就授予伏特奖和法国荣誉勋位勋章,他以此奖金在华盛顿建立了伏特实验室。 
1883年,贝尔被选为美国科学院成员,在华盛顿开设他自己的聋人学校。 
1913年,英国皇家学会向他颁发了休斯奖章。
1942年,贝尔逝世于加拿大巴德克,享年95岁。

 

贝尔一生共获得30多项专利,以下这些全球著名企业都可追溯到他在1877年创立的贝尔电话公司:

1、AT&T(美国电话电报公司)
2、Bell Labs(贝尔实验室)
3、Lucent(朗讯科技)
4、Northern Electric(加拿大北方电子有限公司)
5、Northern Telecom(加拿大北方电讯)
6、Nortel Networks(加拿大北电网络)

 

现在来说说以Bell贝尔名字命名的dB分贝这个单位。

 

Bell发现,人耳对音量的敏感度并不是由声功率强度决定的,而是取决于声功率强度的对数。

 

他研究的音量刻度将能听到的最轻声音作为起点刻度0,将使人开始产生痛觉的声音作为刻度10,所有其它的声音以实际测量的功率级比值的对数在刻度上分布,刻度上数字从1增加到2,表示人感觉到的音量加倍,然而实际测量到的声功率级却提高了10倍。 
Bell所建立的就是人耳感觉到的音量的变化并不是取决于功率级的变化,而是由一个与功率级变化对数成正比的单位决定。

 

称Bell音量刻度的单位为Bell,刻度起点0 Bell为能听到的最轻声音,耳朵里实际的功率密度被量化成一个个声级,大约2kHz左右是我们的最敏感处,这时能感觉到最轻的声音,其级别就是刻度的起点0 Bell。而最大的声音就是痛觉的门限,即10 Bell处。 

 

Bell的刻度得到了广泛的接受,去掉最后一个字母L就变为Bel刻度。随着时间的推移,人们发现对于感觉到的音量范围,0 Bel~10 Bel这个刻度范围太大,故而将刻度改为decibel, 以取代Bel来度量音量,这里的前缀“deci”就是“十分之一”的意思。

 decibel的缩写就是dB(分贝)。

 

改用decibel后,这个音量刻度的低端为最轻的声音0 decibel,末端为最痛觉乍起的100 decibel。

> 0分贝,勉强可听见的声音,微风吹动的树叶声,此时的声压值为20微帕斯卡(20 x 10-6 Pa),也称作“听觉阈”;
> 20分贝,低微的呢喃,安静办公室的声音;
> 40分贝,钟摆的声音,一般办公室谈话;
> 80分贝,隔音汽车里的声音,热闹街道上的声音;
> 100分贝,火车的噪音,铁桥下尖锐的警笛声;
> 120分贝,飞机的引擎声,会令耳朵疼痛的声音。

 

随着科学技术的发展,除了声学中的音量外,其它应用(如电学)中也开始采用了decibel刻度。dB分贝一词于1924年首先被应用到电话工程中。
在1926年国际长途电话咨询委员会召开的第一次全体会议上,讨论并通过了使用传输单位的建议,贝尔(B)和奈培(Np)正式在通信领域中普遍使用。
1968年国际电报电话咨询委员会(CCITT)第四次全会一致通过了第B4号建议,规定在国际上只使用dB分贝一种传输单位,并统一书写为dB。所以,DB、Db、db都是错误的分贝书写形式。

 

计算dB时,若指的是功率或能量,则系数为 10;若指的是幅度,则系数为 20。

 

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
      以HI-Fi音响功放为例:

音响功放电功率的变化 功率变化的绝对值 功率变化的dB分贝值 人的听觉感受
从0.1W增长到1.1W 1W 10.4dB 感觉声音响了很多
从1W增强到2W 1W 3dB 感觉响度相差不大
从10W增强到11W 1W 0.4dB 很难听出响度差别

      如果大家注意一下就会发现,Hi-Fi音响功放上的音量旋钮刻度都是以分贝dB标定,这样,改变音量时感受效果就更直观。

 

常用的dB单位包括:

> dBm: 以1mW为0dB 
> dBFS:Full Scale 以满刻度的量值为0dB,常用于各种特性曲线上
> dBc: 用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(如同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对值
> dBFS:以满刻度(Full Scale)的量值为0dB,常用于各种特性曲线上
> dBsm:dB Square Meter, 相对于1平方米的分贝数,是雷达散射截面RCS (Radar Cross Section)的单位,用σ(Sigma)表示,用于度量目标在雷达波照射下所产生的回波强度,常用来表征飞行器的隐身性能,也可用?(平方米)作为单位。
> dB(A):请注意与dBA相区别,dB(A)是“A”加权声级度的单位,在将低频率及高频率的声压级值加在一起之前,声压级值会根据“A"加权公式减低。声压级值加在一起后所得数值的单位就是dB(A)。dB(A)较常用是因为这个标度更能准确地反映人类耳朵对频率的反应。
> dBW:以1W为0dB
> dBV:以1V为0dB
> dBuV:以1uV为0dB
> dBuV(emf):以1uV为0dB,不接负载,即开路电动势,接匹配负载后电压减半,记为dBuV(pd)
> dBuV(pd):以1uV为0dB,接匹配负载
> dBA:以1A为0dB
> dBuA:以1uA为0dB
> dB(Ohms):以1欧姆为0dB
> dBuV/m:场强单位,以1V/m为0dB
> dBmW/m2:能量密度单位,以1W/m2为0dB
> dBuA/m:磁场强度单位,以1A/m为0dB
> dBpT:磁场强度单位,以1皮特(Pico Tesla)为0dB
> dBi和dBd:都表征增益值(功率增益),dBi (isotropic)的参考基准为全方向性天线,dBd (dipole)的参考基准为偶极子,dBi=dBd+2.15

 

有关dB单位的转换计算,大家可以下载研辰科技的免费软件:ATFree RF Tool Box

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