分贝及其应用

分贝及其应用

分贝是个较常使用的计量单位，分贝最初来源于长途电讯的计测，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。不少工程技术人员都熟知它，但很多人都对它感到生疏和奥秘，为此，有必要重温这一术语，弄请它的涵义。

1 分贝的定义

分贝是国家选定的非国际单位制单位。它是我国法定计量单位中的级差单位。其定义为：两个同类功率量或可与功率类比的量之比值的常用对数乘以10等于1时的级差。这一分贝定义中的“可与功率类比的量”，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的功率增加(增益)与减小(损耗)的计量单位。把前后所测的两个功率比值(P/P0)。取以10为底的常用对数就是此功率差的贝尔数(以科学家Alexander Grahan Bell命名)。用公式表示贝尔数为：

式中，P为类似功率的输出量；P0是基准输入功率；Nb是以贝尔为单位的数。

贝尔Bel简称“贝”。它不是我国的法定计量单位。

在实际使用中，发现贝尔这个单位太大，故采用十分之一贝尔为单位，称之为分贝(decibel)，其符号为dB，是我国法定计量单位中的级差单位。用数学公式表示分贝数为：

其中Nd是以分贝为单位的数。

某一分贝数对应一定的功率比值，同样，某一功率比值也与一定的分贝数相对应，分贝数与

功率比值可以互相换算；可以绘制成分贝换算表格便于查阅，也可以制成分贝换算尺。例如，若传输分别增加1、10、20、30dB时，表示被测功率比基准功率分别增大1.259、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%、99.9%。分贝与功率相比较只是同一物理量采用不同的计量单位表示而已，如长度可用m或cm来表示一样。

类似功率的量可以是电功率、机械功率、声功率和加速度密度谱(又称功率密度谱)等。

2 另一类量的分贝表示形式

另一类量就是电压量，它的分贝表示形式可由类功率量的分贝表示形式推导出来。因为功率P与电压V、电流I和电阻R之间存在以下关系：

如果输入端电阻R0与输出端电阻R相等(R=R0)，或者只在输出端电阻上测定电压、电流，则：

如果R与R0不相等，则不能采用式(4)计算分贝数；此时必须知道R与R0的实际值，才能按照式(3)计算分贝数。

可以看出，式(3)和式(4)的形式相同，只是相差两倍，也就是类功率量的比值与类电压量的比值相等时，后者的分贝数要比前者的分贝数大两倍。

类电压量可以是电流、电荷、力、应变、位移、速度、加速度、声压等。

3 相对值与绝对值

式(4)与式(2)表示两个电压量或两个功率量比值的分贝数，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的相对关系，仍无法知道其绝对值。

为此，需要规定一个基准值，使每一个类电压量与类功率量与给定的基准值相比较后，便得到一个相应的分贝数，记以NdBm(在电工学上称为分贝毫)，称为绝对级(电平)。类功率量的绝对级(电平)为：

在电功率测量中，P的基准值多是1mW或1W；在随机振动测量时，P的基准值为0.001g/Hz；在声功率测量时，P的基准值为10-12W(老标准规定为10-13W)；在声压测量时，V的基准值是2×10-5Pa(20微巴)；在动态电压测量时，V的基准值是100mV。如果只表明某量的分贝数，而不给出其基准值，一般没有什么实际价值。

现以万用表为例计算其电压电平。多数指针式表头刻度盘上明确标出：0dB=1mW,600Ω(或0dB=6mW，500Ω)和表1所示的数据，现计算如下：

(1)10V档

a. 0dB的电压

同理可算出50V、100V、250V档的满刻度分贝数分别为：36.3dB、42.3dB及50.3dB。

4 分贝的运算法则

4.1 直接相加

只要两个以上的比率是相乘关系，其对应的分贝数就可以直接相加。

即总的分贝数为各个网络分贝数的总和。

例如，有一台晶体管收音机，其各级的放大量和增益如表2所示：

按照对数量计算，总的增益为各级增益的代数和，即：

(28+26+30-24+15+40+25)dB=140dB

4.2 间接加减

这种运算多用于声学计量的音响叠加。若声场中有两个以上的声源，其声压级(或声功率级)并不是各个声源声压级(或声功率级)的代数和。因为声压级(或声功率级)是对数量。在求声压级总和时，必须首先求出各个声压级的反对数，然后相加，其反对数和的对数才是声压级的总和。

设各声源声压级分别为LP1、LP2……LPi……，则：单位为dB。

所以总的声压级Lpt为(单位为dB)：

式中，Lwt为总声功率级，dB；Lwi为第i个声源的声功率级，dB。

有时需要从测量的总声压级Lpt中除去环境噪声或背景噪声的声压级LPB，求出声源的声压级Lps，单位dB，就可以采用分贝减法，即：

例如，有一台机器，当机器停车时，在某点测定其声压级为LPB=85dB，当机器工作时，测定其声压级为Lpt=94dB，求该机器在这点所产生的声压级，应为

4.3 平均

对于某个声源，在某点对其声压级进行多次测量，若计算其平均声压级LP，就可采用分贝量的平均，即按下式计算：

式中，n是测量的次数。

例如，对某声源测量4次的声压级分别为Lp1=96dB，Lp2=100dB,Lp3=90dB，Lp4=94dB，其平均声压级为：

另外，在某些情况需要根据测定的功率级(电平)分贝数Lp或电压级(电平)分贝数Lv与给定的基准值确定实际类功率量或类电压量，可按下式计算：

例如，测定某台机器的声功率级为125dB，则其声功率为：

5 为什么采用分贝

采用分贝作为计量单位具有以下优点。

5.1 分贝适于声学计量，而且与人体的听觉相符

声压级、声强级和声功率级这三个量都具有对数性质。这和人耳朵对声音的响应是一致的。因此以分贝度量音响符合人耳感觉，具有实际意义。

5.2 用途广泛

任何一个计量单位都不及分贝应用广泛。任何计量，不管其单位如何，只要能给出基准值，都可以用分贝表示。

5.3 动态范围宽

所谓动态范围就是某个变量随其自变量变化的区间。与线性变化相比较，对数的变化范围就大得多。例如，电气仪表满刻度值可以是0.001，0.003，0.01，0.03，0.1，0.3，1，3，10，30，100V，其线性量的动态范围为1∶100000；而对数量的动态范围却为0～100dB。在振动冲击测量和机械阻抗绘图时，要求动态范围1∶100000甚至更高，而对数量的动态范围

仅为0～100dB。

实际上不可能有这样大线性范围的指示仪表、记录仪器、坐标纸等。此外，对于线性指针式仪表或绘图仪器，当指针或记录在较大偏离情况(满刻度的1/3～2/3范围内)，精确度较高，信号过大或过小则进入了不精确区域，所以有效的使用范围很窄。采用对数式指示仪器可以消除这种现象。可将大线性范围的信号压缩到便读的对数动态范围。

5.4 使计算的数目字变小

对数运算可以将庞大的线性表示量10n变成数位很小的对数表示量10n或20n，便于记忆、书写和计算。

例如，蚊鸣声与雷声的功率相差1×1012倍，要进行线性量计算极为繁杂；但采用对数计算，两者的功率相差仅为10lg1012dB=120dB。又如蚊鸣声与火箭发动机的声压相差0.5×109倍，而两者的声压级相差仅为20lg(0.5×109)dB=174dB。

5.5简化计算

由于对数运算可使庞大的天文数字变小，而且还将线性量的乘法运算变为分贝量的加法运算，可以使运算过程变得极为简单。

6 奈培

奈培是用自然对数来表示功率比值或电流比值的级差单位，单位符号NP；这是非法定计量单位。奈培是以科学家Napier命名。若将两个功率比值取自然对数，再乘以1/2，就是两个功率相差的奈培数，即相对奈培数：

其中Nn是以(奈培)Np为单位的数。

如标出基准功率值Po=1mW，则可得到绝对奈培数：

其中Nnm是以Np(奈培)为单位的数。

与分贝一样，若使网络的两个电阻相等(R=R0)或者在同一电阻上测试电压，电流，则可得出类电压量的相对奈培数或绝对奈培数，即：

综上所述，分贝是个非常有用的计量单位，我们应当彻底理解它、熟练应用它。

声音与分贝

我们知道，声音是一种振动波。声音通过空气传播、被我们听到，本质上就是空气分子的振动传到了耳朵里，引发鼓膜的振动。所以，声音的大小，其实反映的是这种振动的强度。由于空气振动会引起大气压强的变化，所以确切地说，我们应该用压强变化的程度来描述一个声音的大小，这就是“声压”的概念，它的单位是Pa（帕斯卡）。比如：1米外步枪射击的声音大约是7000Pa；10米外开过的汽车大约是0.2Pa。 用声压来描述声音强度虽然准确，但却有很明显的问题：声压的变化范围非常大，不同声音的声压可能相差成百上千倍。比如上面两个例子：虽然步枪的声音确实比汽车声要大，但要说大出几万倍，这无论如何也与我们的日常感觉有出入。 因此，物理学上使用了“分贝”的概念。对于声音，“分贝”是这样定义的：我们将某一个声压值定义为“标准值”（0分贝），这是一个固定的值；任何一个声音，都和这个标准值相除，取结果的对数（以10为底），再乘以20，这样算出来的就是这个声音的分贝。写成公式就是： 其中：GdB为分贝；V0 为声压标准值；V1 为声压测量值。 对于上面的两个例子，步枪射击的声音换算过来就是171分贝，汽车开过的声音是80分贝，这样不仅方便计算，而且比较符合一般人的听觉感受。 这里涉及到了一个作为“标准值”的声音。当我们计算在气体介质中传播的声音时，采用的标准值是2×10^-5 Pa（20μPa），这是人耳在1000Hz这个频率下能听到的最小的声音，大致相当于3米外的一只蚊子在飞。这就是物理上对“0分贝”的定义。事实上，很多人听不到这样弱的声音。根据世界卫生组织的定义，如果一个人能听到的最小声音在25分贝以下，就属于正常听力。 另外，“分贝”并不仅仅用来描述声音强弱，它还被运用在电子学等其它物理领域，比如用来描述信号的增益衰减、信噪比等等。用来表示声音强弱时，“分贝”被写成dB(SPL)，其中dB 是decibel（分贝）的缩写，SPL是Sound Pressure Level（声压位准）的缩写。除此以外，分贝还有别的形式。 通过上面对“分贝”的描述，我们会发现： 1. “分贝”并不反映声音的绝对响度，它是以某一个声音为基准，描述声音响度的相对关系。科学一点说，它把一个指数增长的物理量转换成了线性增长的物理量，便于计算。 2. “0分贝”并不代表“没有声音”，它只是一般认为人类能听到的最小声音而已。完全有可能有比0分贝还弱的声音（比如4米外的一只蚊子），那就是负分贝了。 3. 上面提到的2×10^-5 Pa，是用于计算“在空气或其它气体中传播的声音”时使用的标准值。当计算通过水下等液体介质传播的声音时，就要采用不同的标准值（1×10^-6 Pa，1μPa）。

分贝计算

2007-黄杰(54584749) 22:46:57 就是因为现在基站不让随便建，所以要把发射功率提高，这样就能扩大覆盖范围2007-黄杰(54584749) 22:47:10 我们明年还要做300W呢 1.分贝的计算： dB=10*log(功率）；记住一个3dB原则：每增加或降低3dB，意味着增加一倍或减少一半的功率。 +3dB：两倍大（乘以2）；+10dB：10倍大（乘以10）； -3dB：减小到1/2（除以以2）；-10dB：减小到1/10（除以以10）； 那这里有一个很简单的计算方法， 例如：增益为4000mw那换算dB是多少呢？ 4000=10*10*10*2*2；那dB=10+10+10+3+3=36dB; 又例如：5000的增益是多少dB呢？ 5000=10*10*10*10/2;那dB=10+10+10+10-3=37dB。 一般无委会或者FCC要求民用发射功率不能超过100mw也就是20dBm.所以WIFI 的AP发射功率不能超过这个数值。 类似的而50mw也就是17dBm了，而200mw就是23dBm. 2.百分比带宽：为带宽与中间频率的比值。 例如：75MHZ到125MHZ的百分比带宽为：[（125-75）/((125+75)/2)]*100%=50%; 当百分比带宽<50%叫窄带，>50%叫宽带； 3.VSWR:电压驻波比（VSWR）是射频技术中最常用的参数，用来衡量部件之间的匹配是否良好定义 VSWR (电压驻波比，有时也称作垂直驻波比)，用来衡量无线信号通过功率源、传输线、最终进入负载(例如，功率放大器输出通过传输线，最终到达天线)的有效传输功率。 对于一个理想系统，传输能量为100%，需要源阻抗、传输线及其它连接器的特征阻抗、负载阻抗之间精确匹配。由于理想的传输过程不存在干扰，信号的交流电压在两端保持相同。

dB换算表

对于无线工程师来说更常用分贝dBm这个单位，dBm单位表示相对于1毫瓦的分贝数，dBm和W之间的关系是：dBm=10*lg(mW)1w的功率，换算成dBm 就是10×lg1000＝30dBm。2w是33dBm，4W是36dBm……大家发现了吗？瓦数增加一倍，dBm就增加3。为什么要用dBm做单位？原因大致有几个：1、对于无线信号的衰减来说，不是线性的，而是成对数关系衰减的。用分贝更能体现这种关系。2、用分贝做单位比用瓦做单位更容易描述，往往在发射机出来的功率几十上百瓦，到了接收端已经是以微微瓦来计算了。3、计算方便，衰减的计算公式用分贝来计算只用做加减法就可以了。 以1mW 为基准的dB算法，即0dBm=1mW，dBm=10*log(Power/1mW)。发射功率dBm－路径损失dB＝接收信号强度dBm最小通信功率dBm－路径损失dB≥接收灵敏度下限dBm 最小通信功率dBm≥路径损失dB＋接收灵敏度下限dBm 射频知识 ?功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为w、mw、dBm。dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。 ?换算公式： 电平（dBm）=10lgw 5W → 10lg5000= 37dBm 10W → 10lg10000 = 40dBm 20W → 10lg20000 = 43dBm ?从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm 1、dB dB是一个表征相对值的值，纯粹的比值，只表示两个量的相对大小关系，没有单位，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10log（甲功率/乙功率），如果采用两者的电压比计算，要用20log （甲电压/乙电压）。 [例] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，则甲的功率比乙的功率小3 dB。 2、dBi 和dBd

分贝与响度和声强

声音三要素响度响度，又称声强或音量，它表示的是声音能量的强弱程度，主要取决于声波振幅的大小。声音的响度一般用声压(达因/平方厘米)或声强(瓦特/平方厘米)来计量，声压的单位为帕(Pa)，它与基准声压比值的对数值称为声压级，单位是分贝(dB)。对于响度的心理感受，一般用单位宋(Sone)来度量，并定义lkHz、40dB的纯音的响度为1宋。响度的相对量称为响度级，它表示的是某响度与基准响度比值的对数值，单位为口方(phon)，即当人耳感到某声音与1kHz单一频率的纯音同样响时，该声音声压级的分贝数即为其响度级。可见，无论在客观和主观上，这两个单位的概念是完全不同的，除1kHz纯音外，声压级的值一般不等于响度级的值，使用中要注意。响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围为0dB—140dB(也有人认为是-5dB— 130dB)。固然，超出人耳的可听频率范围(即频域)的声音，即使响度再大，人耳也听不出来(即响度为零)。但在人耳的可听频域内，若声音弱到或强到一定程度，人耳同样是听不到的。当声音减弱到人耳刚刚可以听见时，此时的声音强度称为“听阈”。一般以1kHz纯音为准进行测量，人耳刚能听到的声压为0dB(通常大于0．3dB即有感受)、声强为10-16W/cm2 时的响度级定为0口方。而当声音增强到使人耳感到疼痛时，这个阈值称为“痛阈”。仍以1kHz纯音为准来进行测量，使人耳感到疼痛时的声压级约达到140dB左右。实验表明，闻阈和痛阈是随声压、频率变化的。闻阈和痛阈随频率变化的等响度曲线(弗莱彻—芒森曲线)之间的区域就是人耳的听觉范围。通常认为，对于1kHz纯音，0dB—20dB为宁静声，30dB--40dB为微弱声，50dB—70dB为正常声，80dB—100dB为响音声，110dB— 130dB为极响声。而对于1kHz以外的可听声，在同一级等响度曲线上有无数个等效的声压—频率值，例如，200Hz的30dB的声音和1kHz的10dB 的声音在人耳听起来具有相同的响度，这就是所谓的“等响”。小于0dB闻阈和大于140dB 痛阈时为不可听声，即使是人耳最敏感频率范围的声音，人耳也觉察不到。人耳对不同频率的声音闻阈和痛阈不一样，灵敏度也不一样。人耳的痛阈受频率的影响不大，而闻阈随频率变化相当剧烈。人耳对3kHz—5kHz声音最敏感，幅度很小的声音信号都能被人耳听到，而在低频区(如小于800Hz)和高频区(如大于5kHz)人耳对声音的灵敏度要低得多。响度级较小时，高、低频声音灵敏度降低较明显，而低频段比高频段灵敏度降低更加剧烈，一般应特别重视加强低频音量。通常200Hz--3kHz语音声压级以60dB—70dB为宜，频率范围较宽的音乐声压以80dB—90dB最佳。音高音高也称音调，表示人耳对声音调子高低的主观感受。客观上音高大小主要取决于声波基频的高低，频率高则音调高，反之则低，单位用赫兹(Hz)表示。主观感觉的音高单位是“美”，通常定义响度为40方的1kHz纯音的音高为1000美。赫兹与“美”同样是表示音高的两个不同概念而又有联系的单位。人耳对响度的感觉有一个从闻阈到痛阈的范围。人耳对频率的感觉同样有一个从最低可听频率20Hz到最高可听频率别20kHz的范围。响度的测量是以1kHz纯音为基准，同样，音高的测量是以40dB声强的纯音为基准。实验证明，音高与频率之间的变化并非线性关系，除了频率之外，音高还与声音的响度及波形有关。音高的变化与两个频率相对变化的对数成正比。不管原来频率多少，只要两个40dB的纯音频率都增加1个倍频程(即1倍)，人耳感受到的音高变化则相同。在音乐声学中，音高的连续变化称为滑音，1个倍频程相当于乐音提高了一个八度音阶。根据人耳对音高的实际感受，人的语音频率范围可放宽到80Hz --12kHz，乐音较宽，效果音则更宽。音色音色又称音品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。声音波形的基频所产生的听得最清楚的音称为基音，各次谐波的微小振动所产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为复音。每个基音都有固有的频率和不同响度的泛音，借此可以区别其它具有相同响度和音调的声音。声音波形各次谐波的比例和随时间的衰减大小决定了各种声源的音色特征，其包络是每个周期波峰间的连线，包络的陡缓影响声音强度的瞬态特性。声音的音色色彩纷呈，变化万千，高保真(Hi— Fi)音响的目标就是要尽可能准确地传输、还原重建原始声场的一切特征，使人们其实地感受到诸如声源定位感、空间包围

dB换算表

■dB換算表

3dB法则总结： 对功率比dB=10log10(P2/P1)而言，每增加或减少3dB，表示P2比P1增 强或减弱2倍。 对电压比dB=20log10(V2/V1)而言，每增加或减少3dB，表示P2比P1增 强或减弱√2倍。 无线电单位换算表-dBmV、mW、dBuV、dBm、mVpp、mVp、mV(RMS)、uV(RMS)转换 型号:MSA338 厂商:迈克尼斯 无线电单位换算表-dBmV、mW、dBuV、dBm、mVpp、mVp、mV(RMS)、uV(RMS)相互转换 System:50W mVpp mVp mV(RMS)uV(RMS)dBmV dBuV mW dBm 2.00E-04 1.00E-047.07E-050.07-8 3.01-23.01 1.00E-13-130.00 5.00E-04 2.50E-04 1.77E-040.18-75.05-15.05 6.25E-13-122.04

1.00E-03 5.00E-04 3.54E-040.35-69.03-9.03 2.50E-12-116.02 1.00E-020.010.00 3.54E+00-49.0310.97 2.50E-10-96.02 1.00E-010.050.04 3.54E+01-29.0330.97 2.50E-08-76.02 1.00E+000.500.35 3.54E+02-9.0350.97 2.50E-06-56.02 10.00 5.00 3.54 3.54E+0310.9770.97 2.50E-04-36.02 20.0010.007.077.07E+0316.9976.99 1.00E-03-30.00 50.0025.0017.68 1.77E+0424.9584.95 6.25E-03-22.04 100.0050.0035.36 3.54E+0430.9790.97 2.50E-02-16.02 200.00100.0070.717.07E+0436.9996.990.10-10.00 300.00150.00106.07 1.06E+0540.51100.510.23-6.48 400.00200.00141.42 1.41E+0543.01103.010.40-3.98 500.00250.00176.78 1.77E+0544.95104.950.63-2.04 1000.00500.00353.55 3.54E+0550.97110.97 2.50 3.98 1100.00550.00388.91 3.89E+0551.80111.80 3.03 4.81 1200.00600.00424.26 4.24E+0552.55112.55 3.60 5.56 1300.00650.00459.62 4.60E+0553.25113.25 4.23 6.26 1400.00700.00494.97 4.95E+0553.89113.89 4.90 6.90 1500.00750.00530.33 5.30E+0554.49114.49 5.637.50 2000.001000.00707.117.07E+0556.99116.9910.0010.00 2500.001250.00883.888.84E+0558.93118.9315.6311.94 3000.001500.001060.66 1.06E+0660.51120.5122.5013.52 3500.001750.001237.44 1.24E+0661.85121.8530.6314.86 4000.002000.001414.21 1.41E+0663.01123.0140.0016.02 5000.002500.001767.77 1.77E+0664.95124.9562.5017.96 6000.003000.002121.32 2.12E+0666.53126.5390.0019.54 7000.003500.002474.87 2.47E+0667.87127.87122.5020.88 8000.004000.002828.43 2.83E+0669.03129.03160.0022.04 9000.004500.003181.98 3.18E+0670.05130.05202.5023.06 10000.005000.003535.53 3.54E+0670.97130.97250.0023.98 11000.005500.003889.09 3.89E+0671.80131.80302.5024.81 12000.006000.004242.64 4.24E+0672.55132.55360.0025.56 13000.006500.004596.19 4.60E+0673.25133.25422.5026.26 14000.007000.004949.75 4.95E+0673.89133.89490.0026.90 15000.007500.005303.30 5.30E+0674.49134.49562.5027.50 16000.008000.005656.85 5.66E+0675.05135.05640.0028.06 17000.008500.006010.41 6.01E+0675.58135.58722.5028.59 18000.009000.006363.96 6.36E+0676.07136.07810.0029.08 19000.009500.006717.51 6.72E+0676.54136.54902.5029.55 20000.0010000.007071.077.07E+0676.99136.991000.0030.00

关于分贝的知识

关于分贝的知识 分贝表示一种单位，即两种电或声功率之比或两种电压或电流值或类似声量之比；分贝还是一种测量声音相对响度的单位。 分贝（decibel）dB 分贝是以美国发明家亚历山大·格雷厄姆·贝尔命名的，他因发明电话而闻名于世。因为贝尔的单位太粗略而不能充分用来描述我们对声音的感觉，因此前面加了“分”字代表1/10。1贝尔等于10分贝。声学领域中，分贝的定义是声源功率与基准声功率比值的对数乘以10的数值。用于形容声音的响度。 分贝是通信系统传输单位。 一、两个功率之比用对数表示： log10 ((p1/p2), 若p1=10p2 则log10 ((p1/p2)= log10 ((10p2/p2) = log1010=1 （贝尔） 用分贝表示功率比，若p1=10p2，则 10 log10 (p1/p2)=10 log10 ((10p2/p2)=10 log1010=10 （分贝） 通常表示为：10 lg (p1/p2) (dB) p1>p2 时，dB为正，p1U2 时，dB为正，U1

EMC测量的常用计量单位分贝(dB)及其换算

EMC测量的常用计量单位分贝（dB）及其换算 分贝（dB）是测量的物理量与作为比较的参考物理量之间的比值的对数（以10为底的），用以表示两者的倍率关系。 一、EMC测量采用分贝（dB）作计量单位的意义 1）分贝（dB）具有压缩数据的特点，用其计量可使测量的精确性提高。 2）分贝（dB）具有使物理量之间的换算便捷的特点，使较复杂的乘除及方幂的运算变为简单的加减和对数运算。 3）分贝（dB）作计量单位具有反映人耳对声音干扰实际响应的特点。 二、EMC测量常用参考量及其测量值分贝（dB）数的计算公式 (测量值量纲同参 考量量纲) 三、EMC测量中的各分贝（dB）单位(量)的换算 1.电压测量值（伏，）的分贝（dB）单位换算 1） dB = 20lg 2） dBm = 20lg + 60dBm 3） dBμ = 20lg+ 120dBμ 2.电流测量值（安，A）的分贝（dB）单位换算 1) dBA = 20lg 2） dBmA = 20lg + 60dBmA 3） dBμA = 20lg + 120dBμA

3.电场强度测量值（伏/米，V/m）的分贝（dB）单位换算 1） dB V/m = 20lg 2） dBmV/m =20lg + 60dBmV/m 3） dBμV/m = 20lg + 120dBμV/m 4.磁场强度测量值（安/米, A/m）的分贝（dB）单位换算 1） dB A/m = 20lg 2） dBmA/m = 20lg + 60dBmA/m 3） dBμA/m = 20lg + 120dBμA/m 5.辐射功率测量值（瓦, W）的分贝（dB）单位换算 1） dBW = 10lg 2) dBmW = 10lg+ 30dBmW 3) dBμW= 10lg + 60dBμW 4) dBnW= 10lg + 90dBnW 5) dBpW = 10lg+ 120dBnW 6. dBμV与dBm之间的换算（电压dBμV与功率dBm之换算） dBm = dBμV-107dB 7. dBμA与dBm之间的换算（电流dBμA与功率dBm之换算） dBm= dBμA -73dB 8. dBμV/m与dBμA/m之间的换算（电场强度dBμV/m与磁场强度dBμA/m之换算） dBμA/m = dBμV/m- 51.5dB 9. dBμV/m与dBm/m之间的换算（电场强度dBμV/m与功率密度dBm/m2之换算） dBm/m2= dBμV/m-116dB 10. 功率密度值的换算（功率密度dBW/m2与功率密度dBm/m2之换算）

分贝的基本概念

1、分贝 1.1 分贝的感觉 当物体振动时，在它周围就会产生声波，声波不断向外传播，被人们听到成为声音。人耳的听觉下限是0dB，低于15dB的环境是极为安静的环境，安静得会使人不知所措。乡村的夜晚大多是25-30dB，除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外，其他感觉一片宁静，这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。城市的夜晚会因区域不同而有所不同。较为安静区域的室内一般在30-35dB，住在繁华的闹市区或是交通干线附近的居民，将不得不忍受室内40-50dB（甚至更高）的噪声。人们正常讲话的声音大约是60-70dB，大声呼喊的瞬间可达100dB。在机器轰鸣的厂房中，持续的噪声可达80-110dB，这种高强度的噪声会损害人耳的听觉，并对神经系统产生不良影响，长期还会导致神经衰弱、消化不良、听力下降、心血管等疾病。人耳的噪声听觉上限是120dB，超过120dB的声音会耳痛、难以忍受，140dB的声音会使人失去听觉。高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。 1.2 人耳的感觉 人耳听觉非常敏感，正常人能够察觉1dB的声音变化，3dB的差异将感到明显不同。人耳存在掩蔽效应，当一个声音高于另一个声音10dB时，较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解，由于掩蔽效应，在90-100dB的环境中，即使近距离讲话也会听不清。人耳有感知声音频率的能力，频率高的声音人们会有“高音”的感觉，频率低的声音人们会有“低音”的感觉，人耳正常的听觉频率范围是20-20KHz。人耳耳道类似一个2-3cm的小管，由于频率共振的原因，在2000-3000Hz的范围内声音被增强，这一频率在语言中的辅音中占主导地位，有利于听清语言和交流，但人耳最先老化的频率也在这个范围内。一般认为，500Hz以下为低频，500-2000Hz为中频，2000Hz以上为高频。语言的频率范围主要集中在中频。人耳听觉敏感性由于频率的不同有所不同，频率越低或越高时敏感度变差，也就是说，同样大小的声音，中频听起来要比低频和高频的声音响。 1.3频率特性 声音可以分解为若干（甚至无限多）频率分量的合成。为了测量和描述声音频率特性，人们使用频谱。频率的表示方法常用倍频程和1/3倍频程。倍频程的中心频率是31.5、63、125、250、500、1K、2K、4K、8K、16KHz十个频率，后一个频率均为前一个频率的两倍，因此被称为倍频程，而且后一个频率的频率带宽也是前一个频率的两倍。在有些更为精细的要求下，将频率更细地划分，形成1/3倍频程，也就是把每个倍频程再划分成三个频带，中心频率是20、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1K、1.25K、1.6K、2K、2.5K、3.15K、4K、5K、6.3K、8K、10K、12.5K、16K、20KHz 等三十个频率，后一个频率均为前一个频率的21/3倍。在实际工程中更关心人耳敏感的部分，大多数情况下考虑的频率范围在100Hz到5KHz。噪声治理中一般采用倍频程。如果将声音的频率分量绘制成曲线就形成了频谱。 不同声源发出噪声有不同的频率特性，有些噪声低频能量很大，如气泵、齿轮转动机器等，有些声源中频能量很大，如轴承、冷却塔淋水声，有些噪声高频能量很大，如交直流电机、变压器、阀门等，但大多噪声往往是各种频率都有很大声音，而且没有任何规则。对于各种声学材料来讲，不同频率条件下声学性能是不同的。有的材料具有良好的高频吸声性能，有的材料具有良好的低频吸声性能，有的材料对某些频率具有良好的吸声性能，不一而同。隔声等其他声学性能也是如此。

声音分贝

1.损伤听力 人们长期在噪声环境里生活和工作，将会损伤人的听力。战争时期的炮兵战士患耳聋症的人很多，因为巨大的炮声，能造成人耳膜和听觉神经的严重损伤。在不同噪声强度下，耳聋的发病率也不同。在80分贝以下的噪声环境里，工作40年不致耳聋，在80分贝以上，每增加5分贝，耳聋率增加10%。 2.干扰睡眠 环境中的噪声在30 - 40 分贝之间，人们会感到安静、舒适，利于睡眠和休息。当环境中的噪声超过50分贝时，就会干扰休息和睡眠。睡眠对人是极端重要的，它能使人体的新陈代谢得到调节，使大脑得到休息。使人消除疲劳，恢复体力，保证身体健康。但是，环境噪声将会影响人们睡眠的质量和数量。连续噪声可以减低睡眠的深度，使熟睡变为轻睡，睡眠质量降低，熟睡时间变短。突然的环境噪声可以使人惊醒，破坏睡眠状态。40分贝的连续噪声，可以使10%的人受到影响；70分贝使50%的人受到影响。突然的40分贝噪声，可以使10%的人从睡梦中惊醒；70分贝可以使70%的人惊醒。 3.干扰思维 环境里的噪声，干扰人们的正常交谈和思考。环境噪声超过55分贝，人们将会感到吵闹，统计结果表明，当环境噪声达到55分贝时，会有15%的人感到吵闹；50分贝时有6%的人感到吵闹；在45分贝以下，才能够使一般人感到安静。 4.对人体生理影响 环境噪声还影响人体的神经系统，出现头痛、睡眠障碍等神经衰弱症状，导致血压不稳，心律加快，肠胃功能紊乱，食欲下降，甲状腺机能亢进，代谢失调。 5.对人体心理影响 在噪声环境里，人们常常会感到烦恼、恐慌，容易激动、愤怒，失去理智。在工作中，导致精力不集中，容易发生事故。环境噪声里成长的儿童智力比安静环境里的儿童智力低20%。噪声环境可以导致孕妇胎儿畸形，儿童智力障碍。 6. 引发心血管病 日前，瑞典一项最新研究显示，如果长期暴露在60分贝以上的交通噪音中，容易患高血压，甚至可能因此患其他心血管疾病。 最新一期英国《环境健康》杂志刊登瑞典隆德大学医院的一项研究说，该医院对18岁至80岁的两万多名瑞典人进行了大规模调查，结果显示，对60岁以下的人来说，60分贝以上交通噪音环境与患高血压之间有明显关联。60岁至80岁人群面临的其他许多风险因素相比，噪音的影响已相对下降。

功率、电压、分贝转换

dBm、dBmv、dBuV的转换 在有线电视技术中我们常常遇到几个信号参数的量值，这几个量值是对数单位---分贝（db）。用分贝表示是为了便于表达、叙述和运算（变乘除为加减）。 分贝是表征两个功率电平比值的单位，如 A=10lgP2/P1=20lgU2/U1=20lgI2/I1。分贝制单位在电磁场强计量测试中的用法有如下三种： 1、表示信号传输系统任意两点间的功率（或电压）的相对大小。如一个CATV 放大器，当其输入电平为70dbμV时，其输出电平为100dbμV，也就是说放大器的输出相对于输入来说相差30db，这30db是放大器的增益。 2、在指定参考电平时可用分贝表示电压或电场强的绝对值，此参考电平通称为0db。如定义1μV=0dbμV、1mW=0dbm、1mV=0dbmV。例如，现有一个信号A其电平为3dbμV，换算成电压的表示方式为：3=20lgA/1μV、A=2μV，即这个3db μV的信号电压为2μV。 3、用分贝表示电压或场强的误差大小,如30±3db。 通常db是表征电路损耗、增益的量值；dbmV和dbμV是表征信号的相对电平值，由于1mV=1000μV,所以有0dbmV=60lg10=60dbμV。例如，信号电平是70db μV，用dbmV表示是70-60=10dbmV；dbm和dbw是表征信号的相对功率值，由于1W=1000mW，所以有0dbW=30lg10=30dbm,例如光功率为9dbm ,换算成功率的单位（瓦）有：9=10lgx,x=7.9mW 。 功率与电平的换算（dbm与dbμV的换算）： 在很多情况下，我们手里都只有一台场强计，它的量值单位通常是dbμV，但在一些高频功率放大器中往往只给出输出信号的功率值，为此要将功率值换算成电平值： 1、对于50欧阻抗的信号源来说，当其输出功率为1mW(0dbm)时，其端电压输出应为U=50P-E2×1000000=223606.7978μV,用分贝表示是：

分贝、声功率、声强和声压

分贝、声功率、声强和声压 频率：声源在一秒中内振动的次数，记作f。单位为Hz。 周期：声源振动一次所经历的时间，记作T，单位为s。T=1/f。 波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间距离，记为λ，单位为m。 声速：声波每秒在介质中传播的距离，记作c，单位为m/s。声速与传播声音的介质和温度有关。在空气中，声速（c）和温度（t）的关系可简写为：c = 331.4+0.607t常温下，声速约为345m/s。 频率f、波长λ和声速c三者之间的关系是: c = λf当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递，且这种振动频率在20-20000Hz之间，人耳可以感觉，称为可听声，简称声音，噪声监测的就是这个范围内的声波。频率低于20Hz的叫次声，高于20000Hz的叫超声，它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉，所以不能听到。 人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0 是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少"级"。 （二）声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 声功率级： Lw =10lg(W/W0) 式中：Lw——声功率级（dB）； W——声功率（W）； W0——基准声功率，为10-12 W。 （三）声强（I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为W / m2。 声强级： LI = 10lg(I/I0)式中：LI ——声压级(dB)； I ——声强（W/m2）； I0 ——基准声强，为10-12 W/m2。 （四）声压（P） 声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系是：I= P2 / ρc式中：ρ-空气密度，如以标准大气压与20℃的空气密度和声速代入，得到ρ?c =408 国际单位值,也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗. 声压级： LP = 20lg(P/P0) 式中：LP——声压级（dB）； P ——声压（Pa）；

声音基础概念与分类

声音在人类生活中具有重要意义，人们就是靠声音传递语言、交流思想的。声音来源于物体的振动。例如人的发声是由声带动引起的;扬声器发声则产生于扬声器膜片的振动;锣、鼓是靠锣面、鼓面膜的振动发声的;弦乐器是靠弦的振动发声的;笛、箫等则依靠空气柱的振动发声……正在发出声音的振动物体称为声源，传播声音的必要条件。没有物体的振动有传声介质(如在真空中)，同样也没有声音。声音不仅能在气体中传播，在固体和液体中也能够传播。当声源在空气中振动中，使邻近的空气随之产生振动并以波动的方式向四周传播，传至人耳将引起耳膜振动，最后通过听觉神经产生声音的感觉。 声音 是机械震动激发周围弹性媒质空气、液体、固体发生波动的现象，也称，声波。从物理学的角度看，声波是弹性介质内部的压力波动。介质内的单个分子，不管是气态，液态或固态，都会由于外来激励而失去平衡，周期的由起始位置来回振荡，通过碰撞使相邻微粒运动，这样可以导致介质压缩和膨胀，使声音向外传播。当压力差在每秒20—20000次的范围内变化时，人耳是可闻的。单位时间内一个物质微粒振动的次数称为频率用赫兹HZ表示。 声音的描述： 1、声压：由于声音引起的压强变化就叫声压，一般用P表示，单位是Pa。人们正常讲话时，离开嘴巴0.5米处的声压大概是0.1帕，只有大气压的百万分之一。 2、声压级：人耳主观上的响度感觉并不正比于声压的绝对值，而是更近于和声压的对数成正比，基于此，常用声压的相对大小来表示声压的强弱，称为声压级。 声压级(SPL)=20Lg(P/Pref) 单位：分贝(dB) 其中Pref=2×10(-5)Pa，是1千HZ声音刚好能觉察到的声压值。 3、频率：人耳能听到的频率范围约为(20-20K)HZ，人的年纪越大，对高频的听力会逐渐下降，比如50岁的人最高能听到的频率高端为13千赫。而60岁的人很少能听到8千赫以上的声音。 按频率分，声音可分为： 超低音 (60HZ以下) 低音 (60-150HZ) 中音 (150-1500HZ) 中高音 (1500-5000HZ) 高音 (5000HZ以上) 声音的三要素：音量(响度)、音调、音色 音量(响度)：指人耳听觉对声音强弱的主观感觉，它不但与声波的振幅(声压级)有关，也与频率有关。

分贝转换

分贝转换小常识 我们把常用的单位,不同的称呼转换告诉大家方便使用 公式：dBm=10logW/1mW dBμ=20logV/1μV db=20logX/10dbm=1mW 0dBμ=1μV 常用的几个标准是：50Ω负载时-47dbm=1mV, 0dbm=107dbμ=110mV13dbm=1V=120dbμ 分贝转换小常识公式： dBm=10logW/1mW dBμ=20logV/1μV db=20logX/1 0dbm=1mW 0dBμ=1μV 常用的几个标准是： 50Ω负载时47dbm=1mV 0dbm=107dbμ=110mV 13dbm=1V=120dbμ. 单位转换探讨 1 基础知识 1.1 用于构成十进制倍数和分数单位的词头(词冠) 词头中文名词头英文名符号所表示的因数词头中文名词头英文 名符号所表示的因数 分 deci ｄ 10-1 皮 pico ｐ 10-12 厘 centi ｃ 10-2 千 kilo Ｋ 103 毫 milli ｍ 10-3 兆 mega Ｍ 106 微 micro μ 10-6 吉 giga Ｇ 109 纳 nano ｎ 10-9 太 tera T 1012 为不失一般性，下面的一些公式中将以希腊字母Θ代表无词头和十进制分数单位的词头（ｍ、μ、ｎ、ｐ）。但一定要注意Θ本身并不是一种词头，仅是本文为避免列出大量雷同的公式而约定的一个符号而已。所以，当您看到Θ时，一定要想到它就是ｍ、μ、ｎ、ｐ或者是没词头；在您需要含无词头单位参数的公式时，就请把Θ去掉；而在您需要含某种词头单位参数的公式时，就就请把Θ换成所需的词头。 1.2 分贝 在电子学中，分贝是表示传输增益或传输损耗以及相对功率比等的标准单位，其代号为ｄＢ（英文decibel的缩写）。其形式上表示倍数，实质上既能表示经作常用对数压缩处理后的倍数（以分贝表示的传输增益和传输损耗等，特点是本质无量纲），又能表示约定基准值的参数值（电压电平、功率电平，以分贝表示的电场强度、功率通量密度，杂散辐射功率和邻道功率相对于载波功率的电平等，特点是本质有量纲）。采用的根本原因在于对数运算能够压缩数据长度和简化运算（将乘、除、指数运算分别转化为加、减、乘运算），特别适合表达指数变化规律。我们这里约定，以符号ｌｇ表示以１０为底的对数。经作对数变换后的本质有量纲单位常称作电平单位（与其基准值相等的参数值称零电平。电平的单位还有贝尔和奈培两种，但由于文献[1]规定“统一使用分贝为电信传输单位”，这里不采用。以下所称电平均以分贝为词头），而原来的单位可称作线性单位。

分贝的定义

分贝（decibel）dB 分贝是以美国发明家亚历山大·格雷厄姆·贝尔命名的，他因发明电话而闻名于世。因为贝尔的单位太粗略而不能充分用来描述我们对声音的感觉，因此前面加了“分”字，代表十分之一。一贝尔等于十分贝。声学领域中，分贝的定义是声源功率与基准声功率比值的对数乘以10的数值。 声音的响度 声音其实是经媒介传递的快速压力变化。当声音于空气中传递，大气压力会循环变化。每一秒内压力变化的次数叫作频率，量度单位是赫兹(Hz)，其定义为每秒的周期数目。频率越高，声音的音调越高。如下图显示，击鼓产生的频率远较吹哨子产生的频率低。请按一下[示范]按钮，听听它们发出的声音，及细察其音调的不同。 响亮度和分贝标度 响亮度是声音或噪音的另一个特性。强的噪音通常有较大的压力变化，弱的噪音压力变化则较小。压力和压力变化的量度单位为巴斯卡，缩写为Pa。其定义为牛顿/平方米( N/m2)。人类的耳朵能感应声压的范围很大。正常的人耳能够听到最微弱的声音叫作「听觉阈」，为20个微巴斯卡(缩写为μPa) 的压力变化，即20x10-6 Pa (“百万分

之二十巴斯卡”)。另一方面，非常噪吵的情况能产生很大的压力变化，例如一架太空穿梭机在发出最大马力时能在近距离产生大约2,000 Pa或2 x 109μPa的噪音。下表显示由上述情况产生不同的声压级，以巴斯卡及微巴斯卡表示。如用巴斯卡(Pa)来表达声音或噪音，我们须处理小至20，大至2,000,000,000的数字。明显地，如用巴斯卡(Pa)来表达声音或噪音会颇为不便。较简单的做法是用一个对数标度(logarithmic scale)来表达声音或噪音的响亮度，以10作为基数。为避免以巴斯卡(Pa)来表达声音或噪音（以防处理难以操纵的数字），故使用分贝(dB)这个标度。该标度以「听觉阈」，20 μPa 或20 x 10-6 Pa作为参考声压值，并定义这声压水平为0分贝(dB)。声压级，缩写通常为SPL或者Lp，其单位为分贝(dB)，可经由以下算式求得。 用对数标度来表达声音和噪音还有另一优点：人类的听觉反应是基于声音的相对变化而非绝对的变化。对数标度正好能模仿人类耳朵对声音的反应。于分贝标度上计算声音或噪音的和现实生活中我们经常会同时遇到几个声音。你知道一个声音与另一个声音结合时，会产生什么结果吗？我们都知道60个苹果加60 个苹果，等于120个苹果。但是，这并不适用于以分贝来表示的声音。事实上，60分贝加60分贝只等于63分贝

您的声音工具分贝( dB )知多少

S e r v i c e | R e v i e w |M u s i c W o w | C o n n e c t U s| H o m e ( dB ) ?________________________________________ , ( dB ) ( decibel ) dB ( ) (decibel dB ) Alexander Graham Bell ( 1847 - 1922 ) 1876 Bell dBm dBm , ( Audio Signal Level ) . ( decibel ) 1 Milliwat t . dBm m (milliwatt) 600Ω. 0.775 V , RMS , 0 dBm 0.775 V 600Ω 1mW . : 1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω. dBm m m, 1 mW( milliwatt ). ( Z ) . dBm , 600 dBm = 10 log ( P / 0.001 W ) P = 0.001 × 10 ( dBm / 10 ) P Power , Watts. 0 dBm 600 ( 600 ), 0.001 W . P = E × I = E2/ R 0.001 = E2/ 600 E= √0.001 × 600 = 0.775V 0.775 V 600 . 0 dBm , 600 , dBm dBm = 20 log ( E / 0.775 ) E . dBv and dBu v u ,

v u , dBv dBu , ( Audio Signal Level ) . (decibel) , 0.775 V RMS , dBm , dBu dBv, dBv dBV, dBv dBV . dBu , dBv . ? dBv dBu v u , , , 0.775 V , , 600Ω ,( , .) , , , , dBv or dBu . dB , . , dBm = 20 log ( E / 0.775 ), dBv = 20 log ( E / 0.775 ), dBm 0.775V 600 . dBv 0.775V 600 , E , . dBm = dBv or dBu dBv . ? , , , , , . dBV dBV , ( Audio Signal Level ) . ( decibel ) 1 V RMS . . ,dBV dBv( dBu ) , V 1 ( ), , . ,dBV ? 10 dBV ( Unbalanced ) or (High Impedance) , , 10, dBV , ( ). dBv or dBu , , . dBV , , . dBW , 1 W , dBW W Watt . dBm . dBm , , (Line Level) , dBm .dBm or dBv or dBu . dBW . . , dBW. dBW dBm , 0 dBW=1W, 100W=10log(100W/1)=20 dBW 1000W=30 dBW dBW dBm 1W= dBm dBm=10log(1W/1mW)=10log(1/0.001)=30 dBm 1W= 0 dBW=30 dBm dBW = -30 dBm 30 dBm = 0 dBW. dBW Watts ,