您将在模块1.3中学到什么

学习本节后，您应该能够：

将电压放大描述为一个比率。

比较线性和对数刻度。

使用分贝描述比率。

?正分贝值和负分贝值。

?将功率增益转换为分贝。

?将电压增益转换为分贝。

?认识常用的dB值。

电压放大

电压放大器的电压放大(Av)或增益由下式给出：

在以相同方式测量两个电压（即均RMS、均峰值或均峰峰值）的情况下，Av是输出比输入大多少的比率，因此没有单位。它是放大器增益或有效性的基本度量。

因为放大器的输出在不同的信号频率下会发生变化，所以输出功率的测量值，或者通常比功率更容易测量的电压，会在图表（响应曲线）上相对于频率绘制，以显示在工作频带上的比较输出。放大器。

对数刻度

响应曲线通常使用频率的对数刻度，沿水平x轴绘制。与使用线性刻度相比，这允许适应更广泛的频率范围。

图1.3.1对数和线性刻度比较

垂直y轴以线性除法标记，但使用分贝的对数单位，允许在相同距离内更大的范围。使用的对数单位是分贝，它是贝尔的十分之一，该单位最初设计用于测量电话电缆的损耗，但由于贝尔对于大多数电子用途而言通常太大，因此分贝(dB)是首选单位.除了提供更方便的刻度外，分贝在显示音频信息方面还有另一个优势，人耳还以类似于对数刻度的方式响应声音的响度，因此使用分贝刻度可以更有意义地表示音频电平。

图1.3.2音频功率响应曲线以dB为单位的功率增益

为了描述放大器整个频率范围内输出功率的变化，使用以分贝为单位绘制的响应曲线来显示输出的变化。将整个范围内各种频率的功率与特定的参考频率（中频带频率）进行比较。中频带频率的功率与被测量的任何其他频率的功率之间的差异被给出为比中频带频率大(+dB)或小(-dB)的分贝数，中频带频率的值是0dB。请注意，在图1.3.1中的对数频率范围内，10Hz到kHz频带的中间为1kHz，该图附近的频率（输出通常处于最大值）通常被选为参考频率。

将功率增益比转换为dBs的计算方法是将该比的对数乘以10：

其中，P1是中频功率，P2是被测功率。

笔记：

在计算器中使用此公式时，括号的使用很重要，因此使用10x(P1/P2)的对数，而不是10xP1的对数除以P2。

例如，如果P1=6且P2=3

10xlog(6/3)=3dB（正确答案），但10xlog6/3=2.6dB（错误答案）。

以dB为单位的电压增益

尽管通常将放大器的电压增益描述为许多分贝，但这并不是该单位的准确用途。可以使用分贝来比较放大器在不同频率下的输出，因为所有输出功率或电压的测量都是在相同的阻抗（放大器负载）上进行的，但是在描述电压增益时（输入和输出之间）对于放大器，输入和输出电压是在完全不同的阻抗上产生的。然而，以分贝为单位描述电压增益也被广泛接受。

图1.3.3音频电压响应曲线

当电压增益(Av)或电流增益(Ai)相对于频率绘制时，-3dB点是增益下降到最大（中频带）增益的0.的位置。

请注意，将电压比转换为dBs使用20log(Vout/Vin)

将在35mV输入下产生3.5V输出电压的放大器的电压增益描述为40dB，相当于说输出电压是输入电压的倍。

要反转该过程，并将dB转换为电压比，例如，使用：

请注意，括号很重要，反对数可能在计算器键盘上显示为10x或10^，通常也是Shift+log。对dBs与电流增益比使用相同的公式，并将dBs转换为功率比，只需将公式中的20替换为10。

使用dB表示放大器增益的一个优点是，在多级放大器中，以简单比率表示的一系列放大器的总增益将是各个增益的乘积：

Av1xAv2xAv3xAv4...等。

这会产生一些非常大的数字，但以dB表示的单个增益的总和将是单个增益的总和：

Av1+Av2+Av3+Av4...等。

同样，由于滤波器、衰减器等电路造成的损耗也被减去以得出总损耗。

常见的dB值

0dB所有+dB和-dB数字所参考的参考电平。

±1dB音频电平最不明显的变化，也用于限制高质量音频放大器的带宽。

?3dB通常用于放大器中的带宽限制，表示以下几点：

一个。输出电压已降至最大（中频带）输出的0.。

湾。输出功率已降至最大或中频带功率的一半。

（电压幅度的一半是-6dB）

经常引用衰减器的数字，旨在将信号发生器的输出减少测量量。

?20dB信号电压幅度除以10

?40dB信号电压幅度除以

在dB和功率或电压增益之间转换表1.3.1功率比/dB功率比Db输出/输入_10log(输出/输入)000000000000000000000000000000302010.261.79-10.5-30.25-60.1-.01-.-.0?.00?.000?.0000?.00000?.000000?.0000000-表1.3.2电压或电流比/dB电压或电流比DbV输出/V输入或I输出/I输入20log(Vout/Vin)20log(Iout/Iin)000308060316.23504031....1221.-10.-30.5-60.-.1-.0-.01?.00?.?.000?.0?.0000?.00-Dinying

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