分贝电压换算,分贝电压换算 FFT

首页 > 大全 > 作者:YD1662023-09-20 02:26:34

dB是一个比值,是一个数值,是一个纯计数方法,没有任何单位标注。由于它在不同领域有着不同的名称,因此它也代表不同的实际意义。常见的领域有:声音、信号、增益等。

三、dB的应用

1. 声音的大小

在日常生活中,住宅小区告知牌上面标示噪音要低于60分贝,也就是要低于60dB,在这里dB(分贝)的定义为噪声源功率与基准声功率比值的对数乘10的数值,不是一个单位,而是一个数值,用来形容声音的大小。

2. 信号强度

在无线通讯领域,衡量一个地点的某一无线基站通信信号强度也可以用dB表示。如测的某宾馆402房间的1号无线基站通信信号强度为-90dBm,这里的定义为该房间的有用信号强度与所有信号(包括干扰信号)的比值。

3. 增益

在天线技术方面,dB是衡量天线性能的一个参数,名称为增益。它是指在输入功率相等的条件下,实际天线与理想天线在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。

dB是一个纯计数单位,在工程中有不同的定义方式(仅仅是看上去不同)。对于功率,dB=10*log()。对于电压或电流,dB=20*log()。

dB的意义其实再简单不过了,就是把一个很大(后面跟一长串0的)或者很小(前面有一长串0的)的数比较简短地表示出来。如(此处以功率为例):

X=100000=10*log(10^5)=50dB

X=0.000000000000001=10*log(10^-15)=-150dB

dBm 定义的是miliwatt。0dBm=10log(1) mW=1mW。

dBw 定义watt。0dBw=10log1W=10*log(1000)mw=30dBm。

dB在缺省情况下总是定义功率单位,以10*log为计。当然某些情况下可以用信号强度 (Amplitude) 来描述功和功率,这时候就用20log为计。不管是控制领域还是信号处理领域都是这样。比如,有时候大家可以看到dBmV的表达。

在dB、dBm、dBw计算中,要注意基本概念。比如前面说的0dBw=10log1W=10log1000mw=30dBm;又比如,用一个dBm减另外一个dBm时,得到的结果是dB。如:30dBm-0dBm=30dB。

一般来讲,在工程中dB和dB之间只有加减,没有乘除。而用得最多的是减法:dBm减dBm实际上是两个功率相除,信号功率和噪声功率相除就是信噪比 (SNR)。dBm加dBm实际上是两个功率相乘,这个已经不多见(我只知道在功率谱卷积计算中有这样的应用)。

简单地说,分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为增益,这是一个概念的两种称呼。电学中分贝与放大倍数的转换关系为:AV(I)(dB)=20lg[Vo/Vi(Io/Ii)];Ap(dB)=10lg(Po/Pi)分贝定义时电压(电流)增益和功率增益的公式不同,但我们都知道功率与电压、电流的关系是P=V2/R=I2R。采用这套公式后,两者的增益数值就一样了:10lg[Po/Pi]=10lg(V2o/R)/(V2i/R)=20lg(Vo/Vi)。使用分贝做单位主要有: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。附表为放大倍数与增益的对应关系;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。

四、dBA

dBA是指对声音的A计权。通常对A计权的结果,用单位dBA或dB(A)来表示。

人耳可听的声音有一定的频率范围 (20-20KHz) 和一定的声压级范围 (0-130dB),如下图所示。

分贝电压换算,分贝电压换算 FFT(5)

人耳不是对所有频率的敏感度都相同。正常人耳最敏感的频带是3000Hz-6000Hz,它的频响会随着声音大小的变化而变化。通常,低频段和高频段声音感知能力不如中频段,效果是在低声压级更明显,在高声压级时会被压平,如图中各条曲线(等响曲线)所示,声压级越小的区间,曲线越陡峭,声压级越大的区段,曲线越平坦。

分贝电压换算,分贝电压换算 FFT(6)

正是因为人耳对不同的频率敏感度不一样,即使声压级的量级一样,听起来也不一样。所以,需要对真正听到的声压级通过增益因子进行修正,而用得最多的则是A计权,当然还有B、C、D计权。A计权对应的是40方的等响曲线,也就是上图中红色线条所表示的曲线。而B,C计权则对应70和100方的等响曲线,4种计权曲线如下图所示。

分贝电压换算,分贝电压换算 FFT(7)

对同一信号采用不同的计权方式,最后得到的声压级是不一样的。如下图所示,对一随机信号计算不计权和A计权下的1/3倍频程曲线,可见二者差异明显。因此,当计权不同时,结果也是不同的。

分贝电压换算,分贝电压换算 FFT(8)

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