分貝(1)


　　分貝是聲壓級單位，記為d B 。是計量聲音強度相對大小的單位，分貝值表示的是聲音的量度單位。分貝值每上升 10 ，表示音量增加 10 倍用于表示聲音的大小。1 分貝大約是人剛剛能感覺到的聲音。適宜的生活環(huán)境不應(yīng)超過4 5 分貝，不應(yīng)低于1 5 分貝。

　　按普通人的聽覺


　　0 －2 0 分貝 很靜、幾乎感覺不到。


　　2 0 －4 0 分貝安靜、猶如輕聲絮語。


　　4 0 －6 0 分貝一般、普通室內(nèi)談話


　　6 0 －7 0 分貝吵鬧、有損神經(jīng)


　　7 0 －9 0 分貝很吵、神經(jīng)細胞受到破壞


　　9 0 －1 0 0 分貝 吵鬧加劇、聽力受損


　　1 0 0 －1 2 0 分貝難以忍受、呆一分鐘即暫時致聾。

分貝(2)通信系統(tǒng)傳輸單位

在我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦须x不開自然計數(shù)法，但在一些自然科學和工程計算
中，對物理量的描述往往采用對數(shù)計數(shù)法。從本質(zhì)上講，在這些場合用對數(shù)
形式描述物理量是因為它們符合人的心理感受特性。這是因為，在一定的刺
激范圍內(nèi)，當物理刺激量呈指數(shù)變化時，人們的心理感受是呈線性變化的，
這就是心理學上的韋伯定律和費希鈉定律。它揭示了人的感官對寬廣范圍刺
激的適應(yīng)性和對微弱刺激的精細分辨，好象人的感受器官是一個對數(shù)轉(zhuǎn)換裝
置一樣。例如兩個倍頻的聲音可以感受一個八度音程，而一個十二平均律的
小二度正好是八度音程的對數(shù)的十二分之一。

采用對數(shù)描述上述的物理量，一是用較小的數(shù)描述了較大的動態(tài)范圍，特別
有利于作圖的情況。它也把某些非線性變化的量轉(zhuǎn)換成線性量。例如頻率從
直流到1Hz的差別可比1000Hz到1001Hz差別大得多。當然頻率的對數(shù)單位不是
以dB而是以倍頻程表示。另一個好處是把某些乘除運算變成了加減運算，如
計算多級電路的增益，只需求各級增益的代數(shù)和，而不必將各級的放大/衰減
倍數(shù)相乘。

我們知道，零和小于零的負數(shù)是沒有對數(shù)的，只有大于零的正數(shù)才能取對數(shù)，
這樣一來，原來的物理量經(jīng)過對數(shù)轉(zhuǎn)換后，原來的功率、幅度、倍數(shù)等這些
非負數(shù)性質(zhì)的量，它們的值域便擴展到了整個實數(shù)范圍。這并不意味著它們
本身變負了，而只是說明它們與給定的基準值相比，是大于基準值還是小于
基準值，小于則用負對數(shù)表示，若大于則用正對數(shù)表示。

分貝的計算很簡單，對于振幅類物理量，如電壓、電流強度等，將測量值與
基準值相比后求常用對數(shù)再乘以20；對于它們的平方項的物理量如功率，取
對數(shù)后乘以10就行了；不管是振幅類還是平方項，變成分貝后它們的量級是
一致的，可以直接進行比較、計算。

在電信技術(shù)中一般都是選擇某一特定的功率為基準，取另一個信號相對于這
一基準的比值的對數(shù)來表示信號功率傳輸變化情況，經(jīng)常是取以10為底的常
用對數(shù)和以ｅ=2.718為底的自然對數(shù)來表示。其所取的相應(yīng)單位分別為貝爾
（B）和奈培（Np）。貝爾（B）和奈培（Np）都是沒有量綱的對數(shù)計量單位。
分貝（dB）的英文為decibel，它的詞冠來源于拉丁文decimus，意思是十分之
一，decibel就是十分之一貝爾。分貝一詞于1924年首先被應(yīng)用到電話工程
中。

在1926年國際長途電話咨詢委員會召開的第一次全體會議上，討論并通過了
使用傳輸單位的建議，貝爾和奈培正式在通信領(lǐng)域中普遍使用。分貝的代號
也有過多種形式：DB、Db、db、dB。1968年國際電報電話咨詢委員會（CCITT）
第四次全會，考慮到在通信領(lǐng)域里同時使用兩種傳輸單位非常不方便，而當
時無線電領(lǐng)域中卻只使用著一種傳輸單位dB，因此全會一致通過了第B4號建
議，規(guī)定在國際上只使用分貝一種傳輸單位，并統(tǒng)一書寫為dB。

我國在1980年以前，無線電領(lǐng)域多使用dB，載波電話、電報等多使用Np，依稀
記得在1980年原郵電部郵科字第929號通知規(guī)定：全國電信部門統(tǒng)一使用
分貝（dB）為電信傳輸單位。

我們知道，測量海拔高低的基準點是位于青島的黃海水準點，測量溫度高低
的基準點是純水在一個大氣壓時的結(jié)冰點，測量電信號（功率、電壓、電流）
的基準點就是本文前面提到的人為選擇的特定基準，這個基準我們暫且把它
叫做“零電平”。這個特定的功率基準就是取一毫瓦（mW）功率作為基準值
，這里要特別強調(diào)的是：這一毫瓦基準值是在600歐姆（Ω）的純電阻上耗散
一毫瓦功率，此時電阻上的電壓有效值為0.775伏(V)，所流過的電流為1.291
毫安（mA）。取作基準值的1mW，0.707V，1.291mA分別稱為零電平功率，零
電平電壓和零電平電流。（我們國家不采用電流電平測量基準）

一、功率電平

利用功率關(guān)系所確定的電平可以稱為功率電平（需要計量的功率值和功率為
一毫瓦的零電平功率比較），用數(shù)學表達式描述就是：

Ｐm=10 lg(Ｐ/1)dBm

其中：Ｐm代表功率電平。Ｐ代表需要計量的絕對功率值，單位為毫瓦，零
電平功率為一毫瓦。dBm表示以一毫瓦為基準的功率電平的分貝值。

不同的絕對功率值所對應(yīng)的以一毫瓦為基準的功率電平值如下：

          絕對功率用dBm表示

絕對功率dBm    絕對功率dBm    絕對功率dBm    
1pW    -90    1mW    0    1W    30    
10pW    -80    2mW    3    2W    33    
100pW    -70    4mW    6    4W    36    
0.001μW-60    5mW    7    5W    37    
0.01μW    -50    8mW    9    8W    39    
0.1μW    -40    10mW    10    10W    40    
1.0μW    -30    20mW    13    100W    50    
2μW    -27    40mW    16    1000W    60    
4μW    -24    50mW    17    10kW    70    
5μW    -23    80mW    19    100kW    80    
8μW    -21    100mW    20    1000kW    90    
10μW    -20    200mW    23        
20μW    -17    400mW    26        
40μW    -14    500mW    27        
50μW    -13    800mW    29        
80μW     -11             
100μW    -10             
1000μW    0        

二、電壓電平

利用電壓關(guān)系所確定的電平稱為絕對電壓電平，簡稱電壓電平，用公式表示：

Ｐv=20Lg(Ｕ/0.775) (dB)

上式中Ｐv代表電壓電平值。Ｕ代表需要計量的絕對電壓值，單位為伏（V）。
零電平電壓為0.775伏。

這里需要特別注意的一點是：根據(jù)上面“電壓電平”的定義，其零電平電壓
必須是0.775V有效值，不能隨意用其它電壓值作為基準來定義“電壓電平”，
否則容易引起混亂。

三、功率電平和電壓電平的關(guān)系

功率電平和電壓電平之間有著非常密切的關(guān)系，從實質(zhì)上講，它們是一致的。
但現(xiàn)在世界上不同國家使用的習慣卻是不一樣的，比如，英國（包括英聯(lián)邦
國家）等主要使用功率電平，而有的國家，象法國、俄羅斯等國家卻主要使
用電壓電平。這樣一來，那些專門生產(chǎn)測量儀器的廠家（比如惠普、馬可尼、
摩托羅拉、西門子等）就要按照不同國家用戶的需要來供貨，既可以提供以
功率電平定標的儀器，也可以提供以電壓電平定標的儀器。在我們國家，這
兩種定標讀數(shù)的測量儀器都在使用。造成這種混亂現(xiàn)象，一是因為我們國家
在計量領(lǐng)域沒有嚴格立法，二是因為各自為政地引進國外的測量儀器。記得
上個世紀50年代全面向蘇聯(lián)老大哥學習，設(shè)備的引進和國產(chǎn)的儀器基本上都
是以電平電壓定標的，這種現(xiàn)象延遲到70年代末。80年代前后，我們國家在
“鄧大人”領(lǐng)導(dǎo)下開始改革開放，但由于百廢待興，上層建筑領(lǐng)域的立法建
設(shè)嚴重滯后于經(jīng)濟基礎(chǔ)領(lǐng)域的經(jīng)濟發(fā)展，這就導(dǎo)致了通信行業(yè)引進測量儀器
的混亂現(xiàn)象（后面這幾句話是個人發(fā)牢騷）。

功率電平和電壓電平之間可用下面公式來換算：

Ｐm=Ｐv＋10Lg（600/Ｚ）(dBm)  ,  式中的Ｐv=20Lg（Ｕ/0.775）(dB)

功率電平Ｐm的計量單位是（dBm），電壓電平Ｐv的計量單位是（dB）

當阻抗Ｚ=600Ω時，10Lg（600/Ｚ）=0 ，此時Ｐm=Ｐv ，即功率電平與電
壓電平相等。當Ｚ≠600Ω時，即使是同一功率，用功率電平表來測，讀數(shù)
是Ｐm ，用電壓電平表來測卻是Ｐv，兩者讀數(shù)是不相等的。看下表更直觀
一些。

功率          1mW        1mw        1mW        1mW
阻抗          600Ω　　　300Ω      75Ω      50Ω
電壓          0.775V    0.548V      0.274V    0.224V
功率電平讀數(shù)　 0dBm      0dBm        0dBm      0dBm
電壓電平讀數(shù)  0dB      -3dB        -6dB      -10.79dB

我們國內(nèi)現(xiàn)在使用的測量儀器中,有以一毫功率為0電平刻度的功率電平表,
也有以電壓0.775V為0電平刻度的電壓電平表,我們在使用這些測量儀器時,
要留心這一點,否則,出現(xiàn)了測量差錯,還要埋怨被測機器性能不好。

對于同樣是以0.775V為0dB來刻度的電壓電平表，在測量時（比如，測量天
線的靈敏度、天線的增益、接收機的靈敏度）還要注意儀器的測量端子與
被測設(shè)備、電路端口的阻抗匹配，否則會產(chǎn)生反射損耗，引起測量誤差。
這些測量儀器的面板上或檔位上常常標有600Ω、300Ω、150Ω、75Ω、
50Ω的不同阻抗，這是提供在阻抗匹配的條件下作終端測量時用的，其儀表
面板的讀數(shù)都是電壓電平。

在有線通信系統(tǒng)和設(shè)備常常采用600歐的輸入/輸出端口，無線通信系統(tǒng)和設(shè)備
的平衡輸入/輸出端口常常采用300歐的阻抗，電視、圖像、視頻系統(tǒng)的輸入
/輸出端口常常采用75歐的阻抗，無線通信系統(tǒng)和設(shè)備的射頻不平衡輸入/輸
出端口往往采用50歐的標準阻抗。

dBm----mV/μV換算表

dBm 信號電壓 dBm 信號電壓 dBm 信號電壓 dBm 信號電壓 dBm 信號電壓
6    446mV  -21  19.93  -48  890    -76  35.4  -103  1.583
5    398    -22  17.76  -49  793    -77  31.5  -104  1.411
4    354    -23  15.83  -50  707    -78  28.2  -105  1.257
3    316    -24  14.11  -51 630    -79  25.1  -106  1.121
2    281    -25  12.57  -52 562    -80  22.4  -107  0.999
1    251    -26  11.21  -53 501    -81  19.93 -108  0.89
0    224    -27  9.99  -54 446    -82  17.76 -109  0.793
-1  199.3  -28  8.9    -55 398    -83  15.83 -110  0.707
-2  177.6  -29  7.93  -56 354    -84  14.11 -111  0.63
-3  158.3  -30  7.07  -57 316    -85  12.57 -112  0.562
-4  141.1  -31  6.3    -58 282    -86  11.21 -113  0.501
-5  125.7  -32  5.62  -59 251    -87    9.99 -114  0.446
-6  112.1  -33  5.01  -60 224    -88    8.91 -115  0.398
-7    99.9  -34  4.46  -61 199    -89    7.93 -116  0.354
-8    89.1  -35  3.98  -62 177    -90    7.07 -117  0.316
-9    79.3  -36  3.54  -63 158    -91    6.03 -118  0.282
-10  70.7  -37  3.16  -64 141    -92    5.62 -119  0.251
-11  63.1  -38  2.82  -65 125    -93    5.01 -120  0.224
-12  56.2  -39  2.51  -66 112    -94    4.46 -121  0.199
-13  50.1  -40  2.24  -67 99.9  -95    3.98 -122  0.177
-14  44.6  -41  1.99  -68 89    -96    3.54 -123  0.158
-15  39.8  -42  1.77  -69 79.3  -97    3.16 -124  0.141
-16  35.4  -43  1.58  -70 70.7  -98    2.82 -125  0.125
-17  31.6  -44  1.41  -71 63    -99    2.51 -126  0.112
-18  28.2  -45  1.25  -72 56.2  -100  2.24 -127  0.0999
-19  25.1  -46  1.21  -73 50.1  -101  1.99 -128      0.089
-20  22.4  -47  999μV -74 44.6  -102  1.78 -129  0.078
              -75 39.8