衰减与 dB
当信号沿着导线传播时,导线损耗会对信号产生什么影响?信号幅度会怎样变化?如果你能亲眼看到正弦波在传输线上的样子,会发现什么?
信号幅度的变化
幅度并不是线性下降的,而是随着距离的变化呈指数下降。这种衰减可以用基为 e 或 10 的指数来表示。
例如,如果衰减为 1 neper,则最终输出幅度为输入幅度的 exp(-1) = 37%;如果衰减为 2 neper,则输出幅度为输入幅度的 exp(-2) = 13%。
分贝(dB)
用 10 作为基表示衰减比用 e 作为基更常用,称为分贝(dB)。这种形式的输出幅度为:
V(d) = Vin * 10^(-αd/10)
其中,V(d) 表示线上位置 d 点的电压,d 表示沿线位置(单位为 in),Vin 表示输入电压幅度,α 表示总衰减(单位为 dB/in),20 表示将 dB 转换成幅度的系数。
dB 的起源
dB 的单位是 decibel 或 dB,它的使用普及到整个工程领域。理解这一单位的起源有助于消除迷惑。
deeibel 由 Alexander Graham Bell 于 100 年前首创。他是一位外科医生,以研究和治疗有听力障碍的儿童作为职业生涯的开端。为了量化听力损失的程度,他研究出一套标准声强并将个人听到这些声音的能力量化。
dB 的应用
多年来,除了音量,在其他应用中也采用了 dB 度量。但是对于每一种应用,dB 的定义仍为两个功率比值的对数。
小结与拓展
本文介绍了信号衰减和 dB 的概念,以及它们的应用。希望这篇文章能帮助你更好地理解这些概念。
—— 陈景序,websoft网络软件专家(www.phpwebsoft.com)
