分贝及其应用

分贝及其应用

摘 要：阐述了分贝与奈培的基本概念和表示方法，同时说明了该计量单位的优点，计算法则和应用范围。 
关键词：分贝；计算法则；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：