dB（分贝）是RF领域最重要且最常用的音阶，但是对于刚被介绍的人来说，这也是可以理解的困难和困惑。

不幸的是，如果您不能完全理解这个重要的尺度，那么您将很难继续进行RF探险。

处理混合了dB，dBm，dBc，dBW，dBmW，瓦特，毫瓦，伏特，毫伏等的增益，电压和功率的数字时，通常需要在线性值和分贝值之间来回转换。

我看到许多年轻的RF学者忽略了了解dB的重要性，最终意识到，如果他们想在RF领域走得更远，他们需要很好地学习这个简单的术语。

这个简短的教程将帮助您阐明使用分贝和线性值之间的区别。

对数基础
使用分贝涉及对数运算，这是您应该具备的最低数学知识。

因此，在讨论dB之前，我们需要讨论对数。

让我们从中学时学到的这个简单数学开始：

人们在增加和减少数字时往往犯的错误更少，因此对数的优势显而易见。

现在，让我们根据base = 10的日志表来审查这些内容：

由于将10乘以3的幂等于1,000，因此以10为底的对数1,000是3（log10（1,000）= 3）。

这是对数的基本定律：

如果a = 10，那么我们可以简单地写log（c）= b，log（100）= 2，log（1,000）= 3，依此类推。

现在让我们进一步看一个例子：

您正在设计一个简单的接收器，如下所示：

为了便于比较，我们将首先使用线性值，并且所有增益/损耗都与“电压”相关。

*天线增益：5.7
*低噪声放大器（LNA）增益：7.5
*混频器增益：4.6
*中频滤波器增益/损耗：0.43
*中频放大器增益：12.8
*解调器增益：8.7
*音频放大器增益：35.6

从天线到最后一级音频放大器输出的线性总增益为：

记住这些数字将非常困难，但是不幸的是，您需要在RF字段中处理许多数字。因此，我们需要找到一种更轻松的方式来处理它们。

现在，让我们使用相同的接收器轻松进行路由。而不是使用线性值，我们将它们转换为对数。

*天线增益：5.7（log 5.7 = 0.76）
*低噪声放大器增益：7.5（log 7.5 = 0.88）
*混频器增益：4.6（log 4.6 = 0.66）
* IF滤波器增益/损耗：0.43（log 0.43 = -0.37）
*IF放大器增益：12.8（log 12.8 = 1.11）
*解调器增益：8.7（log 8.7 = 0.94）
*音频放大器增益：35.6（log 35.6 = 1.55）
*总收益：335,229.03335,229.03（log 5.53 = XNUMX）

如果转换为对数，则总增益（线性值335,229.03）等于5.53。

无需使用乘法，您可以将那些单独的增益相加，以得到总增益，然后将其首先转换为对数值，然后将其值变得越来越小。是不是更容易计算和记住？

您可能不太喜欢的唯一问题是，您需要熟悉对数计算，但是，相信我，您很快就会对这个强大的功能非常满意，并喜欢每天使用它。

如果您真的很想在RF领域工作，切勿尝试避免使用它。

事实上，一旦在RF领域工作了1或2年，您将不再使用线性值。

您将要使用的唯一东西是“ dB”。

dB基础
让我们继续使用这个有用的术语“ dB”，这是您在RF项目中每时每刻都会使用的术语。

电压增益（dB）：
我们需要分别讨论电压增益和功率增益，并将它们放在一起以查看它们是否相同。

让我们先从电压增益开始：

分贝（dB）定义为两个电压电平Vout / Vin（换句话说，电压增益）之间的比率的以20为底的对数的10倍。

因此，所有大于1的增益都表示为正分贝（> 0），小于1的增益则表示为负分贝（<0）。

让我们找到前一个接收机示例的dB增益。

*天线增益：5.7（20log 5.7 = 15.1）
*低噪声放大器增益：7.5（20log 7.5 = 17.5）
*混音器增益：4.6（20log 4.6 = 13.3）
* IF滤波器增益/损耗：0.43（20log 0.43 = -7.3）
*中频放大器增益：12.8（20log 12.8 = 22.1）
*解调器增益：8.7（20log 8.7 = 18.8）
*音频放大器增益：35.6（20log 35.6 = 31.0）
*总增益：3.35229E + 05（20log（3.35229E + 05）= 110.5）

同样，您可以将这些单独的增益相加以获得总增益（dB）。

功率增益（dB）：

在讨论以dB为单位的功率增益之前，我们需要了解电压和功率之间的关系。

众所周知，对于施加到电阻器负载R ohm的正弦波V伏特，

大多数射频电路使用50欧姆作为源阻抗和负载阻抗，因此，如果电阻两端的电压为7.07V（rms），则

因此，功率增益与电压增益的平方成正比，例如，如果电压增益为5，则功率增益将为25，依此类推。

我们可以在下面定义以dB为单位的功率增益：

分贝（dB）定义为两个功率电平Pout / Pin（换句话说，功率增益）之间的比率的10进制对数的10倍。

与电压增益和功率增益之间的dB值混淆吗？如果您继续阅读，一切将会变得很清楚。

让我们再次回到前面的示例：

*天线增益：5.7
*低噪声放大器（LNA）增益：7.5
*混频器增益：4.6
*中频滤波器增益/损耗：0.43
*中频放大器增益：12.8
*解调器增益：8.7
*音频放大器增益：35.6

所有收益/损失都与“电压”有关。天线电压的线性值再次为5.7（15.1 dB），功率增益为：

!!电压增益与以dB为单位的功率增益完全相同。

因此，我们可以将所有线性增益/损耗都转换为“功率”来再次重写此示例：

*天线增益：32.49（15.1 dB）
*低噪声放大器增益：56.25（17.5 dB）
*混音器增益：21.16（13.3 dB）
* IF滤波器增益/损耗：0.18（-7.3 dB）
*中频放大器增益：163.84（22.1 dB）
*解调器增益：75.69（18.8 dB）
*音频放大器增益：1267.36（31.0 dB）
*总增益：1.12379E + 11（110.5 dB）

但是，您可能使用电压增益的唯一原因是因为您可以使用示波器轻松测量电压，但是当射频频率高于500 MHz时测量电压是不切实际的。

因为使用示波器测量无线电频率可能会导致准确性问题。

我并不是说示波器没有用，只是说如果没有特定的原因，我不使用示波器来测量射频电压。

超过90％的时间，我使用频谱分析仪来测量RF信号。

这是另一篇文章的主题。

您在数据手册中看到的增益值始终与以dB为单位的功率增益相关，而与电压增益或线性值无关。

我们将用一个简单的示例来总结本文：

增益为15 dB的放大器：

由于15 dB = 10log（Pout / Pin）
线性功率增益为：

Pout / Pin = 10（15/10）= 31.62
并且由于15 dB = 20log（Vout / Vin）
线性值的电压增益为：

Vout / Vin = 10（15/20）= 5.62
并且5.622 = 31.62

希望您从本文中学到了一些东西。如果您已经清楚地了解了我在这里提到的所有内容，那么恭喜您，您处在通往RF领域的正确轨道上。

如果您在阅读了几次本文后仍然感到困惑，那么不必担心，您并不孤单，深呼吸然后再次逐步阅读，或者在阅读了更多文章后返回这个博客。

迟早您将毫无困难地掌握“ dB”。

以下是一些我认为对您有用的图像：