dB（分貝）是RF領域最重要且最常用的音階，但是對於剛被介紹的人來說，這也是可以理解的困難和困惑。

不幸的是，如果您不能完全理解這個重要的尺度，那麼您將很難繼續進行RF探險。

處理混合了dB，dBm，dBc，dBW，dBmW，瓦特，毫瓦，伏特，毫伏等的增益，電壓和功率的數字，通常需要在線性值和分貝值之間來迴轉換。

我看到許多年輕的RF學者忽略了了解dB的重要性，最終意識到，如果他們想在RF領域走得更遠，他們需要很好地學習這個簡單的術語。

這個簡短的教程將幫助您闡明使用分貝和線性值之間的區別。

對數基礎
使用分貝涉及對數運算，這是您應該具備的最低數學知識。

因此，在討論dB之前，我們需要討論對數。

讓我們從中學時學到的這個簡單數學開始：

人們在增加和減少數字時往往犯的錯誤更少，因此對數的優勢顯而易見。

現在，讓我們根據base = 10的日誌表來審查這些內容：

由於將10乘以3的冪等於1,000，因此以10為底的對數1,000是3（log10（1,000）= 3）。

這是對數的基本定律：

如果a = 10，那麼我們可以簡單地寫log（c）= b，log（100）= 2，log（1,000）= 3，依此類推。

現在讓我們進一步看一個例子：

您正在設計一個簡單的接收器，如下所示：

為了便於比較，我們將首先使用線性值，並且所有增益/損耗都與“電壓”相關。

*天線增益：5.7
*低噪聲放大器（LNA）增益：7.5
*混頻器增益：4.6
*中頻濾波器增益/損耗：0.43
*中頻放大器增益：12.8
*解調器增益：8.7
*音頻放大器增益：35.6

從天線到最後一級音頻放大器輸出的線性總增益為：

記住這些數字非常困難，但是不幸的是，您需要在RF字段中處理很多數字。因此，我們需要找到一種更輕鬆的方式來處理它們。

現在，讓我們使用相同的接收器輕鬆進行路由。而不是使用線性值，我們將它們轉換為對數。

*天線增益：5.7（log 5.7 = 0.76）
*低噪聲放大器增益：7.5（log 7.5 = 0.88）
*混頻器增益：4.6（log 4.6 = 0.66）
* IF濾波器增益/損耗：0.43（log 0.43 = -0.37）
*中頻放大器增益：12.8（log 12.8 = 1.11）
*解調器增益：8.7（log 8.7 = 0.94）
*音頻放大器增益：35.6（log 35.6 = 1.55）
*總收益：335,229.03335,229.03（log 5.53 = XNUMX）

如果轉換為對數，則總增益（線性值335,229.03）等於5.53。

無需使用乘法，您可以將那些單獨的增益相加，以得到總增益，然後將其首先轉換為對數值，然後將其值變得越來越小。是不是更容易計算和記住？

您可能不太喜歡的唯一問題是，您需要熟悉對數計算，但是，請相信我，您很快就會對這個強大的功能非常滿意，並喜歡每天使用它。

如果您真的很想在RF領域工作，切勿嘗試避免使用它。

事實上，一旦在RF領域工作了1或2年，您將不再使用線性值。

您將要使用的唯一東西是“ dB”。

dB基礎
讓我們繼續使用這個有用的術語“ dB”，這是您在RF項目中每時每刻都會使用的術語。

電壓增益（dB）：
我們需要分別討論電壓增益和功率增益，並將它們放在一起以查看它們是否相同。

讓我們先從電壓增益開始：

分貝（dB）定義為兩個電壓電平Vout / Vin（換句話說，電壓增益）之比的20進制對數的10倍。

因此，所有大於1的增益都表示為正分貝（> 0），小於1的增益則表示為負分貝（<0）。

讓我們找到前一個接收機示例的dB增益。

*天線增益：5.7（20log 5.7 = 15.1）
*低噪聲放大器增益：7.5（20log 7.5 = 17.5）
*混音器增益：4.6（20log 4.6 = 13.3）
* IF濾波器增益/損耗：0.43（20log 0.43 = -7.3）
*中頻放大器增益：12.8（20log 12.8 = 22.1）
*解調器增益：8.7（20log 8.7 = 18.8）
*音頻放大器增益：35.6（20log 35.6 = 31.0）
*總增益：3.35229E + 05（20log（3.35229E + 05）= 110.5）

同樣，您可以將這些單獨的增益相加以獲得總增益（dB）。

功率增益（dB）：

在討論以dB為單位的功率增益之前，我們需要了解電壓和功率之間的關係。

眾所周知，對於施加到電阻器負載R ohm的正弦波V伏特，

大多數射頻電路使用50歐姆作為源阻抗和負載阻抗，因此，如果電阻兩端的電壓為7.07V（rms），則

因此，功率增益與電壓增益的平方成正比，例如，如果電壓增益為5，則功率增益將為25，依此類推。

我們可以在下面定義以dB為單位的功率增益：

分貝（dB）定義為兩個功率電平Pout / Pin（換句話說，功率增益）之間的比率的10進制對數的10倍。

與電壓增益和功率增益之間的dB值混淆嗎？如果您繼續閱讀，一切將會變得很清楚。

讓我們再次回到前面的示例：

*天線增益：5.7
*低噪聲放大器（LNA）增益：7.5
*混頻器增益：4.6
*中頻濾波器增益/損耗：0.43
*中頻放大器增益：12.8
*解調器增益：8.7
*音頻放大器增益：35.6

所有收益/損失都與“電壓”有關。天線電壓的線性值再次為5.7（15.1 dB），功率增益為：

!!電壓增益與以dB為單位的功率增益完全相同。

因此，我們可以將所有線性增益/損耗都轉換為“功率”來再次重寫此示例：

*天線增益：32.49（15.1 dB）
*低噪聲放大器增益：56.25（17.5 dB）
*混音器增益：21.16（13.3 dB）
* IF濾波器增益/損耗：0.18（-7.3 dB）
*中頻放大器增益：163.84（22.1 dB）
*解調器增益：75.69（18.8 dB）
*音頻放大器增益：1267.36（31.0 dB）
*總增益：1.12379E + 11（110.5 dB）

但是，您可能使用電壓增益的唯一原因是因為您可以使用示波器輕鬆測量電壓，但是當射頻頻率高於500 MHz時測量電壓是不切實際的。

因為使用示波器測量無線電頻率可能會導致準確性問題。

我並不是說示波器沒有用，只是說如果沒有特定的原因，我不使用示波器來測量射頻電壓。

超過90％的時間，我使用頻譜分析儀來測量RF信號。

這是另一篇文章的主題。

您在數據手冊中看到的增益值始終與以dB為單位的功率增益相關，而與電壓增益或線性值無關。

我們將用一個簡單的示例來總結本文：

增益為15 dB的放大器：

由於15 dB = 10log（Pout / Pin）
線性功率增益為：

Pout / Pin = 10（15/10）= 31.62
並且由於15 dB = 20log（Vout / Vin）
線性值的電壓增益為：

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

希望您從本文中學到了一些東西。如果您已經清楚地了解了我在這裡提到的所有內容，那麼恭喜您，您處在通往RF領域的正確軌道上。

如果您在閱讀了幾次本文後仍然感到困惑，那麼不必擔心，您並不孤單，深呼吸然後再次逐步閱讀，或者在閱讀了更多文章後返回這個博客。

遲早您將毫無困難地掌握“ dB”。

以下是一些我認為對您有用的圖像：