一、電壓放大

電壓放大器的電壓放大 (Av) 或增益由下式給出：

對(duì)于以相同方式測(cè)量的兩個(gè)電壓(即均方根值、峰值或峰峰值)，Av 是輸出比輸入大多少的比率，因此沒(méi)有單位。它是放大器增益或效率的基本衡量標(biāo)準(zhǔn)。

由于放大器的輸出在不同的信號(hào)頻率下會(huì)發(fā)生變化，因此輸出功率的測(cè)量值或通常比功率更容易測(cè)量的電壓會(huì)根據(jù)頻率繪制在圖表(響應(yīng)曲線)上，以顯示整個(gè)工作頻帶的比較輸出放大器。

二、對(duì)數(shù)刻度

響應(yīng)曲線通常使用頻率的對(duì)數(shù)刻度，沿水平 x 軸繪制。與使用線性刻度相比，這允許適應(yīng)更寬的頻率范圍。

垂直 y 軸以線性刻度標(biāo)記，但使用分貝的對(duì)數(shù)單位，允許在相同距離內(nèi)有更大的范圍。使用的對(duì)數(shù)單位是分貝，它是 Bel 的十分之一，Bel 最初是為測(cè)量電話線損耗而設(shè)計(jì)的單位，但由于 Bel 對(duì)于大多數(shù)電子設(shè)備而言通常太大，因此分貝 (dB) 是首選單位. 除了提供更方便的標(biāo)度外，分貝在顯示音頻信息方面還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，人耳還以類似于對(duì)數(shù)標(biāo)度的方式響應(yīng)聲音的響度，因此使用分貝標(biāo)度可以更有意義地表示音頻級(jí)別。

三、以 dB 為單位的功率增益

為了描述放大器整個(gè)頻率范圍內(nèi)輸出功率的變化，使用以分貝為單位繪制的響應(yīng)曲線來(lái)顯示輸出的變化。將整個(gè)范圍內(nèi)不同頻率的功率與特定參考頻率(中頻帶頻率)進(jìn)行比較。中頻帶頻率的功率與被測(cè)任何其他頻率的功率之差，表示為比中頻帶頻率高 (+dB) 或低 (-dB) 的分貝數(shù)，中頻帶頻率的值為 0dB。請(qǐng)注意，在圖2的對(duì)數(shù)頻率標(biāo)度上，10Hz 至 100kHz 頻帶的中間為 1kHz，并且通常選擇該數(shù)字附近的頻率(輸出通常處于最大值)作為參考頻率。

將功率增益比轉(zhuǎn)換為 dB 的計(jì)算方法是將比值的對(duì)數(shù)乘以 10：

其中 P 1是中頻帶功率，P 2是被測(cè)功率。

四、以 dB 為單位的電壓增益

雖然通常將放大器的電壓增益描述為這么多分貝，但這并不是該單位的準(zhǔn)確用法。可以使用分貝來(lái)比較放大器在不同頻率下的輸出，因?yàn)樗休敵龉β驶螂妷旱臏y(cè)量都是在相同的阻抗(放大器負(fù)載)上進(jìn)行的，但是在描述電壓增益(輸入和輸出之間)時(shí)對(duì)于放大器，輸入和輸出電壓是在完全不同的阻抗上產(chǎn)生的。然而，也廣泛接受以分貝來(lái)描述電壓增益。

當(dāng)繪制電壓增益 (A v ) 或電流增益 (A i ) 與頻率的關(guān)系圖時(shí)，?3dB 點(diǎn)是增益降至最大(中頻帶)增益的 0.707 的位置。

請(qǐng)注意，將電壓比轉(zhuǎn)換為 dBs 使用20 log(V out /V in )

將輸入為 35mV 時(shí)產(chǎn)生 3.5V 輸出電壓的放大器的電壓增益描述為 40dB，相當(dāng)于說(shuō)輸出電壓是輸入電壓的 100 倍。

要反轉(zhuǎn)該過(guò)程，并將 dB 轉(zhuǎn)換為電壓比，例如，使用：

請(qǐng)注意，括號(hào)很重要，反對(duì)數(shù)在計(jì)算器鍵盤(pán)上可能顯示為 10 x或 10^，通常也為 Shift + log。對(duì) dBs 與電流增益比使用相同的公式，并將 dBs 轉(zhuǎn)換為功率比，只需將公式中的 20 替換為 10。

使用 dB 表示放大器增益的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在多級(jí)放大器中，以簡(jiǎn)單比率表示的一系列放大器的總增益將是各個(gè)增益的乘積：

Av1 x Av2 x Av3 x Av4 ...等等。

這可能會(huì)產(chǎn)生一些非常大的數(shù)字，但以 dB 表示的各個(gè)增益的總和將是各個(gè)增益的總和：

Av1 + Av2 + Av3 + Av4 ...等等。

同樣，減去濾波器、衰減器等電路造成的損耗，得到總損耗。

五、常見(jiàn)的 dB 值

0dB 所有 +dB 和 ?dB 數(shù)字所參考的參考電平。

±1dB 音頻電平中最不明顯的變化，也用于限制高質(zhì)量音頻放大器的帶寬。

?3dB 通常用于限制放大器中的帶寬，指示以下點(diǎn)：

A。輸出電壓已降至最大(中頻帶)輸出的 0.707。

b. 輸出功率已降至最大或中頻帶功率的一半。

(電壓幅度的一半是?6dB)

衰減器上經(jīng)常引用的數(shù)字，設(shè)計(jì)用于按測(cè)量量減少信號(hào)發(fā)生器的輸出。

?20 dB信號(hào)電壓幅度除以 10

?40dB信號(hào)電壓幅度除以 100

六、在 dB 和功率或電壓增益之間轉(zhuǎn)換