电平、分贝、分贝比.doc

论文题目
谈电平、分贝、分贝比的概念及其关系
作者姓名、单位
李铁东 尚志市广播电视局
合作者姓名、单位
李加宝 尚志市畅通广电电子工程有限责任公司
何时何地发表

类别
有线电视

作
者
简
历
96年10月至2000年1月 尚志市有线电视传输中心维护队小队长。
2001年1月至今 尚志市有线电视传输中心稽查队副队长。

论
文
简
介
在有线电视技术中“电平”、“分贝”等是使用频率较高的术语，很多同志可以很熟练的用场强仪等仪器对电平进行测量，但对其中的概念及相互之间的关系却常常混淆不清，本文就“电平”、“分贝”、“分贝比”进行论述，希望对同行有所帮助。
单位
意见

（盖单）
年 月 日
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谈电平、分贝、分贝比的概念及其关系

在有线电视技术中“电平”、“分贝”等是使用频率较高的术语，很多同志可以很熟练的用场强仪等仪器对电平进行测量，但对其中的概念及相互之间的关系却常常混淆不清，本文就“电平”、“分贝”、“分贝比”进行论述，希望对同行有所帮助。
一、 电平、分贝、分贝比的概念
在有线电视系统和卫星接收系统中各点的电压和功率相差很大，例如，从电视接收天线上得到的功率可小到10-2uW，而高输出放大器的输出功率则能达到104uW，两者相差100万倍，在卫星接收系统中甚至可达100亿倍。这样大的差别在实际应用中很不方便，从而人们采用了电平来表示系统中的功率或电压的大小，采用分贝比表示系统中的增益、衰减等，以示功率或电压大小的区别。
分贝是一个单位，由两部分组成，一部分是功率比部分，即P1比P2，写成P1/P2；第二部分是对数部分，合在一起形成了一个公式贝尔，即贝尔=logP1/P2。人们在使用中认为贝尔这个单位太大，故采用贝尔的十分之一作为单位，形成分贝，用dB表示，公式如下：分贝 dB=10log P1/P2。
利用分贝比可以表示有线电视系统中的增益、衰减、交调比、互调比、载噪比等，可以用加减法进行计算。分贝比可以为正值，也可以为负值，用于表示增益时为正值，表示衰减时为负值，表示指标时既可为正值也可为负值。如一台放大器的增益为30dB， 则表示该放大器的输出电平比输入电平高30dB；系统指标C/CTB(载波组合三次差拍比)的计算公式为20logUc/UCTB时为正值，计算公式为20logUCTB/Uc时为负值。分贝比的单位是分贝dB。
电平表示的是系统中的一个功率或电压的大小，系统中某一点的电平是指该点的功率或电压对某一基准功率或电压的分贝比。单位有dBw、dBm、dBmV、dBuV等。
二、 将功率、电压换算成电平的计算
对同一功率选用不同的基准功率P0或电压U0所得的电平数值不同，若以1W为基准功率，功率为P时，对应的电平是10logP/1w。单位是dBw。同理，基准功率分别为1mW、1mV、1uV时，对应的电平单位分别为dBm、dBmV、dBuV。
用电平表示某点的功率时，可直接代入公式 ：电平=10log P1/P2。设某点的功率为1mW，用1W为基准功率，则该点的电平=10log(1×10-3W/1W)=-30dBW。也可用1mW为基准单位，则该点的电平=10log(1mW/1mW)=0dBm。
用电平表示某点的电压时，由于功率P=U2/Z（U—电压；Z—阻抗），在有线电视系统中，输入输出阻抗都为75Ω，用电平表示的电压=10log P1/P2=10log(U12/Z)/( U02/Z)=10log( U12 /U02)=20log U1 /U0。若某点的电压为1mV时，用1mV为基准单位，则该点电压用电平表示为，20log1mV/1mV=0dBmV，用1uV为基准单位时，则该点电平=20log103uV/1uV=60dBuV。
已知系统中某点的电压也可以用dBW或dBm来表示该点的电平，如一点的电压为1mV时，对应的功率为P=U2/Z=（10-3V）2/75Ω=10-6V/75Ω=1.3×10-8W=1.3×10-5mW，用1mW为基准单位，对应的电平为10log(1.3×10-5mW)/1mW=-48.75dBm。
通过上面的计算我们可以得出，若以1mW为基准功率，功率为1W时电平为30dBm，功率为1mW时电平为0dBm，电压为1mV时电平为-48.75dBm，1dBmV=60dBuV，从而我们可以得到下面的一个对应关系：
60dB
30dB
48.75dB
dBW
dBm
dBmV
dBuV
利用上图表的关系我们可以很方便地把电平由一种单位化成另一种单位，单位从大到小依次是dBW、dBm、dBmV、dBuV，想把大的单位化成小的单位要加上两个单位间的比值，想把小的单位化成大的单位要减去两个单位的比值。例如某光接收机的输出电平为102dBuV，用dBmV表示时为102-60=42dBmV，用dBm表示时为102-60-48.75= -6.75dBm，用dBW表示时为102-60-48.75-30= -36.75dBW。又如，该光接收机的入光功率为0dBm，用dBW表示时为0-30= -30dBW，用dBmV表示时为0+48.75=48.75dBmV。
三、 电平与功率之间的相互换算
在有线电视电缆网络中我们主要用电平进行计算，在HFC网络中，我们不光用到电平，还要用到功率对系统进行测量和计算。如光发射机的输出功率、光接收机的接收功率等，都是既用电平表示又用功率表示的，这样我们就需要对电平与功率进行互算。目前HFC网络中主要应用的是mW和dBm，这两个单位的互算可采用下面的公式：10dBm/10=mW；10logmW=dBm。在已知电平或功率中的一个值时均可代入其中的一个公式计算出另一个值。下面的表格，将在HFC网络中常用的两个单位的互算后的对应关系列出方便查阅（精度为小数后三位）。

对于相对电平也就是分贝比的计算，可用公式10dB/10=倍数 来计算，如计算增益为30dB的放大器，其放大倍数为 1030/10=103=1000倍，增益为34dB的放大器其放大倍数为1034/10=103.4=2511.89倍。
在工作中可用科学型计算器或计算机来进行电平与功率间的互算，上表就是在Excel中输入公式后计算所得，十分方便。

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