來源:測試測量八點半微信公眾號(ID:TnM0830),作者:Accurate Wang。
本打算談談信噪比,但是繞不開「分貝」,所以還是先把這事說清楚把!
這個單位是為了紀念貝爾,沒錯就是發明電話的那個人,而且單位就是「貝爾」。「分貝」是1/10貝爾的意思。
最初在研究聲音強度的時候,出現了兩個難題:
解決的方案很簡單,如果兩個信號A比B的功率高10倍,將它們比值取以10為底的對數,這就是1個貝爾。後來因為貝爾這個單位有點大,處理最常見的2倍功率的時候出現了小數,所以就改用1/10也就是分貝來表示,那相應的數值上就要乘以10。
這個方法簡直是把「簡單粗暴」發揮到了極致。
首先,用比值完全消除了各種常量係數,重點更突出;其次,對數操作把乘方變成了加減法,運算和作圖都變得非常簡單。
所以,重要的事情說三遍——
「10lg」是正解!!!
「10lg」是正解!!!
「10lg」是正解!!!
捎帶說一句,電信號的「模擬帶寬」就是用功率衰減一半來定義的,lg0.5=-3.0103,也就是-3dB。
那麼,為啥又出來個「20lg」呢?
因為dB的定義是基於「功率」的,如果是要表述「幅度」的差距,由於功率跟幅度的平方成正比,所以對數運算後前面又乘以2,變成了「20lg」。看圖吧!
看,數學也是充滿了暴力美學的,世界上還有比這個更賞心悅目的東西嗎?有,艾馬數學講的好嗨森……
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