在数学运算中用“对数”计算方法,能使复杂的乘除运算转换成加减运算,幂指数运算变为乘除运算,这也是计算尺的乘除计算原理。
在无线电技术中,当计算某一多级放大器时,需要将各级放大器的放大量连乘之后才得总放大量;若用“对数”方法,各级的放大量相加即得总放大量,使计算简化;还因人耳对声音强弱变化的感觉是与声音功率变化的对数值成正比,用对数法计算适合人的听觉的特点,这就是采用分贝法的好处。
下面我们来谈谈分贝是怎样定义的。有P\(_{1}\),P2两个功率,把它们的比值(\(\frac{P}{_{2}}\)P1)取常用对数,就得出两个功率相差的贝尔数。贝尔数=lgP2;P1。“贝尔”这个单位太大,我们取“贝尔”的十分之一作计算单位,叫做“分贝”,分贝的符号是“dB”。由贝尔数换算成分贝数的公式:
贝尔数=lg\(\frac{P2}{P1}\)…… (1)
分贝数=10×贝尔数=10×lg\(\frac{P2}{P1}\)…… (2)
对于公式②,这里再作些解释。我们知道电流强度单位有安培、毫安等,如已知电流强度为0.2安培,若用毫安表示时,就要把安培数(0.2)乘上1000,就得200毫安。同样道理原来用贝尔数表示的一个量值,现在改用分贝数表示,必须乘上10。
由于功率P=I\(^{2}\)R=U2R,因此分贝数(dB)=10lg(U\(^{2}\)\(_{2}\);R2/U2\(_{1}\)R1=10lgI\(^{2}\)\(_{2}\)R2;I2\(_{1}\)R1,如果R\(_{1}\)=R2(在电路同一点测试时)分贝数(dB)=10lg\(\frac{U}{^{2}}\)\(_{2}\)U21=10lgI\(^{2}\)\(_{2}\);I21=20lg\(\frac{U}{_{2}}\)U1=20lgI\(_{2}\);I1。
在电路中,如果P\(_{1}\)为输入功率,P2为输出功率那么若P\(_{2}\)大于P1,表示功率得到放大,分贝数为正,即有增益;若P\(_{2}\)小于P1,表示功率损耗,分贝数为负,即有衰减;若P\(_{2}\)=P1表示功率既无放大也无损耗,分贝数为0。
如功率增益为10分贝时,10lg\(\frac{P}{_{2}}\)P1=10,lgP\(_{2}\);P1=1,即\(\frac{P}{_{2}}\)P1=10\(^{1}\),表示电路功率放大为10倍,如功率增益为20分贝时,10lgP\(_{2}\);P1=20,lg\(\frac{P}{_{2}}\)P1=2,即P\(_{2}\);P1=102=100,表示电路功率放大100倍。功率增益为30分贝时,\(\frac{P}{_{2}}\)P1=10\(^{3}\)=1000等等。同样道理电压或电流增益为20、40、60分贝时,表示电压或电流放大为10倍、100倍、1000倍。
下面我们举例说明,如何用分贝进行计算。有一台八管晶体管收音机,它各级增益分配见表一。如要计算整机总增益,只要求出各级增益分贝数的代数和即可。

即(28+26+30-24+15+40+25)db=140dB
若以\(\frac{U}{_{2}}\)U1或I\(_{2}\);I1之值计算全机总增益,就要逐级将放大量相乘,即25×20×32×0.063×5.8×100×18≈10\(^{7}\),这样计算起来繁琐也不便于比较。
为了使放大量值与分贝数量值相互间换算方便,一般无线电书籍或手册中都列有常用分贝表。只要知道了分贝数,即可从表中查出功率之比值或电压、电流之比值。反之,知道了功率比或电压比、电流比,可查出对应的分贝数,不必再进行计算。这里我们列出了简易分贝表(表二),供大家参考。下面我们举例说明此表使用方法。

①某电路中输出功率为P\(_{2}\),输入功率为P1,已知\(\frac{P}{_{2}}\)P1为400(倍),求相当于多少分贝。计算时可把400(倍)化成4×100,从表二第二横行中找出“4”倍,它对应的分贝数是6dB,“100”倍对应的分贝数是20dB,把这两个分贝数相加,(6+20) dB=26dB,即功率放大400倍可换成26dB的增益来表示。
②某电路的电压增益为28dB,相当于电压放大多少倍?计算时可把28dB化成(20+8)dB或者(10+10+8)dB……均可;然后查表二。从表二中“20”dB对应的电压增益(表二第九横行)是 10(倍),“8”dB对应的电压增益是2.5(倍),将此二数相乘10×2.5=25(倍)或者3.2×3.2×2.5=25(倍),即28分贝的电压增益等于电压放大25倍。
在收音机的主要电气性能中,有好几项都是用分贝数值来表示。例如选择性,中频波道衰减,假象波道衰减等等。这里我们来谈谈收音机的选择性是如何用分贝来表示的。
测定收音机中波段的选择性时,先将收音机调谐在1000千赫上,测定其灵敏度若为1毫伏/米,然后保持收音机调谐频率不变,将信号发生器的测试信号频率调偏±10千赫,即发射出990千赫或1010千赫的信号,再测该收音机的灵敏度,假定为10毫伏/米,即灵敏度比谐振频率1000千赫时降低了10倍;查分贝表得知衰减为20dB,称该收音机选择性是20dB。表示收音机选择性的dB值越大,说明收音机选择性越好。(阎维理)