磁带录音技术中的几个常用单位

🏠 首页 《无线电》杂志 1985年 🔗 第5期 🔗 第23页 分类:暑假电子科技制作活动内容 🔗 刘宪坤 🔗

业余爱好者对于电声技术中的一些单位,如电压、电流、电阻、电容、电感、声压、声强等等是不陌生的。但对于同属电声范畴的磁带录音技术中的一些单位却不太熟悉。为了帮助大家使用、维护好录音机、掌握正确的录音技术,这里简要地介绍一下磁带录音技术中常遇到的几个单位。

(一)相对电平单位dB、dBm、dBV

dB是国标符号,它是表示相对电平的单位,dB是英文decibel或decimal Bel的缩写,意思是分贝。dB是从Bel(贝尔)这个单位变化来的。Bel是用常用对数表示的相对电平单位。

Bel=lg\(\frac{P}{P}\)\(_{0}\)

式中P为被测功率电平,P\(_{0}\)为参考功率电平。实用中嫌Bel这个单位大大,因此常用它的十分之一(decimalBel)作为相对电平单位,这就是分贝dB。对于功率电平dB=10lg\(\frac{P}{P}\)0。其中P\(_{0}\)为参考功率电平。由于电压、电流与功率之间存在平方关系,所以用dB表示的电压或电流的相对电平就变成了10lgP;P0=10lg\(\frac{V}{^{2}}\)/R\(_{L}\)V02/R\(_{L}\)=10lgV\(^{2}\);V02=20lg\(\frac{V}{V}\)\(_{0}\)或者10lgP;P0=10lg\(\frac{I}{^{2}}\)R\(_{L}\)I02R\(_{L}\)=10lg

dBm是decibel milli-Watt的缩写,意思是毫瓦分贝,俗称绝对分贝,也即将参考功率电平(P\(_{0}\))选为1毫瓦时的相对功率电平。这样,1瓦功率的相对电平就是10lg\(\frac{P}{P}\)0=10lg1;1×10\(^{-}\)3=30dBm

实用中有时也用绝对分贝来表示电压电平。参考电压选为在600Ω负载电阻上测得的电压。由于1mW参考功率在600Ω电阻上的压降为V=\(\sqrt{P}\)\(_{0}\)RL=10\(^{-3}\)×600=0.775V,因而表示电压的dBm就以0.775V作为0dBm。于是7.75V就是20lg7.750.772=20dBm,而77.5mV就是-20dBm。

dBv是decibel·Volt的缩写,意思是伏特分贝。也即以1伏电压作参考电平0dBV。这样10V就是20dBv,1mV就是-60dBV。

各国习惯不同,日本多用dBV表示相对电平(如话筒或磁头的灵敏度等),而欧美等国喜欢用dBm表示相对电平。我国磁带录音标准中多用dB或dBm。

(二)磁平单位。磁带录音技术中经常遇到磁场强度、磁通量、磁感应强度(即磁通密度)等物理量。表达这些物理量的单位有很多,常用到的有以下几种。

1.磁通单位:国标符号用φ表示。我国法定计量单位规定磁通量的单位为Wb(韦伯),它是英文Weber的缩写。以往书中也常用MX(Mexwell麦克斯韦)做磁通量单位。1Wb=10\(^{8}\)MX。

磁感应强度也即磁通密度,国标符号用B表示,其法定计量单位为T(Tesla特斯拉),1T=1Wb/m\(^{2}\)。以往书中的磁感应强度单位也有用高斯(Gauss)的1T=104Gs。磁带的最大剩磁密度常用mT(毫特斯拉)表示,1mT=10Gs。

2.磁场强度单位:磁场强度的国标符号为H,其法定计量单位为安/米(A/m)。以往也有用奥斯特(Oersted)Oe表示的。1Oe=\(\frac{10}{^{3}}\)4πA/m。磁带的矫顽力H\(_{c}\)常用kA/m单位表示,因此1Oe=1;4πkA/m。例如某磁带的矫顽力为Hc=370Oe则相当于约29kA/m。

3.磁平单位:nWb/m、pWb/mm、mM/mm。记录在磁带上的剩磁信号大小是用磁平的高低衡量的。这里的磁平是指沿磁迹宽度方向单位长度(毫米或米)的断面所通过的磁通量即磁通线密度,常用nWb/m表示。1nWb/m等于10\(^{-9}\)Wb/m即毫微韦伯/米。n是法文nano的缩写意思是10-9也即“毫微”。pWb/mm也是磁平的常见单位,p是法文Pico的简写意为10\(^{-12}\)即“微微”。显然InWb/m=10-9Wb/10\(^{3}\)mm10-12Wb/mm=1pWb/mm。

mM/mm是毫麦克斯韦/毫米的意思,它是过去常用的磁通线密度单位,不难看出1nWb/m=10\(^{-9}\)×108×10\(^{3}\)mM/103mm=10\(^{-1}\)mM/mm。

实际测量当中磁平常用相对值表示,也即用相对于某一个选定的参考磁平的分贝数表示。我国磁带录音机标准中规定,当带速大于或等于19.05cm/s时参考磁平定为320nWb/m(如盘式录音机)。当带速小于或等于9.5cm/s时参考磁平定为250nWb/m(如盒式录音机)。因此盒式录音机和磁带的许多性能参数都是以250nWb/m作为0dB的。(刘宪坤)