电平是表示电功率、电压、电流相对大小的物理量。电平值有时用百分数表示,如在电视技术中,通常规定电路中最高信号电压为100%,其它信号与其相比,所得的百分数就是各信号的电平值。如同步信号为100%,消隐信号为75%,图象信号为15~75%等。在更多的场合,如放大器的放大量,衰减器的衰减量,通信网络中的信号传递量,场强的大小,噪声的强弱,以及在声学、光学等领域,也经常以电平来表示,其单位为“分贝”(dB)及“贝尔”,1贝尔=10分贝。
电平值可按下式求出:
功率电平=101g\(\frac{待测功率}{参考功率}\)(分贝);
电压电平=201g\(\frac{待测电压}{参考电压}\)(分贝);
电流电平=201g\(\frac{待测电流}{参考电流}\)(分贝)。
若电平为正值,则表示待测量大于参考量,或者说增加;电平为负值,则表示待测量小于参考量,或者说衰减;若电平为0分贝,则表示待测量等于参考量。
参考量称为参考电平,记为0电平,请注意它不同于0瓦、0伏、0安,不论参考量多大,都称为0电平。若参考量是根据需要任选的数值,例如选取放大器的输入功率作为参考量,则按上述公式求出的功率电平称为相对电平,简称电平。若参考量不是任选的数值,而是国家或国际统一规定的标准值,则按上式求出的是绝对电平。国际上多数国家统一规定的功率标准值为1毫瓦(有时用1瓦);电压标准值为0.775伏;电流标准值为1.29毫安。
在电学中,用分贝表示电量的大小有很多好处,首先是数字小了。例如一个高增益运算放大器电压增益为1000000倍,用分贝表示则为120分贝。再有,绘制放大器的幅频特性曲线时,由于频率范围很宽,常以电压增益的分贝数作为纵座标,以频率的对数作为横座标,横座标的分度按频率每增大10倍(f=1、10、100、1000……赫)作为一个标度,并取其对数即为0、1、2、3……叫10倍频程,简称倍频程,这样从曲线上就能清楚地看出,每当频率增大10倍时,放大器的增益变化了多少分贝。
下面举几个实例,进一步说明电平及分贝的概念。1.其放大器有-3dB带宽。-3dB表示衰减70.7%。该放大器有一频率范围,在此频率范围内的信号被放大时输出电压均不会小于中心频率输出电压的70.7%则此频率范围即称为-3dB带宽。2.某收音机的选择性不劣于26dB。它表示收音机在不同频率电台的信号中,选择所需信号的能力。广播电台的频率间隔为9kHz,因此收音机选择性的指标是以频率偏调9kHz时的衰减量来表示。26dB表示收音机能将其它电台的信号衰减到等于所需电台信号量的5%。严格地说,衰减量的分贝值是负值,但为了简便,往往取其绝对值。3.某扩音机额定输出电压为10优,噪声电平不劣于40dB,问实际噪声电压为多少伏?噪声电平是指未加输入信号时,在输出端所测的噪声电压与额定输出电压之比的对数值。根据前述公式可以算出40dB即为0.01,则噪声电压=10伏×0.01=0.1伏。4.有的万用表有分贝这一刻度,它表示被测交流电压的绝对电平值,其参考电平就是前面提到的0.775伏。例如表针指到40dB刻度,则被测的交流电压为77.5伏。(郑贝贝)