基礎(chǔ)知識之dB、dBm、dBc概念解釋以及區(qū)別

dB、dBm、dBc 等概念的解釋
純計數(shù)單位

首先， DB 是一個純計數(shù)單位：對于功率，dB = 10*lg(A/B)。對于電壓或電流，dB = 20*lg(A/B).dB 的意義其實再簡單不過了，就是把一個很大（后面跟一長串 0 的）或者很?。ㄇ懊嬗幸婚L串 0 的）的數(shù)比較簡短地表示出來。如：

X=1000000000000000 (共 15 個 0)

10lgX=150dB

X=0.000000000000001

10lgX=-150 dB

dBm 定義的是 miliwatt。0 dBm=10lg1mw；

dBw 定義 watt。0 dBw = 10lg1 W = 10lg1000 mw = 30 dBm。

DB 在缺省情況下總是定義功率單位，以 10lg 為計。當(dāng)然某些情況下可以用信號強度（Amplitude）來描述功和功率，這時候就用 20lg 為計。不管是控制領(lǐng)域還是信號處理領(lǐng)域都是這樣。比如有時候大家可以看到 dBmV 的表達(dá)。

注意基本概念

在 dB，dBm 計算中，要注意基本概念。比如前面說的 0dBw = 10lg1W = 10lg1000mw = 30dBm；又比如，用一個 dBm 減另外一個 dBm 時，得到的結(jié)果是 dB。如：30dBm - 0dBm = 30dB。

dB 和 dB 之間只有加減

一般來講，在工程中，dB 和 dB 之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法：dBm 減 dBm 實際上是兩個功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加 dBm 實際上是兩個功率相乘，這個已經(jīng)不多見（我只知道在功率譜卷積計算中有這樣的應(yīng)用）。dBm 乘 dBm 是什么，1mW 的 1mW 次方？除了同學(xué)們老給我寫這樣幾乎可以和歌德巴赫猜想并駕齊驅(qū)的表達(dá)式外，我活了這么多年也沒見過哪個工程領(lǐng)域玩這個。

編輯本段 dB 是功率增益的單位

db，表示一個相對值。當(dāng)計算 A 的功率相比于 B 大或小多少個 dB 時，可按公式 10 lg A/B 計算。例如：A 功率比 B 功率大一倍，那么 10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也就是說，A 的功率比 B 的功率大 3dB；如果 A 的功率為 46dBm，B 的功率為 40dBm，則可以說，A 比 B 大 6dB；如果 A 天線為 12dBd，B 天線為 14dBd，可以說 A 比 B 小 2dB。

dBm 是一個表示功率絕對值的單位，計算公式為：10lg 功率值 /1mW。例如：如果發(fā)射功率為 1mW，按 dBm 單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為：10 lg 1mW/1mW = 0dBm；對于 40W 的功率,則 10 lg(40W/1mW)=46dBm。

1、dBm

dBm 是一個考征功率絕對值的值，計算公式為：10lg（功率值 /1mw）。

[例 1] 如果發(fā)射功率 P 為 1mw，折算為 dBm 后為 0dBm。

[例 2] 對于 40W 的功率，按 dBm 單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為：

10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg（4*10^4）=40+10*lg4=46dBm。

2、dBi 和 dBd

dBi 和 dBd 是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個相對值,但參考基準(zhǔn)不一樣。dBi 的參考基準(zhǔn)為全方向性天線，dBd 的參考基準(zhǔn)為偶極子,所以兩者略有不同。一般認(rèn)為，表示同一個增益，用 dBi 表示出來比用 dBd 表示出來要大 2. 15。

[例 3] 對于一面增益為 16dBd 的天線，其增益折算成單位為 dBi 時，則為 18.15dBi （一般忽略小數(shù)位，為 18dBi）。

[例 4] 0dBd=2.15dBi。

[例 5] GSM900 天線增益可以為 13dBd（15dBi），GSM1800 天線增益可以為 15dBd（17dBi)。

3、dB

dB 是一個表征相對值的值，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個 dB 時，按下面計算公式：10lg（甲功率 / 乙功率）

[例 6] 甲功率比乙功率大一倍，那么 10lg（甲功率 / 乙功率）=10lg2=3dB。

也就是說，甲的功率比乙的功率大 3 dB。

[例 7] 7/8 英寸 GSM900 饋線的 100 米傳輸損耗約為 3.9dB。

[例 8] 如果甲的功率為 46dBm，乙的功率為 40dBm，則可以說，甲比乙大 6 dB。

[例 9] 如果甲天線為 12dBd，乙天線為 14dBd，可以說甲比乙小 2 dB。

4、dBc

有時也會看到 dBc，它也是一個表示功率相對值的單位，與 dB 的計算方法完全一樣。

一般來說，dBc 是相對于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與

載波功率的相對值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾等）

以及耦合、雜散等的相對量值。在采用 dBc 的地方，原則上也可以使用 dB 替代。

搞無線和通信經(jīng)常要碰到的 dBm, dBi, dBd, dB, dBc

經(jīng)驗算法：

有個簡便公式：0dBm=0.001W 左邊加 10=右邊乘 10

所以 0+10dBM=0.001*10W 即 10DBM=0.01W

故得 20DBM=0.1W 30DBM=1W 40dBM=10W

還有左邊加 3=右邊乘 2，如 40+3dBM=10*2W，即 43dBm=20W，這些是經(jīng)驗公式，蠻好用的。

所以 -50dBm=0dBm-10-10-10-10-10=1mW/10/10/10/10/10=0.00001mW。

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dbm 的計算方法：(dBm 與 mW)

一般坊間販?zhǔn)鄣?802.11x 無線網(wǎng)路 AP 上頭，常會有規(guī)格說明，里頭總會有一項說明到這個 AP（或是無線網(wǎng)路卡），它的傳輸功率 （transmission POWER）有 20dBm，或者有些產(chǎn)品，是以 mW（milliWatts）為單位，例如很有名的神腦長距離網(wǎng)卡，就說他們的網(wǎng)卡具有高達(dá) 100mW 的發(fā) 射功率。

這些單位是怎么回事呢？

dBm 是 dB-milliWatt，即是這個讀數(shù)是在與一個 milliWatt 作比較而得出的數(shù)字。在儀器中如果顯示著 0dBm 的意思即表示這個訊號與 1mW 的訊號沒有分別，也就是說這個訊號的強度就是 1mW 了。至于 Watt（瓦特）是功率的單位我想大家都知道，就不贅述了。

所以我 們必須先從 dB 講起，dB 到底是什么呢？dB 的全寫是 decibel，英文（其實是拉丁語文）中 deci 即十分一的的意思。這個單位原本是 bel 。但因為要達(dá)到一個 bel 的數(shù)值比較所需之能量差通常都較為大而在電路學(xué)上并不常用，故此才比較常用十分之一 bel，亦即 decibel 這個單位了。

那么 decibel（或者 bel）又指什么呢？

其實它是指當(dāng)你遇上有兩個能量（訊號）的時候，dB 就是我們用來表示這兩個能量之間的差別的一種表示單位。它本身并不是一個獨立的（如伏特 Volt、安 培 Ampere 等）絕對單位，dB 這個單位一出現(xiàn)即意味著是有兩個同樣性質(zhì)的能量（或訊號）正在被比較之中而獲得的單位。

至此或許大家會有疑問：「既然 dB 只是表示兩個訊號間的能量差別的話，為何不干脆用”倍數(shù)”來做表示呢？是否為了要故作深奧而造出這個單位來呢？」

當(dāng)然不是啦！不過這個問題倒也問得相當(dāng)好。不是嗎？干脆用”倍數(shù)”不是來得簡單易懂而不致于有這么多的人搞錯了觀念嗎？某程度上林教官也相當(dāng)同意這個說 法。譬如當(dāng)你制作一部高頻線性放大器（LINEAR Amp.）時，它的輸入所需功率是 10Watts 而輸出則可達(dá) 40Watts 的話，為何不干脆說有四倍的增益而要說成是 6dB 的增益呢？在這個例子之中， 其實的確是用”四倍”這個說法來得干脆俐落，但試看一看另一個同類例子……

今天我們試想像一套發(fā)射設(shè)備由初級振蕩的能量以至最后級的 輸出功率之間的增益…，假設(shè)在初級振蕩時的功率是 0.5mW（注意是假設(shè)，真的當(dāng)然會遠(yuǎn)低于此數(shù)）而在最后的 LINEAR Amp. 輸出是 2kW?，F(xiàn)在試算一算它們之間的倍數(shù)差別……，2kW 就是 2000Watts 亦即 2,000,000mW 用 2,000,000mW 除以 0.5mW 便得出倍數(shù)，即 4,000,000 倍了。試想一想，我已假設(shè)了振蕩級是 0.5mW 那么大都還得出了四百萬倍這個如此驚人的數(shù)字，一旦用上真實的 數(shù)字的話那倍數(shù)勢必比四百萬來得更大更多位數(shù)了。至此大家或許已經(jīng)明白在各類電子及無線電電路中（尤其是接收方面）這類倍數(shù)之差別比比皆是（即如一部廠制 的發(fā)射機的抗干擾能力是優(yōu)于一百萬倍就標(biāo)示成 better than 60dB）。如果每次都要在各個層面（例如說明書，規(guī)格表）內(nèi)都標(biāo)示出數(shù)百萬以至千萬甚至億倍的數(shù)字將會是何等的不方便??！

那么 dB 又是如何運算出來的呢？

bel = lg ( P2 / P1 )

上面公式里頭，P1 就是第一個被比較的能量（訊號），P2 就是第二個作比較的能量（訊號），P1 與 P2 的單位要大家相同。

dB = 10 * bel = 10 * lg ( P2 / P1 )

例：第一個訊號功率是 4Watts，第二個訊號功率是 24Watts，那增益就是：

10 * lg ( 24 / 4 ) = 10 * lg6 = 7.78 dB

OK，我們回到 dBm 來看，因此換算 dBm 與 mW 的公式就應(yīng)該是長成這樣：

dBm = 10 * lg(mW)或 mW = 10^( dBm / 10 )

所以底下這些例子大家可以驗算一下：

0 dBm = 1 mW

10 dBm = 10 mW

14 dBm = 25 mW

15 dBm = 32 mW

16 dBm = 40 mW

17 dBm = 50 mW

20 dBm = 100 mW

30 dBm = 1000 mW = 1W

如果大家都很聰明，一定可以從 log 的基本性質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)到底下的 rule：

dB 增加 3dB = mW 乘 2 倍；dB 減少 3dB = mW 變成 1/2 ；增加 10dB =乘 10 倍

這樣一來，你便可以用你的腦袋直接進(jìn)行快速運算來求得概略值：

+3dbm= *2

+6dbm= *4 (2*2)

+7dbm= *5 (+10db-3db = 10/2)

+4dbm= *2.5 (+10db-6db = 10/4)

+1dbm= *1.25 (+4db-3db=2.5/2)

+2dBm=*1.6(+6dBm-4dBm=4/2.5=1.6)

舉個例子，假設(shè)你已經(jīng)知道 0dBm = 1mW，那么 3dBm 當(dāng)然就等于 2mW 啰。那么，47dBm 呢？40dBm → 10^4mW，再多 7dBm → 5 * 10^4mW = 50W。

審核編輯 黃昊宇