放大器增益

       增益的一般含义简而言之就是放大倍数。在电子学上,通常为一个系统的讯号输出与讯号输入的比率,如天线增益表示定向天线辐射集中程度的参数,为定向天线和无方向天线在预定方向产生的电场强度平方之比。放大器增益,表示放大器功率放大倍数,以输出功率同输入功率比值的常用对数表示等。

增益一般指对元器件、电路、设备或系统,其电流、电压或功率增加的程度,以分贝(dB)数来规定,即增益的单位一般是分贝(dB),是一个相对值。电子学上常使用对数单位量度增益,并以贝(bel)作为单位:

  • Gain = log10(P2/P1) bel

其中P1与P2分别为输入及输出的功率。

由于增益的数值通常都很大,因此一般都使用分贝(dB,贝的10分之1)来表示:

  • Gain = 10×log10(P2/P1) dB

这就是增益的绝对值与相对值分贝之间的关系。

放大器增益

放大器增益是放大器输出功率与输入功率比值的对数,用以表示功率放大的程度。亦指电压或电流的放大倍数。同样,分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为增益,这是一个概念的两种称呼。电学中分贝与放大倍数的转换关系为:AV(I)(dB)=20lg[Vo/Vi(Io/Ii)];Ap(dB)=10lg(Po/Pi)分贝定义时电压(电流)增益和功率增益的公式不同,但我们都知道功率与电压、电流的关系是P=V^2/R=I^2R。采用这套公式后,两者的增益数值就一样了:10lg[Po/Pi]=10lg(V2o/R)/(V2i/R)=20lg(Vo/Vi)。使用分贝做单位有很大好处。
  电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万,一架收音机从天线收到的信号至送入喇叭放音输出,一共要放大2万倍左右。用分贝表示先取个对数,数值就小得多。放大器级联时,总的放大倍数是各级相乘。用分贝做单位时,总增益就是相加。若某功放前级是100倍(20dB),后级是20倍(13dB),那么总功率放大倍数是100×20=2000倍,总增益为20dB+13dB=33dB。

总结:

功率增益公式:Gain = 10×log10(P2/P1) dB;

电压增益公式:Gain = 20×log10(V2/V1) dB;

6dB时,V2是V1的2倍;

20dB时,V2是V1的10倍;

40dB时,V2是V1的100倍;

80dB时,V2是V1的10000倍;

增益dB V2/V1
1 1.12 
2 1.26 
3 1.41 
4 1.58 
5 1.78 
6 2.00 
7 2.24 
8 2.51 
9 2.82 
10 3.16 
11 3.55 
12 3.98 
13 4.47 
14 5.01 
15 5.62 
16 6.31 
17 7.08 
18 7.94 
19 8.91 
20 10.00 
21 11.22 
22 12.59 
23 14.13 
24 15.85 
25 17.78 
26 19.95 
27 22.39 
28 25.12 
29 28.18 
30 31.62 
31 35.48 
32 39.81 
33 44.67 
34 50.12 
35 56.23 
36 63.10 
37 70.79 
38 79.43 
39 89.13 
40 100.00 
41 112.20 
42 125.89 
43 141.25 
44 158.49 
45 177.83 
46 199.53 
47 223.87 
48 251.19 
49 281.84 
50 316.23 
51 354.81 
52 398.11 
53 446.68 
54 501.19 
55 562.34 
56 630.96 
57 707.95 
58 794.33 
59 891.25 
60 1000.00 
61 1122.02 
62 1258.93 
63 1412.54 
64 1584.89 
65 1778.28 
66 1995.26 
67 2238.72 
68 2511.89 
69 2818.38 
70 3162.28 
71 3548.13 
72 3981.07 
73 4466.84 
74 5011.87 
75 5623.41 
76 6309.57 
77 7079.46 
78 7943.28 
79 8912.51 
80 10000.00 
81 11220.18 
82 12589.25 
83 14125.38 

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