做射频或者微波测试的时候,网络分析仪是常客。可一看到屏幕上那些dB值,尤其是S参数,很多人就犯嘀咕:这-3dB到底对应多少电压或功率?怎么换成我们更熟悉的“线性”数值?
dB和线性是什么关系?
简单说,dB是用对数表示的比值,线性就是实实在在的倍数。比如信号衰减了一半,线性值是0.5,换算成dB就是20×log₁₀(0.5) ≈ -6dB。反过来,如果看到-3dB,想还原成线性值,就得用10^(-3/20) ≈ 0.707。这个0.707就是电压或电流的相对比例。
注意,这里分清楚是功率还是电压。功率用10为底,电压用电压幅度,得用20为底。比如-3dB功率对应线性值是10^(-3/10)=0.5,而-3dB电压幅度则是10^(-3/20)≈0.707。
实际操作中怎么算?
举个例子,你在调一个滤波器,网络分析仪显示S21是-1.5dB,想知道信号还剩多少电压比例。直接套公式:
线性值 = 10^(dB / 20)
代入-1.5:
10^(-1.5 / 20) = 10^(-0.075) ≈ 0.841
也就是说,输出电压是输入的84.1%,直观多了。
别光靠脑子算,用工具也行
平时调试赶时间,谁有空一个个算?我习惯在手机计算器上直接输,或者写个Excel小表格,列好dB值,自动出线性结果。有些高级网络分析仪还能直接切换显示模式,在菜单里找“Format”或者“Scale”,选“Linear”就能直接看线性幅度,省得自己换算。
不过要注意,切换成Linear后,通常显示的是幅度,不是功率。如果你关心的是能量传输效率,还得再平方一次。比如线性幅度0.707,对应功率就是0.707²=0.5,也就是一半功率。
刚进实验室那会儿,我也总把dB和线性搞混,测天线增益时差点把数据报错。后来记住了口诀:‘电压除20,功率除10,反推就用10的幂’。用多了,基本常见dB值对应的线性值都心里有数了。