干货｜10分钟看懂dB、dBm、dBw的区别

电子工程世界EEWorld 2022年1月25日浏览：1686

dB应该是无线通信中最基本、最习以为常的一个概念了。我们常说“传播损耗是xx dB”、“发射功率是xx dBm”、“天线增益是xx dBi”……

有时，这些长得很像的dBx们可能被弄混，甚至造成计算失误。它们究竟有什么区别呢？

这事不得不先从dB说起。

而说到dB，最常见的就是3 dB啦！

3 dB在功率图或误码率图中经常出现。其实，没什么神秘的，下降3 dB就是指功率下降一半，3 dB点指的就是半功率点。

+3 dB表示增大为两倍，-3 dB表示下降为1/2。这是怎么来的呢？

其实很简单，让我们一起看下dB的计算公式：

dB表示功率P1相对于参考功率P0的大小关系。如果P1是P0的2倍，那么：

如果P1是P0的一半，那么：

关于对数的基本概念及运算性质，大家可以自行回顾下高一数学。。。

对数函数是以幂（真数）为自变量，指数为因变量，底数为常量的函数。对数函数是6类基本初等函数之一。其中对数的定义：

如果ax =N（a>0，且a≠1），那么数x叫做以a为底N的对数，记作x=logaN，读作以a为底N的对数，其中a叫做对数的底数，N叫做真数。

一般地，函数y=logaX（a>0，且a≠1）叫做对数函数，也就是说以幂（真数）为自变量，指数为因变量，底数为常量的函数，叫对数函数。

其中x是自变量，函数的定义域是（0，+∞），即x>0。它实际上就是指数函数的反函数，可表示为x=ay。因此指数函数里对于a的规定，同样适用于对数函数。

“log”是拉丁文logarithm（对数）的缩写。

现在出道题来检验下你的理解程度：

【问】功率增大为10倍，用？dB表示

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干货｜10分钟看懂dB、dBm、dBw的区别的图6

这里请大家记住一个口诀。记住了这个口诀，你基本就可以横着走路了。

+3 dB，表示功率增加为2倍；+10 dB，表示功率增加为10倍。

-3 dB，表示功率减小为1/2；-10 dB，表示功率减小为1/10。

可见dB是个相对值，它的使命就是把一个很大或者很小的数，用一个简短的形式表达出来。

这可以极大的方便我们计算和描述。尤其是绘制表格的时候，大家可以自行脑补下，没换算成dB前，这么多的0，坐标轴得拉到外太空了吧。。。

干货｜10分钟看懂dB、dBm、dBw的区别的图9

理解了dB，你只能横着走，理解了dB家族的其它成员，你就可以躺赢了。

我们还是从最常用的dBm、dBw来说。

dBm、dBw就是把dB公式中的参考功率P0分别换成1 mW、1 W：

1 mW、1 W都是确定的值，因此dBm、dBw都可以表示功率的绝对值。

直接上个功率换算表供大家参考。

watt	dBm	dBw
0.1 pW	-100 dBm	-130 dBW
1 pW	-90 dBm	-120 dBW
10 pW	-80 dBm	-110 dBW
100 pW	-70 dBm	-100 dBW
1 nW	-60 dBm	-90 dBW
10 nW	-50 dBm	-80 dBW
100 nW	-40 dBm	-70 dBW
1 μW	-30 dBm	-60 dBW
10 μW	-20 dBm	-50 dBW
100 μW	-10 dBm	-40 dBW
794 μW	-1 dBm	-31 dBW
1.000 mW	0 dBm	-30 dBW
1.259 mW	1 dBm	-29 dBW
10 mW	10 dBm	-20 dBW
100 mW	20 dBm	-10 dBW
1 W	30 dBm	0 dBW
10 W	40 dBm	10 dBW
100 W	50 dBm	20 dBW
1 kW	60 dBm	30 dBW
10 kW	70 dBm	40 dBW
100 kW	80 dBm	50 dBW
1 MW	90 dBm	60 dBW
10 MW	100 dBm	70 dBW

这里，我们要记住：

1 W = 30 dBm。

简化口诀是“30是基准，等于1 W整”。

记住了这条，再结合前面的“加3乘2，加10乘10；减3除2，减10除10”，你就可以进行很多口算了。

赶紧出道题来检验下。

【问】44 dBm=？W

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干货｜10分钟看懂dB、dBm、dBw的区别的图13

你算对了吗？

这里我们需要注意，等式右侧除了30 dBm，其余的拆分项都要用dB表示。也就是说，用一个dBx减另一个dBx时，得到的结果用dB表示。

[例] 如果A的功率为46 dBm，B的功率为40 dBm，可以说A比B大6 dB。

[例] 如果A天线为12 dBd，B天线为14 dBd，可以说A比B小2 dB。

例如，46 dB表示P1为P0的4万倍，46 dBm则表示P1的值为40 W。符号中仅仅差了一个m，代表的含义可完全不同。

干货｜10分钟看懂dB、dBm、dBw的区别的图15

dB家族中常见的还有dBi、dBd、dBc。它们的计算方法与dB的计算方法完全一样，表示的还是功率的相对值。

不同的是，它们的参考基准不同，即分母上的参考功率P0所代表的含义不同。

一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。这个差值是两种天线的不同方向性导致的，这里咱们就不展开说了。

干货｜10分钟看懂dB、dBm、dBw的区别的图17

此外，dB家族不仅可以表示功率的增益和损耗，还可以表示电压、电流、音频等，大家要具体场景具体应用。

需要注意的是，对于功率的增益，我们用10lg（Po/Pi），对于电压和电流的增益，要用20lg（Vo/Vi）、20lg（Io/Ii）。

多的这个2倍是怎么来的呢？

这个2来源于电功率转换公式的平方上。对数里面的n次方，计算后对应的就是n倍啦。

关于功率和电压、电流的转换关系，大家可以自行温习下初中物理。。。

最后，小编整理了一些主要的dB家庭成员，供大家参考。

相对值：

符号	全称	参考基准
dB	decibel	-
dBc	decibel carrier	载波功率
dBd	decibe dipole	偶极子功率密度
dBi	decibel isotropic	全向天线功率密度
dBFS	decibel full scale	满刻度的量值
dBrn	decibel reference noise	基准噪声

绝对值：

符号	全称	参考基准
dBm	decibel milliwatt	1mW
dBW	decibel watt	1W
dBμV	decibel microvolt	1μVRMS
dBmV	decibel millivolt	1mVRMS
dBV	decibel volt	1VRMS
dBu	decibel unloaded	0.775VRMS
dBμA	decibel microampere	1μA
dBmA	decibel milliampere	1mA
dBohm	decibel ohms	1Ω
dBHz	decibel hertz	1Hz
dBSPL	decibel sound pressure level	20μPa

最最后，我们再来出两道题检验下大家的成果。

1. 30 dBm的功率是（）

A. 1 W

B. 10 W

C. 1 mW

D. 10 mW

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「A」

这个是送分题啊~记住口诀：30是基准，等于1 W整。

2. 假定小区输出总功率为46 dBm，在2天线时，单天线功率是（）

A. 46 dBm

B. 43 dBm

C. 23 dBm

D. 40 dBm

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「B」

记住口诀“减3除2”，两个天线是46 dBm，单天线就是功率减少一半，就是减3 dB哦：46 dBm -3 dB=43 dBm。

或者，你也可以先计算出46 dBm对应40W，那么单天线功率是20W，即10lg（20W/1mW）=43 dBm。

好了，以上就是今天文章的全部内容。告诉小编，你看懂了没？

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