Nhầm lẫn giữa tăng điện áp và tăng điện áp tính bằng decibel (dB)

Định nghĩa của mức tăng điện áp là .$V_{\text{out}}/V_{\text{in}}$

Tuy nhiên, tôi đã đọc một số bài viết về mức tăng của decibel và bây giờ tôi có một sự nhầm lẫn.

Đây là một bài viết về nó: https://en.wikipedia.org/wiki/Gain#Vol volt_gain

Ở đây, tôi hiểu định nghĩa của Power gain tính bằng decibel , đó là

$$\text{Gain} = 10 \log \left( {P_{\text{out}} \over P_{\text{in}}} \right)\text{ dB}$$

Tuy nhiên, tôi không thể hiểu tại sao Độ tăng điện áp tính bằng decibel là

$$20 \log \left( {V_{\text{out}} \over V_{\text{in}}} \right)\text{ dB}$$

Nếu $20 \log \left( {V_{\text{out}} \over V_{\text{in}}} \right)\text{ dB}$ có nguồn gốc từ

$$10 \log {\left( {V_{\text{out}}^2 \over R_{\text{out}}}\right) \over \left({V_{\text{in}}^2 \over R_{\text{in}}}\right) }\text{ dB}$$ thì đây là mức tăng công suất , không phải mức tăng điện áp , phải không? Tuy nhiên, Wikipedia cho biết đây là một công thức để tăng điện áp tính bằng decibel . Tôi nghĩ mức tăng điện áp tính bằng decibel sẽ là $10 \log \left( {V_{\text{out}} \over V_{\text{in}}} \right)\text{ dB}$ . Trên thực tế, phần ví dụ trong trang được liên kết đó sử dụng mức tăng điện áp $V_{\text{out}} \over V_{\text{in}}$ .

Tại sao $V^2/R$ đột nhiên xuất hiện từ mức tăng điện áp tính bằng decibel?

Như bạn nói, decibel là một đơn vị tỷ lệ công suất.

$G\ [\mathrm{dB}] = 10 \log_{10}\left(\dfrac{P_1}{P_2}\right)$ .

Khi trở kháng đầu vào và đầu ra bằng nhau và sau đó chúng ta có thể biểu thị mức tăng theo điện áp như

$G\ [\mathrm{dB}] = 20 \log_{10}\left(\dfrac{V_1}{V_2}\right)$

Tôi sẽ không gọi đây là "mức tăng điện áp trong decibel." Tôi muốn nói rằng đó là mức tăng decibel, được tính từ mức tăng điện áp.

Đôi khi, bạn sẽ thấy mức tăng điện áp được biểu thị bằng decibel theo công thức này ngay cả khi trở kháng đầu vào và đầu ra khác nhau. Không có lời biện minh kỹ thuật nào cho việc này --- nó chỉ đơn giản là một cách thực hành tốc ký trở nên phổ biến thông qua việc sử dụng.

Tôi sẽ nói điều gì đó mà ban đầu bạn có thể nghĩ là hoàn toàn sai:

Nếu mức tăng điện áp của mạch là 6dB, mức tăng công suất cũng là 6dB

• Để tạo ra mức tăng điện áp 6dB đòi hỏi mức tăng điện áp là 2 và 20log (2) = 6.02dB
• Để tạo ra mức tăng công suất 6dB đòi hỏi mức tăng công suất là 4 và 10log (4) = 6.02dB

Điều này có nghĩa là bạn có thể nói về mức tăng và không lo lắng liệu đó là mức tăng công suất hay điện áp - đó là một hoặc cả hai.

Đối với cùng trở kháng đầu vào và đầu ra ở các điều khoản không dB, nếu mức tăng điện áp là G, mức tăng công suất là . Thuật ngữ vuông trong phần nhật ký của công thức trở thành thuật ngữ "nhân với 2" bên ngoài phần nhật ký do đó 10dB trở thành 20dB.$G^2$

Đây không chỉ là một định nghĩa . Đối với số lượng điện, bạn sử dụng 10. Đối với số lượng trường, bạn sử dụng 20.

Từ Wikipedia đó:

Tương đương của và là một trong những thuộc tính tiêu chuẩn của logarit .$10 \log_{10} \frac{a^2}{b^2}$$20 \log_{10} \frac{a}{b}$

Đây là một quy ước quan trọng, bởi vì ở cuối chuỗi tín hiệu, trong các lĩnh vực như giao tiếp hoặc âm thanh, điện áp cuối cùng chuyển sang nguồn điện. Decibel là thước đo công suất tương đối xuất phát từ âm thanh: thước đo mức độ mất âm thanh trong các mạch điện thoại đường dài.

Bel và decibel không nhằm mục đích giảm các phép đo tương đối tùy ý xuống thang đo log.

Chẳng hạn, chúng ta không nói rằng điện trở 10 kΩ có điện trở lớn hơn 3 decibel so với điện trở 5 kΩ! Đó sẽ là một trò đùa, giống như trong Nghệ thuật Điện tử (Horowitz và Hill):

[A] op-amp mạ vàng cho ứng dụng này là LT1028 có độ ồn cực thấp, êm hơn 13 dB và đắt hơn chỉ 10 dB [...]

Vì vậy, thang đo của phép đo điện áp tương đối có thể hợp lệ trong một số trường hợp, nhưng nó không được gọi là decibel, bất kỳ thứ gì có giá 10 đô la được gọi là mười decibel đắt hơn một phần 1 đô la.$10 \log_{10}$