第1个回答 2007-02-27
在我们日常生活和工作中离不开自然计数法，但在一些自然科学和工程计算
中，对物理量的描述往往采用对数计数法。从本质上讲，在这些场合用对数
形式描述物理量是因为它们符合人的心理感受特性。这是因为，在一定的刺
激范围内，当物理刺激量呈指数变化时，人们的心理感受是呈线性变化的，
这就是心理学上的韦伯定律和费希钠定律。它揭示了人的感官对宽广范围刺
激的适应性和对微弱刺激的精细分辨，好象人的感受器官是一个对数转换装
置一样。例如两个倍频的声音可以感受一个八度音程，而一个十二平均律的
小二度正好是八度音程的对数的十二分之一。
采用对数描述上述的物理量，一是用较小的数描述了较大的动态范围，特别
有利于作图的情况。它也把某些非线性变化的量转换成线性量。例如频率从
直流到1Hz的差别可比1000Hz到1001Hz差别大得多。当然频率的对数单位不是
以dB而是以倍频程表示。另一个好处是把某些乘除运算变成了加减运算，如
计算多级电路的增益，只需求各级增益的代数和，而不必将各级的放大/衰减
倍数相乘。
我们知道，零和小于零的负数是没有对数的，只有大于零的正数才能取对数，
这样一来，原来的物理量经过对数转换后，原来的功率、幅度、倍数等这些
非负数性质的量，它们的值域便扩展到了整个实数范围。这并不意味着它们
本身变负了，而只是说明它们与给定的基准值相比，是大于基准值还是小于
基准值，小于则用负对数表示，若大于则用正对数表示。
分贝的计算很简单，对于振幅类物理量，如电压、电流强度等，将测量值与
基准值相比后求常用对数再乘以20；对于它们的平方项的物理量如功率，取
对数后乘以10就行了；不管是振幅类还是平方项，变成分贝后它们的量级是
一致的，可以直接进行比较、计算。
在电信技术中一般都是选择某一特定的功率为基准，取另一个信号相对于这
一基准的比值的对数来表示信号功率传输变化情况，经常是取以10为底的常
用对数和以e=2.718为底的自然对数来表示。其所取的相应单位分别为贝尔
（B）和奈培（Np）。贝尔（B）和奈培（Np）都是没有量纲的对数计量单位。
分贝（dB）的英文为decibel，它的词冠来源于拉丁文decimus，意思是十分之
一，decibel就是十分之一贝尔。分贝一词于1924年首先被应用到电话工程
中。
在1926年国际长途电话咨询委员会召开的第一次全体会议上，讨论并通过了
使用传输单位的建议，贝尔和奈培正式在通信领域中普遍使用。分贝的代号
也有过多种形式：DB、Db、db、dB。1968年国际电报电话咨询委员会（CCITT）
第四次全会，考虑到在通信领域里同时使用两种传输单位非常不方便，而当
时无线电领域中却只使用着一种传输单位dB，因此全会一致通过了第B4号建
议，规定在国际上只使用分贝一种传输单位，并统一书写为dB。
我国在1980年以前，无线电领域多使用dB，载波电话、电报等多使用Np，依稀
记得在1980年原邮电部邮科字第929号通知规定：全国电信部门统一使用
分贝（dB）为电信传输单位。
我们知道，测量海拔高低的基准点是位于青岛的黄海水准点，测量温度高低
的基准点是纯水在一个大气压时的结冰点，测量电信号（功率、电压、电流）
的基准点就是本文前面提到的人为选择的特定基准，这个基准我们暂且把它
叫做“零电平”。这个特定的功率基准就是取一毫瓦（mW）功率作为基准值
，这里要特别强调的是：这一毫瓦基准值是在600欧姆（Ω）的纯电阻上耗散
一毫瓦功率，此时电阻上的电压有效值为0.775伏(V)，所流过的电流为1.291
毫安（mA）。取作基准值的1mW，0.707V，1.291mA分别称为零电平功率，零
电平电压和零电平电流。（我们国家不采用电流电平测量基准）
一、功率电平
利用功率关系所确定的电平可以称为功率电平（需要计量的功率值和功率为
一毫瓦的零电平功率比较），用数学表达式描述就是：
Pm=10 lg(P/1)dBm
其中：Pm代表功率电平。P代表需要计量的绝对功率值，单位为毫瓦，零
电平功率为一毫瓦。dBm表示以一毫瓦为基准的功率电平的分贝值。
不同的绝对功率值所对应的以一毫瓦为基准的功率电平值如下：
绝对功率用dBm表示
绝对功率dBm 绝对功率dBm 绝对功率dBm
1pW -90 1mW 0 1W 30
10pW -80 2mW 3 2W 33
100pW -70 4mW 6 4W 36
0.001μW-60 5mW 7 5W 37
0.01μW -50 8mW 9 8W 39
0.1μW -40 10mW 10 10W 40
1.0μW -30 20mW 13 100W 50
2μW -27 40mW 16 1000W 60
4μW -24 50mW 17 10kW 70
5μW -23 80mW 19 100kW 80
8μW -21 100mW 20 1000kW 90
10μW -20 200mW 23
20μW -17 400mW 26
40μW -14 500mW 27
50μW -13 800mW 29
80μW -11
100μW -10
1000μW 0