參拾、電壓位準與位準增益
※這篇是從『再解釋 dB-4』轉過來的。
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在現今的專業聲頻訊號處理器和放大器的輸入絕大多數是橋式的,這種的輸入能由被一個訊號源去驅動幾個在並聯中的高阻抗電路單元。
在現今的絕大部份的訊號處理器在輸出也用了運算放大器 ( op-amp ) 並且輸出阻抗在設計時就設計的很低,這種設計能去驅動從 600 歐姆到開路 ( open circuit 或 infinite impedance ) 的任何種類的負載而不會影響到輸出的電壓電平位準。
因為,在早期的 dBm 時代,不是像在現在的系統對 dBu 校準般的那樣方便,因此現在系統的裝置設備就不像早年當時的聲頻電子學那樣的不再對負載那樣地敏感了。
因此,在現今絕大多數的電氣聲學裝置設備是以 dBu 為參考基準的。
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早先運算放大器是為了數學運算的功用而開發的,這是為了把數據資料電壓類比化的加法、減法、乘法、與除法而設計開發出的。
這種電子電路有以下的特性:
◾非常高的開路增益。
◾非常高的輸入阻抗。
◾非常低的輸出阻抗。
◾很寬廣的頻寬,可由 DC ( 0 Hz ) 至 40 kHz 以上。
◾非常平直的響應。
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為了方便的原因,我們在絕大多數的電子裝置方面是量測在電壓的方式。
電壓 ( V ) 和功率 ( P ) 之間的關係於任何的負載 ( R ) 是授與在此式子:
04_eq-01
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在理論上,功率增益 ( GP ) 要有個負載 ( RL ) 才能於實際施行實踐實施上應驗,這樣的功率就能從 P2 增加到 P1 ,其必要的歷程是由以下的公式去表示:
04_eq-02
上面的這功率增益 ( GP ) 的公式之 P1 和 P2 是由往回追溯到再前面的公式,這在它們之間的關係是展示於下面這般的:
04_eq-03
於是因此總結成為這樣的:
04_eq-04
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所以就能夠這樣的去述說:「針對於個固定不變的負載來說,那功率比等於平方的電壓比」。
這即是:功率比 = 平方的電壓比 或 Power Ratio = (Voltage Ratio)2 。
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現在這就不僅僅能作為電平位準的增益甚至於能去表達強度、功率、和壓力的位準或它們的位準增益。
當然就能是同樣的去表達電壓方面的電壓位準及或位準增益。
如此的我們就只要用功率比去代替必須要之平方的電壓比就可以了。
我們要改寫功率位準和位準增益的兩個等式。
04_eq-05
及
04_eq-06
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把上面這兩個式子中的功率比調換成電壓比,並同時對應到電壓比的平方:
04_eq-07
及
04_eq-08
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這就能改寫成下面這樣的:
04_eq-09
及
04_eq-10
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功率位準增益同樣的能得到:
04_eq-11
或
04_eq-12
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因此電壓位準也能得到:
04_eq-13
或
04_eq-14
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網際網路資源:
有關於運算放大器在網際網路上的資訊:
◾National Semiconductor (美國國家半導體) 的「運算放大器」中文網頁網址是 http://www.national.com/CHT/appinfo/amps/
◾維基百科_運算放大器 [中文] http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%BF%90%E7%AE%97%E6%94%BE%E5%A4%A7%E5%99%A8&variant=zh-tw
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其它有關的是:
◾維基百科_電路學 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%9B%BB%E8%B7%AF%E5%AD%B8&variant=zh-tw
◾維基百科_放大器 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%94%BE%E5%A4%A7%E5%99%A8&variant=zh-tw
◾維基百科_頻寬 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%B8%A6%E5%AE%BD&variant=zh-tw
◾維基百科_相移振盪器 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%9B%B8%E7%A7%BB%E6%8C%AF%E7%9B%AA%E5%99%A8&variant=zh-tw
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