电平的概念

电 平 的 概 念

电平的概念和意义

1． 电平的概念和意义

高频信号在传输过程中经常要测量和计算某点的电流电压或功率。在测量或 计算这些物理量的时候，我们一般不直接测量或计算该点的电流（A）、电压（V）或功率（W），而是用测量或计算它们对于某一基准值的比值取其对数关系来表示。称为电平。用公式表示为：

P=㏒

即当功率由于传输而变化10倍，或说功率比的绝对值为10，取其常用对数即为1贝尔。由于贝尔的单位比较大，用起来不方便，常用分贝来表示。贝尔的十分之一为分贝即：1贝尔=10分贝（db）。因此，

P=10㏒

使用分贝做为传输单位，其主要意义有以下几方面：

（1）．由于电平的数值是采用功率比得到的，因此，它直接反应了电能传输

的实际情况。

（2）．使用对数简单易行，可变乘除为加减。

（3）．易于书写和记忆。如1安培电流和1毫安电流作用于同一电阻上，其

功率相差1000000倍。而用电平表示则仅差60db。

由于电平的数值是采用功率（或电压电流）对比的方法得到的，因此，电平按对比的基准不同又分为相对电平和绝对电平。

2． 绝对电平

国际标准规定：在600Ω电阻上消耗1毫瓦的功率定为零功率电平。

以1毫瓦的功率为基准，取某点功率与之比较，所得到的电平称为绝对功率

P1 单位为贝尔 〈1—1〉 P0P1 单位为分贝（db） 〈1—2〉 P0电平。写成公式为： 功率电平 P=10㏒

式中 P0=1毫瓦

这个1毫瓦的基准功率P0称为零功率电平。若测出某点功率为1毫瓦时，该点的绝对电平即为零。因此，应注意的是：当某一点的绝对电平等于零时，并不表示该点的功率为零。而是有1毫瓦的功率，更不能认为该点没有电平。因为，当被测功率小于1毫瓦时，绝对电平为负值。因此，零电平也表示电平的存在。

绝对电平分为绝对功率电平、绝对电压电平和绝对电流电平。虽然，绝对电平是以1毫瓦的功率为基准作为参考功率。但是，由于负载电阻不同，同样是1毫瓦的功率，而流过电阻的电流及电阻两端的电压却不同。例如1毫瓦的功率在600Ω电阻上流过的电流和电阻两端的电压分别是：

I0?

U0?P?600?0.001?600?0.775 V 〈1—5〉 当被测阻抗不等于600Ω时，I0,U0显然不是上述值。因此，在测量和计算绝对电压电平和绝对电流电平时，应以1毫瓦功率在被测阻抗两端产生的电压和流过被测电阻的电流作为参考值。

设被测点的功率为P，被测点阻抗为Z，则：

U2 P?

ZP （dbm） 〈1—3〉 P0P00.001??1.29 mA 〈1—4〉 600600

U2UU电压电平 pu?10㏒Z2=10㏒()2=20㏒ （db） 〈1—6〉

U0U0U0Z式中：U — 被测点的电压

U0 — 1毫瓦的功率在600Ω电阻上产生的电压 电流电平

III2ZPi=10㏒2=10㏒()2=20㏒

I0I0I0Z （db） 〈1—7〉

式中： I — 被测点阻抗流过的电流

I0 — 1毫瓦的功率在600Ω电阻中流过的电流 一般情况下，很少用到电流电平。 3．相对电平

相对电平也分为相对功率电平、相对电压电平和相对电流电平

相对功率电平是指电路中任意一点的功率PX与电路中某参考点的功率P1相比，取常用对数的10倍，称为相对功率电平。即：

P?10㏒

Px （dbm） 〈1—8〉 P1相对功率电平的大小，实际上反应了电路的增益或衰减。

相对电压电平是指电路中任意一点的电压UX与电路中某参考点的电压相比，取常用对数的20倍称为相对电压电平。即： Pu?20㏒同样，相对电流电平为： Pi?20㏒

Ux （db） 〈1—9〉 U1Ix （db） 〈1—10〉 I1 4．功率电平与电压电平的关系及电平表的使用

以上我们讲了绝对电平与相对电平，又讲了功率电平与电压电平、电流电平。在一般的试验、测量和计算时，经常用到的是功率电平和电压电平。电流电平则很少用到。在这里，我们结合电平表的使用，介绍功率电平与电压电平之间的关系。

我们在测量电平时，都使用电平表，一般的电平表都是以600Ω、1毫瓦定为零功率电平的基准。它相当于一个电压表，它的零刻度是U?600?0.001

=0.775V为基准的。因此，如果被测点的阻抗为600Ω，电平表上的读数就是实际的绝对功率电平。如果被测点的阻抗不是600Ω，则不能认为电平表的读数是实际的绝对功率电平，而是电压电平。因为

2UX2PXZXUX600 P?10㏒ ?10㏒2?10㏒2?10㏒

ZP0U0U0X600 =20㏒

UUX600600=20㏒X?10㏒ 〈1—11〉 ?10㏒

0.775ZXZXU0式中UX 为被测电压，ZX 为被测点的阻抗。〈1—11〉式中的第一项即为电平表电压电平读数。如果被测点的阻抗为600Ω，式中的第二项即为零。电平表的读数就是功率电平。若被测点的阻抗不是600Ω时，式中的第二项不为零，电平表的读数称为电压电平，加上第二项的数值才称为功率电平。〈1—11〉式中的第二项称之为修正项。

在实际的应用中，常用的是绝对电平。因此，若提到电平，如果没有特别的说明，都是指绝对电平。此外，电平的单位是分贝，在使用中应注意区别。功率电平用dbm表示。电压电平用db表示。我们在测试中经常遇到的被测阻抗值有75、150、400、600Ω等。表1列出了1毫瓦的功率在不同的阻抗中与电压、电流的关系及零功率电平与电压电平的关系。 表1 P0与U0和I0的关系 功率P0 （mw） 阻抗Z （Ω） 电压U0 （V） 电流I0 （A） 功率电平（dbm） 电压电平（db） 1 600 0．775 1 400 0．632 1 150 0．387 0．00258 0 -6 1 100 0．316 0．00316 0 -7．78 1 75 0．274 0．00365 0 -9 0．00129 0．00158 0 0 0 -1．76 在使用电平表测量时，应注意一般电平表都有平衡测量与不平衡两种，不平衡是指一端接地，另一端不接地。平衡测量是两端均不接地。一般情况下两种1方法均可用，但是某些电路只能使用平衡测量。此外，电平表的测量输入阻抗分为75、100、150、400、600、∞等若干档位，我们在测量某一点的电平时，应

该采用高阻跨接测量法。即选择无穷大档位测量该点的电压电平。然后根据被测阻抗的实际值，按1—11式换算成为功率电平。

公式：

绝对电压电平： pu?20loguxu0 dB

式中： Ux为被测元件上的测试电压

U0为基准电压，0.775V 绝对功率电平： pg?10logpxp dBm 0 式中： Px为被测点的测试功率 P0为零功率电平，1mW 电压电平与功率电平的换算 p600g?pu?10logR x 式中： Pg为功率电平 Pu为电压电平 Rx为被测点的阻抗

dBm

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