【题目编号】MC1-1319
【题目】一个放大器具有 20dB 的信号增益，其意义是：
【答案】A
[A]放大器把相当于输入信号的 100 倍的能量从电源转移到了负载
[B]放大器产生了相当于输入信号的 100 倍的能量并将之传向负载
[C]放大器把输入信号的能量放大了 100 倍
[D]放大器把输入信号的能量放大了 99 倍
考点速览
这道题考 20 分贝增益的含义，表面是分贝换算，实质是能量守恒：放大器能把功率放大一百倍，但这多出来的能量并不是凭空产生的，而是由直流电源提供。四个选项里有三个都在这条物理底线上出错，只有一个既算对了倍数又交代清楚了能量来源。
原理与依据
分贝是功率比的常用对数单位，定义式为 G(dB) = 10 × lg(P_out ÷ P_in)，其中 P_out 是输出功率，P_in 是输入功率，比值为无量纲量。反过来算倍数就是 P_out ÷ P_in = 10^(G ÷ 10)。把 20 分贝代入：10^(20 ÷ 10) = 10² = 100，也就是输出功率是输入功率的一百倍。
如果同一个阻抗下用电压比表示，公式换成 G(dB) = 20 × lg(U_out ÷ U_in)，20 分贝同样对应电压比十倍。功率之所以是电压比的平方，是因为功率与电压的平方成正比，取对数后系数从 10 变成 20，两套公式算出的分贝值一致。这一点在测量中必须分清，否则会把 10 倍与 100 倍弄反。
再来看能量从哪来。放大器本质上是一个受控的能量转换器：直流电源提供能量，晶体管的导通程度受输入信号控制，从而把电源的能量按输入信号的规律"搬运"到输出端。用能量守恒可以写成 P_直流输入 = P_射频输出 + P_热耗散，整机效率等于后者与前者的比值。理想甲类放大器的效率上限是百分之五十，乙类推挽的上限约为百分之七十八点五，丙类可以更高，但都要配合谐振回路。无论哪一类，输出能量全部来自电源这一条不会改变。输入信号的作用是"指挥"，不是"供能"。
数量级对照表值得背下来：3 分贝约等于 2 倍，6 分贝约等于 4 倍，10 分贝等于 10 倍，20 分贝等于 100 倍，30 分贝等于 1000 倍。规律是每增加 10 分贝，功率倍数乘 10。用这套对照可以快速估算链路增益，例如一级 20 分贝功放串联一级 10 分贝驱动，总增益 30 分贝即 1000 倍。
逐项辨析
选项 A 正确。它说放大器把相当于输入信号一百倍的能量从电源转移到了负载。前半句 20 分贝等于 100 倍，换算正确；后半句指出这些能量的来源是电源，与能量守恒一致。这是四个选项里唯一在物理上站得住的说法。
选项 B 错误。它说放大器"产生了"相当于输入信号一百倍的能量。产生意味着无中生有，直接违反能量守恒定律。放大器不是能源，它消耗电源能量、产生热耗散，同时把一部分能量送到负载，增益只是描述这部分的倍增关系，不能说成创造能量。
选项 C 错误。它说放大器把输入信号的能量放大了一百倍。输出功率确实是一百倍，但增多的能量来自直流电源，不是来自输入信号本身。输入信号在放大器里只起控制作用，它自身的能量经过放大后进入输出功率的部分可以忽略。把能量来源错记为输入信号，是这道题最隐蔽的陷阱。
选项 D 错误。它说把输入信号的能量放大了九十九倍。九十九是把一百倍当成"净增量"算出来的，混淆了比值与增量：分贝定义的是输出与输入的比值，20 分贝对应一百倍比值，不是净增加九十九倍。除此之外，能量来源问题同样存在。
易混淆点
第一组是功率比与电压比的分贝公式。功率用 10 乘对数，电压用 20 乘对数；同一分贝值对应的功率倍数是电压倍数的平方。把两者混用，算出来的倍数会差一个平方。
第二组是分贝与绝对电平单位。分贝是相对比值，描述两个量之间的关系；分贝毫瓦、分贝瓦是绝对功率电平，其中 0 分贝毫瓦等于 1 毫瓦，0 分贝瓦等于 1 瓦。放大器增益用分贝，接收信号强度常用分贝毫瓦，两者不能直接相加而不说明参考量。第三组是增益与效率。增益描述输出与输入的比例关系，效率描述输出与直流输入的比值，一台增益很高的放大器效率可能很低——比如甲类放大器增益可以做到 40 分贝，效率却只有百分之二三十。
应试要点
20 分贝等于 100 倍。放大器放大的是信号，能量来自电源，永远不能说"产生能量"或"放大输入信号的能量"。记住对照表：3、6、10、20、30 分贝分别对应 2、4、10、100、1000 倍。
