【题目编号】MC1-1329
【题目】某电路输出信号功率是输入信号功率的 1/100。该电路的增益为:
【答案】A
[A]-20dB
[B]-10dB
[C]-100dB
[D]100dB
考点速览
题目里的比值小于一,答案必须是负数。许多考生第一次见到负分贝会愣住,其实负号没有任何神秘之处,只说明输出比输入小,电路做的是衰减(attenuation)而不是放大。这道题考的就是把「比值小于一」翻译成「负分贝」的能力。
原理与依据
增益的定义式是:增益(dB)=10 × lg(输出功率 ÷ 输入功率)。本题输出功率是输入功率的一百分之一,即比值为 0.01,等于 10 的负 2 次方。常用对数把指数提出来:lg(10⁻²) = −2。乘系数 10:10 × (−2) = −20。所以增益为负二十分贝,也可以说这一级引入了二十分贝的衰减。
负号在这里是纯粹的数学结果,不是约定俗成的记号。常用对数在自变量小于一时取负值,所以只要输出小于输入,算出来的分贝就必然为负。反过来,从分贝值回推比值也同样直观:二十分贝对应一百倍,负二十分贝就是一百倍的倒数,即百分之一。
把负分贝当作「损耗」来读,是工程上的常规做法。一根同轴电缆在某频率上的衰减标称若干分贝,一个固定衰减器标称若干分贝,一台滤波器的插入损耗若干分贝,说的都是信号功率被削去多少。做链路预算时,放大器的正增益与电缆、接头、衰减器的负增益直接相加,最后总和决定到达对方的信号强度。这种「正负相加」的记账方式,正是分贝刻度最实用的地方。
举个纯数字的例子:一级放大提供正二十分贝,一段电缆带来负三分贝,一个接头再来负零点五分贝,总账是二十减三减零点五等于十六点五分贝。整条链路只需几步加减,若改用倍数就要连乘连除,既慢又容易错。
逐项辨析
选项 A 的负二十分贝是正解。算式 10 × lg(1/100) = 10 × (−2) = −20,方向与数值同时正确。
选项 B 的负十分贝对应的是输出为输入的十分之一,衰减量只有题目的一半。它常出现在把「一百分之一」误当成「十分之一」的读题失误中。
选项 C 的负一百分贝是把倍数一百配上负号当作分贝值,量纲错误。负一百分贝换算回比值是十的负十次方,即一百亿分之一,与题目相差八个数量级。
选项 D 的正一百分贝错得更远:符号表明信号被放大了一百亿倍,与题目给出的衰减完全相反。这个选项同时踩中量纲与符号两个坑。
易混淆点
第一处混淆是把负号理解成「负增益」这种不规范的说法。增益本身可以为负,但更好也更专业的表述是:该级为负二十分贝增益,或该级衰减二十分贝。两种说法数值相同,后一种在工程文件里更常见。
第二处混淆出现在「衰减多少分贝」与「衰减到几分之一」之间。衰减二十分贝指功率降到百分之一;若说衰减到二十分贝,通常指输出功率是某个基准的二十毫瓦分贝,是完全不同的意思。表述时把「衰减了多少」与「衰减到多少」分清,可以避免大量沟通误会。
应试要点
遇到比值小于一,先照常算对数,让负号自然出现,不要手工硬加。功率比一百倍是正二十分贝,百分之一就是负二十分贝;同理十倍与十分之一对应正负十分贝。本题答案为负二十分贝。