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MC1-1333-某电路输出信号电压是输入信号电压的 1/100。该电路的增益为

MC1-1333 考输出电压为输入电压百分之一时的增益。文章用二十分贝系数算得负四十,再用功率比复核得到同一数值,说明只要系数与量配对结果必然自洽,讲清探头衰减与电阻分压网络都以分贝相加记账,并辨析负十分贝与负二十分贝两处错因。

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【题目编号】MC1-1333

【题目】某电路输出信号电压是输入信号电压的 1/100。该电路的增益为:

【答案】A

[A]-40dB

[B]-10dB

[C]-100dB

[D]-20dB

考点速览

电压降到百分之一是常见的一道衰减题,答案落在负四十分贝。它同时说明一件容易让人迷惑的事:同一个分贝值既可以用电压比算出,也可以用功率比算出,只要系数配对正确,两条路给出的数完全一样。

原理与依据

电压增益的定义式是:增益(dB)=20 × lg(输出信号电压 ÷ 输入信号电压)。本题输出电压是输入电压的百分之一,比值为 0.01,等于 10 的负 2 次方。取常用对数得 −2,乘系数 20 得 −40。所以这一级的电压增益是负四十分贝,也就是电压衰减四十分贝。

换用功率复核一次。在阻抗相同的条件下,功率比等于电压比的平方:0.01 的平方是 0.0001,即十的负四次方。用功率公式计算:10 × lg(10⁻⁴) = 10 × (−4) = −40。两条路径都得到负四十,说明分贝是一个与计算路径无关的量,只要坚持「电压用二十、功率用十」这条配对规则,结果必然自洽。

负四十分贝在测量仪器上是熟面孔。示波器或电压表的高阻探头常做成十分之一衰减,对应电压比 0.1,即负二十分贝;再串一级就是百分之一,对应负四十分贝。分压式衰减网络也用同样的账本记账:两节各衰减二十分贝的电阻网络串起来,总衰减就是四十分贝,直接相加即可,不必先算电压比再乘回来。

把四十分贝理解成一万倍也很方便。功率降到万分之一是负四十分贝,这个数字与电压降到百分之一是同一件事的两面。做链路预算时若遇到「探头衰减四十个分贝」,意思就是表头看到的功率只有被测点的万分之一,换算时别忘了把这个量补回去。

逐项辨析

选项 A 的负四十分贝是正解。电压比 0.01 取对数得负二,乘二十得负四十;用功率比复核同样得到负四十。

选项 B 的负十分贝对应的是功率降到十分之一,或者电压降到约零点三一六。用在本题上,衰减量只有实际值的四分之一,明显偏小。

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。负一百分贝换算回电压比是十的负五次方,也就是十万分之一,与题目相差三个数量级。

选项 D 的负二十分贝是最像的干扰项,它其实是电压降到十分之一、或功率降到百分之一时的答案。命题人把「百分之一」稳稳地放在题干里,只要把一百误读成十,就会选到它。

易混淆点

第一处混淆发生在电压比与功率比的对应上。电压降到百分之一时,功率降到万分之一,同读负四十分贝;电压降到十分之一时,功率降到百分之一,同读负二十分贝。两条线并排记住,就不会把「百分之一」与「负二十」错误地绑在一起。

第二处混淆来自「分贝值相同」的错觉。负四十分贝既能描述电压比,也能描述功率比,但对应的倍数完全不同:作为电压比是百分之一,作为功率比是万分之一。单独说「衰减四十分贝」时不指明是哪种量,听者未必能还原出电路实际发生的变化,因此规范的指标表都会写明测量条件。

应试要点

电压比百分之一、功率比万分之一、衰减四十分贝,这三句话说的是同一件事。速算时用系数二十配电压比,或系数十配功率比,二选一即可,切勿交叉使用。本题答案为负四十分贝。

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