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MC1-1334-某电路输出信号电压是输入信号电压的万分之一。该电路的增益为:(“x^m”表示“x 的 m次方”)

MC1-1334 考输出电压为输入电压万分之一时的增益。文章把比值写成十的负四次方,取对数得负四再乘二十得负八十分贝,并用功率比复核,讲清这个量级的隔离通常靠屏蔽与多级串联实现,逐项辨析把倍数当分贝以及把分之一直接写进单位的错法。

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【题目编号】MC1-1334

【题目】某电路输出信号电压是输入信号电压的万分之一。该电路的增益为:(“x^m”表示“x 的 m次方”)

【答案】A

[A]-80dB

[B]-10,000dB

[C]1/10,000dB

[D]10^-4dB

考点速览

万分之一的电压比对应负八十分贝,是这一组衰减题里数值最大的一档。题干特意解释幂的写法,提示要用十的整数次幂来算。这道题还集中暴露了一类错法:把「分之一」这种中文表述直接搬进分贝单位,写出根本不成单位的答案。

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)。万分之一写成 10 的幂是 10 的负 4 次方,常用对数把指数提出来得 −4,乘系数 20 得 −80。所以这一级的电压增益为负八十分贝。

用功率复核:阻抗相同时功率比是电压比的平方,即十的负八次方,用功率公式算 10 × (−8) = −80,与电压路径一致。八十分贝的电压衰减意味着功率只剩一亿分之一,这是一个极其微弱的水平,只有在对屏蔽、隔离要求很高的场合才会遇到。

从器件角度看,单靠一级简单的电阻分压很难做到八十分贝而不引入麻烦:电阻本身的热噪声会限制可用的动态范围,分布电容与串扰也会给衰减量设置上限。工程上若要获得这个量级的隔离,通常依靠屏蔽腔体、滤波器的阻带抑制度或者多级串联,而不是一个孤立的衰减网络。这些手段的分贝值同样可以直接相加,账目清爽。

还有一个换算关系值得掌握:八十分贝对应电压比十的负四次方,也对应功率比十的负八次方。若把它写成电压比的正向形式则是万分之一,写成衰减量则是八十个分贝。三种说法在不同文档里都有人用,读指标时要能互相翻译。

逐项辨析

选项 A 的负八十分贝是正解:20 × lg(10⁻⁴) = 20 × (−4) = −80,量纲、数量级与符号全部正确。

选项 B 的负一万分贝是把倍数一万直接读成分贝数并加上负号,属于线性量与对数量的混淆。负一万分贝换算回电压比是十的负五百次方,是一个完全脱离实际的数字。

选项 C 的「万分之一分贝」根本不成单位。分贝是取过对数之后的刻度值,而万分之一是比值本身,两者不能拼接成一个词。这类选项的特点是把题干里的中文原样抄进答案,只要看清它没有做过对数运算就能排除。

选项 D 的 10 的负 4 次方分贝看着最专业,实际上只把比值写成了幂的形式,数值仍是万分之一,没有乘系数二十,也没有正确取对数。判断方法与上一项相同:答案必须是取过对数、乘过系数的结果,指数形式本身就说明步骤没走完。

易混淆点

第一处易混是电压比与功率比的平方关系。电压比万分之一是负八十,功率比万分之一只有负四十;两个数字相差一倍,靠题干里的物理量区分。若题目先说电压再说功率,务必分段处理,不要一路沿用同一个系数。

第二处易混出现在「衰减」与「增益」的符号约定上。同一级电路,写「增益负八十」与写「衰减八十」数值相同但含义相反;前者说的是比值,后者说的是被削去的量。技术文档里两种写法都常见,读的时候要结合上下文确认到底在描述哪一端。

应试要点

电压比按十的幂给出时,把指数乘二十并保留负号即可。万分之一是十的负四次方,乘二十得负八十。看到选项里出现「分之」「万」这类文字与分贝直接拼接的写法,可以立刻排除。

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