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分贝与对数坐标速查 —— 读波特图、看 EMC 限值、算裕量的换算卡

全库在用 dB 的地方:环路裕量(GM ≥ 10 dB,02_关键公式速查表)、闭环峰值快筛(Mr<2 即 6 dB,05_稳定性判据边界§3.3)、EMC 传导限值(dBµV,03_电磁兼容设计与整改)。本卡把散落的换算收成一页:乘除变加减,就靠这四张表。

1. 定义(教科书通识)

场景 定义 用途
功率比 dB = 10·lg(P₂/P₁) 噪声、损耗、EMC 功率口径
幅值比 dB = 20·lg(A₂/A₁) 电压/电流增益——波特图的 dB 都是它

为什么幅值用 20:同阻抗下 P ∝ A²,10·lg(A²) = 20·lg(A)。同一物理量两种口径差 2 倍系数,先问"这是功率还是幅值"。

2. 常用值速查(背下 3 / 6 / 20 三档,其余推)

dB 幅值比(电压/电流) 功率比 反向
0 ×1 ×1 不变
±1 ×1.12 / ×0.89 ×1.26 ≈ ±10%
±3 ×1.414 / ×0.707 ×2 / ×0.5 半功率点 = fc
±6 ×2 / ×0.5 ×4 / ×0.25 翻倍/减半
±10 ×3.16 ×10 一个数量级(功率口径)
±20 ×10 / ×0.1 ×100 一个数量级(幅值口径)
±40 ×100 ×10⁴ 两个数量级
±60 ×1000 ×10⁶ 三个数量级

快算口诀(本库整理):+6 dB = 幅值翻倍,+20 dB = 十倍,dB 相加 = 相乘;−3 dB 的 0.707 就是"有效值除 √2"——与正弦有效值同源,所以一阶低通在 fc 处 −3 dB。

3. 波特图专用换算(与环路笔记对口)

斜率/特征 幅值含义 相位含义 出处
一阶极点 fc 后 −20 dB/dec fc 处 −45°,fc 前后各十倍频内展开到 −90° 01_控制原理通识 §3
一阶零点 +20 dB/dec +90°(方向相反) 同上
二阶(LC) fc 后 −40 dB/dec −180° 02_电路 04
ESR 零点 把 −40 拉平成 −20 相位回拉 +45°~+90° 03_环路补偿 §8.2
RHP 零点 +20 dB/dec(像零点) −90°(像极点) 03_环路补偿 §1.3
纯延时 0 dB(平的) −360°·f·td 线性下压 05_稳定性判据边界 §5

增益读法:±20 dB/dec 的两条线在图上"每横移一格(十倍频)竖移两格"——网格纸上一眼读斜率。

4. 绝对基准(EMC/仪器常用,业界口径)

单位 基准 场景
dBµV 0 dBµV = 1 µV 传导/辐射限值(EMC 报告口径)
dBm 0 dBm = 1 mW 信号/噪声功率;50 Ω 系统里 0 dBm ≈ 224 mV(幅值口径,本库复算 √(10⁻³×50))

换算例(本库复算):传导限值 "56 dBµV @ 500 kHz" = 10^(56/20) µV ≈ 631 µV——先除 20 再 10^x,别用 10。

5. 库内用例对账

场景 数字 含义
GM 验收 ≥10 dB 相位穿 −180° 处增益还有 10 倍(幅值口径 3.16 倍)余量
Mr 快筛 <2(6 dB) 闭环峰值不足 2 倍
NCP1680 EVM >14 dB GM 报值的单位口径(04_环路实测 §4.3)
12 V/380 V 母线 380 V = 51.6 dBV 对数坐标里"高电压"看清楚了量级差

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