db 是个什么鬼？
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2020-10-17 10:57
最近在处理音频部分的内容，我们讨论一个音频的时候，会谈到声音的大小，就是「分贝」。
Decibels,分贝
这其中还涉及一个东西，就是放大器，声音经过放大器后，就会变成放大后的声音，这个是硬件放大，当然了，也可以软件放大。
放大器输出与输入的比值为放大倍数，单位「倍」，如10倍放大器，100倍放大器。当改用「分贝」做单位时，放大倍数就称之为增益db，这是一个概念的两种称呼。
dB是一个比值，是一个数值，是一个纯计数方法，没有任何单位标注。
“分”（deci-）指十分之一，个位是“贝”（bel），它是一个以十为底的比值对数
---- dB的两个定义方式
电压（电流）放大倍数分贝数定义：dB=20*log(Vo/Vi)，其中K为放大倍数的分贝数，Vo为放大信号输出，Vi为信号输入。
功率放大倍数分贝数定义：dB=10*log(Po/Pi)，其中K为放大倍数的分贝数，Po为放大信号输出，Pi为信号输入。
比如
当我们选择波形选项的时候，对应音频的幅值是没有单位了，但是波形（v）和波形（dB）是对应增加缩小的。
---- 假装计算一次
原始音频波形v
放大后的波形v
查看放大前的波形db 和放大后的波形db
计算对应的增益db值
db = 20*log(0.12/0.04) = 9.54 分贝
即上面的波形是经过放大9.54db 后就变成了放大后的波形。
---- 注意
当测试人员跟你说，我需要把当前的幅值增大6dB，那你知道当前幅值和原来的幅值是多少倍数关系吗？
6dB ≈ 20 * log(x) ≈ 20 * log (2) ≈ 20 * 0.3
所以，如果有人跟你说把增益加大 6dB，那就是说把幅值增大一倍，当然了，如果是减小 6dB，那就是把幅值缩小一倍。
---- 关于「－3dB 」带宽
「－3dB」也叫半功率点或截止频率点。这时功率是正常时的一半，电压或电流是正常时的 0.707。
在电声系统中，±3dB 的差别被认为不会影响总特性。所以各种设备指标，如频率范围，输出电平等，不加说明的话都可能有±3dB的出入。
比如我们的AI音箱的MIC一致性测试中，使用外部高保真设备播放音频，使用测试设备录音，然后拉取录取的音频进行分析，需要保证两个MIC间的增益不能相差3db。
---- 如图，两个MIC增益相差过大，一致性不好
---- 关于0dB
0dB 有两种含义
在模拟领域，比如我们说 0 分贝，那就是指声音是听不到状态下的音量，那 1 dB 就是我们可以听到的最小的声音，还可以这样理解，如果有一个参考点，0 dB 就是指跟参考点的距离是 0 。
但是在数字领域，0dB 就是指可以表示的最大音量。
比如这个图
参考：
http://www.sengpielaudio.com/calculator-levelchange.htm
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