放大倍數(shù)/增益,放大倍數(shù)/增益是什么意思
放大倍數(shù)/增益,放大倍數(shù)/增益是什么意思
放大器輸出與輸入的比值為放大倍數(shù),單位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。而分貝就是放大器增益的單位。當(dāng)改用“分貝”做單位時,放大倍數(shù)就稱之為增益,這是一個概念的兩種稱呼。電學(xué)中分貝與放大倍數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:AV(I)(dB)=20lg[Vo/Vi(Io/Ii)];Ap(dB)=10lg(Po/Pi). 使用分貝做單位主要有三大好處。(1)數(shù)值變小,讀寫方便。(2)運(yùn)算方便。放大器級聯(lián)時,總的放大倍數(shù)是各級相乘。用分貝做單位時,總增益就是相加。(3)符合聽感,估算方便。人聽到聲音的響度是與功率的相對增長呈正相關(guān)的。
放大倍數(shù)
放大倍數(shù)就是用肉眼觀察一個物體的張角與用望遠(yuǎn)鏡在同一個地點觀察相同物體的角度放大倍數(shù)。例如,肉眼看一只鳥的角度為6角分,而用一個望遠(yuǎn)鏡觀察為60角分,則該望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)為10倍。
放大倍數(shù)是如何計算的?
放大倍數(shù) = 物鏡焦距 / 目鏡焦距。
如果望遠(yuǎn)鏡沒有標(biāo)明物鏡焦距,可以實際測量一下。例如,量出太陽成像的直徑,并根據(jù)太陽每米焦距成像直徑為8.7mm計算即可。另外,物鏡焦距一般能夠從鏡筒的長度估計出來。對于一些結(jié)構(gòu)特殊的望遠(yuǎn)鏡,光路有可能經(jīng)過內(nèi)部棱鏡或平面鏡折射會縮短實際鏡筒的長度,屋脊形折射甚至在外面不易觀察出來。還有,長焦的攝影鏡頭由于采用了特殊結(jié)構(gòu),盡管沒有反射, 也可以使得鏡筒的長度遠(yuǎn)小于焦距。
是否是放大倍數(shù)越大越好呢?不是的。望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)要適中才好,主要有如下限制:
1、放大倍數(shù)太大,不宜穩(wěn)定
雙筒望遠(yuǎn)鏡一般用手持,超過10倍左右晃動厲害,不利于觀察,眼睛容易疲勞,甚至引起惡心。固定望遠(yuǎn)鏡倍數(shù)太大也會因為風(fēng)吹草動引起震動。對于自己,12倍為手持極限,而且觀察時最好肘部有依托,身體或望遠(yuǎn)鏡依附某些固定物體。
2、放大倍數(shù)大,則實際視野相應(yīng)減少
一般來講,倍數(shù)越大,可同時觀察的區(qū)域就越小。這不僅僅是因為目鏡的原因,即便目鏡在焦距變化時能夠保持視在視角不變(例如60度),也會因觀察區(qū)域的減小使得視野與放大倍數(shù)成反比變小。這樣,就不利于發(fā)現(xiàn)和尋找目標(biāo),對于經(jīng)常變換目標(biāo)的觀察觀測尤其不利。即便是找好了目標(biāo),架子稍有晃動就容易失去目標(biāo)。對于沒有自動跟蹤裝置的,要經(jīng)常手動調(diào)節(jié)才能使目標(biāo)保持在視野之內(nèi)。
3、在相同物鏡口徑的情況下,倍數(shù)越大,亮度成平方反比越低。
例如口徑50mm,7倍時亮度(指數(shù))為50,10倍為25、15倍為11、25倍為4,而物體的亮度的減小會直接影響人眼的觀察效果(人眼的分辨能力、色彩能力均隨著亮度的減小而變得越來越差)。一般來講,白天亮度小于5、夜間亮度小于20時,觀察暗弱物體就很難。大口徑的望遠(yuǎn)鏡在這一點上就具備優(yōu)勢,例如,口徑300mm的反射鏡,放大50倍時,亮度仍為36(非常亮)。另外,觀察太陽系亮天體時,由于亮度高,基本不受此限制。
4、大倍數(shù)的取得一般通過短焦距的目鏡來進(jìn)行的。目鏡焦距短,會造成鏡目距離(即出瞳距離)小、視在角度小等遺憾,造成觀察不舒服、不適合戴眼鏡者等問題。
5、大氣本身等觀測條件的不理想也限制了最高的放大率。
大氣有個寧靜度,好者可以達(dá)到1角秒以下,盡管這樣,對于人眼最好1角分的分辨能力,放大倍數(shù)超過100就會受影響,例如看月面會產(chǎn)生“蒸汽”上升的抖動效果,角度越低現(xiàn)象越嚴(yán)重。如果觀察時大氣寧靜度很好,就可以相應(yīng)選擇更高一點的放大倍數(shù)。
6、倍數(shù)選擇的太大,超過了理論分辨極限,會造成無效放大
理論上,望遠(yuǎn)鏡的分辨能力有個極限,為140/口徑毫米數(shù),單位是角秒(是以觀察人眼最敏感的黃綠光為基礎(chǔ)計算的)。再好的望遠(yuǎn)鏡也超不出這個極限,只能是接近。由于望遠(yuǎn)鏡的功能之一是觀察細(xì)節(jié)。倍數(shù)選擇太大以后,由于這個理論極限,再放大已經(jīng)不會有更多的細(xì)節(jié)出現(xiàn),因此也失去意義了。但放大倍數(shù)到底選擇多大,不僅與望遠(yuǎn)鏡的理論分辨能力有關(guān),而且還與當(dāng)時的觀測條件,尤其是與觀測者本身的眼力有關(guān)。選擇倍數(shù)是物鏡口徑的毫米數(shù)乘1.5的說法(也有乘2的說法),是對于普通條件下的一種參考值。眼力不好、望遠(yuǎn)鏡質(zhì)量好就可以把倍數(shù)選擇大點;相反,眼力很好(或觀測時不想看到太多的不理想成像)、望遠(yuǎn)鏡質(zhì)量一般,就可以把倍數(shù)選擇的低一點。例如,口徑80mm的折射鏡,最大可以選擇120倍至160倍。
0dB表示輸出與輸入或兩個比較信號一樣大。分貝是一個相對大小的量,沒有絕對的量值。可您在電平表或馬路上的噪聲計上也能看到多少dB的測出值,這是因為人們給0dB先定了一個基準(zhǔn)。例如聲級計的0dB是2×10-4μb(微巴),這樣馬路上的噪聲是50dB、60dB就有了絕對的輕響概念。常用的0dB基準(zhǔn)有下面幾種:dBFS——以滿刻度的量值為0dB,常用于各種特性曲線上;dBm——在600Ω負(fù)載上產(chǎn)生1mW功率(或0.775V電壓)為0dB,常用于交流電平測量儀表上;dBV——以1伏為0dB;dBW——以1瓦為0dB。
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