详解:dB、dBFS、dBm、dBV、dBu、LUFS

一、dB值

在音频、电子工程等领域，增益（放大）与衰减（减小）的 dB 计算是基于信号幅度（电压、声压等）或功率的对数比值，核心目的是用简洁的数值表示信号的相对变化（因为信号的实际变化范围往往很大）。

理解前提： dB 是 “相对值”：仅表示 “变化量”

核心公式：区分 “幅度类” 和 “功率类”

dB 的计算需根据信号类型选择公式：

幅度类（电压、电流、声压等，与 “场量” 相关）：

（原因：功率与幅度的平方成正比，幅度翻倍时功率翻 4 倍，对应 10lg4≈6dB，故幅度类用 20 倍对数）

功率类（信号功率、声功率等）：

举例说明：

1、增益的计算（信号增强），增益表示信号被放大后的变化，结果为正值

幅度类增益（如电压放大）

例 1：某放大器将输入电压从 1V 放大到 2V，增益是多少？
解：ΔdB=20×log10​(2/1)=20×0.3010≈6dB
→ 结论：电压翻倍，增益为 + 6 dB。

例 2：输入信号幅度为满刻度的 1/4（对应 - 12 dBFS），放大后变为满刻度的 1/2（对应 - 6 dBFS），增益是多少？
解：ΔdB=20×log10​[(1/2)/(1/4)]=20×log10​(2)≈+6dB
→ 结论：幅度从 1/4 到 1/2，增益为 + 6 dB（与绝对电平无关，只看比值）。

功率类增益（如功率放大器）

例：某功放将输入功率从 1W 放大到 10W，增益是多少？
解：ΔdB=10×log10​(10/1)=10×1=10dB
→ 结论：功率变为 10 倍，增益为 + 10 dB。

2、衰减的计算（信号减弱），衰减表示信号被减小后的变化，结果为负值

1. 幅度类衰减（如音量旋钮降低电压）

例 1：输入电压从 4V 衰减到 1V，衰减量是多少？
解：ΔdB=20×log10​(1/4)=20×(−0.6020)≈−12dB
→ 结论：电压变为 1/4，衰减 - 12 dB。

2. 功率类衰减（如电阻衰减器降低功率）

例：输入功率从 100mW 衰减到 1mW，衰减量是多少？
解：ΔdB=10×log10​(1/100)=10×(−2)=−20dB
→ 结论：功率变为 1/100，衰减 - 20 dB。

常用 “倍数与 dB” 对应关系（快速查表）

信号变化	幅度类（电压 / 声压）	功率类
变为原来的 10 倍	+20 dB	+10 dB
变为原来的 2 倍	+6 dB	+3 dB
变为原来的√2 倍（≈1.414）	+3 dB	+1.5 dB
不变	0 dB	0 dB
变为原来的 1/2	-6 dB	-3 dB
变为原来的 1/10	-20 dB	-10 dB
变为原来的 1/100	-40 dB	-20 dB

二、数字音频：dBFS（满刻度分贝）

仅用于数字信号（如录音软件、音频文件），参考基准是数字系统的最大电平（0 dBFS，再高会削波失真）。是数字音频领域特有的单位，仅用于表示数字信号的幅度。

计算公式为：dBFS = 20×log₁₀(数字信号幅度/满刻度幅度)。
特点：满刻度时为0 dBFS（数字信号的最大值，再大则会产生削波失真）；
所有实际信号的 dBFS 值均为负数（例如 - 12 dBFS 表示信号幅度是满刻度的 1/4），数值越接近 0 dBFS，信号越强。例如 - 6 dBFS 的信号幅度是 0 dBFS 的 1/2（因为 20lg (1/2)≈-6）；
录音时通常保留 3-6 dB 的 “headroom”（如峰值控制在 - 3 dBFS），避免削波。

三、 dBm、dBV、dBu
用于描述模拟信号的电压或功率，常见于麦克风、放大器、调音台等设备。
dBm：以 1mW 功率为参考（负载通常为 600Ω），例如 “麦克风输出为 - 50 dBm” 表示其输出功率是 1mW 的 1/10⁵（即 10μW）。
dBV：以 1V 电压为参考，例如 “前级放大器输出 + 6 dBV” 表示电压为 1V×2=2V（因为 20lg2≈6）。
dBu：以 0.775V 电压为参考（对应 600Ω 负载下 1mW 功率），常用于专业设备，例如 “线路输入电平为 + 4 dBu” 表示电压约为 1.23V。

四、 音量标准化：LUFS（响度单位）
用于描述音频的 “感知响度”（而非峰值电平），参考基准是国际标准响度（-23 LUFS）。
关系：LUFS 与 dB 类似，例如 “某首歌的响度为 - 16 LUFS” 比 - 23 LUFS 响 7 dB（更响亮）；
流媒体平台通常要求音频响度在特定范围（如 Spotify 要求 - 14 LUFS），音量差异超过 10 LUFS 会明显被感知。