为什么电磁兼容要引入dB

图 151B中适用于地面的RE102限值

以 GJB151B 中的 RE102 限值曲线为例，它的纵轴采用对数刻度来标注场强限值。不妨先算一下这个纵轴到底覆盖了多大的范围：刻度从 0 dBuV/m 延伸到 100 dBuV/m，换算成线性值就是 1 μV/m 到 100000 μV/m，跨度高达 10 万倍。

这么宽的动态范围，如果硬要用线性坐标来画，问题立刻就来了。假设纵轴均匀分成 10 格，那么每一格代表的场强就是 100000 μV/m ÷ 10 = 10000 μV/m，折回对数单位正好是 80 dBuV/m。这意味着 80 dBuV/m 以下的所有数据点，在线性坐标里全部被压进最底下那一个格子，看不出任何细节；而上面的格子又几乎是空的，整张图严重失真。

这其实反映了电磁兼容领域的一个普遍特点：需要观测的场强往往横跨好几个数量级，从微伏级到伏级都有可能。面对这种情况，线性坐标天然不适用 —— 小信号会被大信号 "淹没"。dB 的引入正是为了解决这个问题：它把数值按倍数关系取对数，相当于把坐标轴按 "每 10 倍一个等长间隔" 来划分，于是无论数值大小，在图上都能获得合理的展示空间，一张图就能同时看清极小值和极大值。

要区别dB和dBuV?

从事电磁兼容工作的人都清楚，功率的对数换算是 10 倍关系，电压则是 20 倍关系 —— 这部分属于基础常识，具体推导查阅任何一本 EMC 教材都能找到。真正需要留意的，是 dB 和 dBuV 这两个单位之间的本质差异。

dB 没有量纲，它描述的只是两个量之间的倍数比例；dBuV 则是一个有确定物理意义的绝对值，是以 1 μV 为基准取对数得到的。这个区别看似简单，实际运算中却很容易出错。举个例子：1 dBuV 加上 2 dBuV，不能直接把数字相加得到 3 dBuV，必须先各自还原成 μV 的线性值，相加之后再换算回 dBuV。但反过来，1 dBuV 的信号经过一个增益为 2 dB 的放大器，输出就是 3 dBuV—— 这是因为放大器的增益本身就是用 dB（倍数关系）来表示的，对数单位之间做倍数增减，直接加减数字即可。

dB在电磁兼容整改中的误区

设备的电磁骚扰一旦超出相关 EMC 标准的限值，就必须定位超标发射的根源并加以消除。实际工作中常遇到这样的情况：调试人员花了大量时间反复尝试，问题却始终得不到解决。究其根本，往往是对电磁兼容中 dB 的概念理解不够深入，致使故障排查陷入 "死循环"。

这类现象在 CE102 和 RE102 的整改过程中尤为典型。下面以一个 RE102 整改案例为例，结合图示来展示 dB 运算中一些看似 "反常" 的现象。

辐射骚扰发射的主要贡献者往往是电缆。如图所示，某设备带有三根电缆，由于未对电缆上的共模电流采取有效的抑制措施，导致了明显的辐射发射。假设三根电缆合计贡献了总辐射量的 99.99%，机箱泄漏仅占 0.01%，且每根电缆的辐射贡献各占 33.33%。

先拔掉其中一根电缆，辐射发射随之减少 33.33%，剩余为原来的 66.67%，对应的辐射降低量为：

20lg(66.67/100) = 3.5 dB

接着拔掉第二根电缆，用同样的方法计算，辐射降低量为：

20lg(33.34/66.67) = 6 dB

最后拔掉第三根电缆，此时只剩下机箱的 0.01% 辐射，辐射降低量达到：

20lg(0.01/33.34) = 70 dB

上面的计算揭示了一个容易被忽略的事实：三根电缆对辐射骚扰的贡献完全相同，但按顺序拔掉时，第一根只带来 3.5 dB 的降幅，第二根带来 6 dB，到第三根时却改善了约 70 dB。这种差异很容易让人产生错觉 —— 前两根电缆似乎无足轻重，第三根才是罪魁祸首。

然而，如果据此认定第三根电缆是最大辐射源，以为单独处理它就能获得 70 dB 的改善，那就大错特错了。不妨做个对照：保留前两根电缆不动，只拔掉第三根，此时辐射的改善量同样只有 3.5 dB。

吃透 dB 的这一特性，是做好电磁兼容整改的关键。采取一项整改措施后，如果效果不显著，切不可断定它没用就撤掉，转而另寻他法 —— 正确的做法是保留现有措施，再叠加新的措施。反过来，也不能因为某一项措施效果立竿见影，就断言它是最关键的。

因此，电磁兼容（EMI）诊断应当遵循这样的思路：对某个疑似骚扰源施加抑制措施后，即便看不到明显改善，也不要急于撤销，而是继续对其他疑似源采取措施；当某一项措施使骚扰幅度大幅下降、设备通过测试时，这并不意味着该骚扰源就是最主要的，只能说明在剩余的几个骚扰源中，它的量级相对较大。