增益

提示：此条目的主题不是状态效果。

增益在電子學上，通常為一個系統的訊號輸出與訊號輸入的比率。如5倍的增益，即是指系統令電壓或功率增加為原本的5倍。增益主要應用於放大電路中。

電子學上常使用對數單位量度增益，並以貝（bel）作為單位：

${\displaystyle Gain=log_{10}\left({\frac {P_{2}}{P_{1}}}\right)bel}$

其中P1與P2分別為輸入及輸出的功率。

由於增益的數值通常都很大，因此一般都使用分貝（dB，貝的10分之1）來表示：

${\displaystyle Gain=10\times log_{10}\left({\frac {P_{2}}{P_{1}}}\right)dB}$

一个类似的单位使用自然对数，称为奈培。

當增益以電壓而非功率計算時，使用焦耳定律 （Joule's law，${\displaystyle P={\frac {V^{2}}{R}}}$），其公式為：

增益${\displaystyle =10\times log_{10}\left[{\frac {\frac {V_{2}^{2}}{R}}{\frac {V_{1}^{2}}{R}}}\right]dB=10\times log_{10}\left({\frac {V_{2}}{V_{1}}}\right)^{2}dB=20\times log_{10}\left({\frac {V_{2}}{V_{1}}}\right)dB}$

此公式只有在負載阻抗相等（阻抗匹配）時才為正確。在不少現代電子設備中，由於輸出阻抗較低，而輸入阻抗則較高，令負載可被忽略而不明顯地影響計算結果。

與電壓增益類似，若使用電流計算增益，因為${\displaystyle P={I^{2}}{R}}$，其公式為：

增益${\displaystyle =10\times log_{10}\left[{\frac {{I_{2}^{2}}{R}}{{I_{1}^{2}}{R}}}\right]dB=10\times log_{10}\left({\frac {I_{2}}{I_{1}}}\right)^{2}dB=20\times log_{10}\left({\frac {I_{2}}{I_{1}}}\right)dB}$^[1]

如一個放大器輸出1伏特至1歐姆的負載，提供的輸出功率為1瓦特。如放大器被調節至輸出10伏特至同一負載，它提供的輸出功率則為100瓦特（P=V²/R）。因此：

電壓增益 = 10/1 = 10倍
${\displaystyle P={\frac {V^{2}}{R}}}$功率增益 ${\displaystyle ={\frac {\frac {10^{2}}{R}}{\frac {1^{2}}{R}}}}$ ${\displaystyle =100}$倍

根據定義，其增益為 ${\displaystyle 10\times log_{10}100=20dB}$

如果增益为1或0 dB，即输出电压等于输入电压，这个增益也称为单位增益。

1. ^ Kenneth C. Smith. Microelectronic circuits. 牛津大學出版社. 2011: 第16頁. ISBN 9780199738519. 

• 功率增益
• 发射输出功率
• 绝对增益
• 环路增益
• 插入增益
• 定向增益
• 信号处理增益
• 净增益
• 自动增益控制
• 损耗，孔径-媒质耦合损耗，有效辐射功率
• 增益带宽积

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