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微弱信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)綜合裝置
一、產(chǎn)品特點(diǎn)
LG-XH05型 微弱信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)綜合裝置由十多個(gè)單元實(shí)驗(yàn)盒和幾個(gè)配有電源的插入式機(jī)箱組成。通過組合,能開設(shè)十多個(gè)微弱信號(hào)檢測(cè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過不同的實(shí)驗(yàn)部件盒組合,可以排出不同的實(shí)驗(yàn)或組成不同類型的微弱信號(hào)檢測(cè)儀器。能方便、經(jīng)濟(jì)地排出學(xué)生要掌握的微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的基本實(shí)驗(yàn)。同時(shí)也可以用這些組件構(gòu)成一個(gè)完整的鎖定放大器、同步積分器和多點(diǎn)信號(hào)平均器等等。
二、配套儀器
三、技術(shù)參數(shù)
1、頻率范圍: 10Hz——10KHz
2、測(cè)試電壓范圍:1μV——1V
3、波形: 正弦波、方波、三角波
4、選頻 Q 值:3、30
5、倍頻、分頻數(shù):倍頻:1——15,分頻:1——1/15
6、抑制噪聲能力:≥100 倍
7、抑制不相干能力:≥800 倍
8、前置放大器噪聲電壓:≤ 5nV/HZ
9、電壓表測(cè)量功能:直流、交流、噪聲
10、相位測(cè)量范圍:0°——360 °
說明:因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室有 A,B 兩個(gè)組合配置的部件不同組合,都配備精密衰減器,因此可以排出上述十多個(gè)微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)。由于這些實(shí)驗(yàn)中,有些實(shí)驗(yàn)需要兩個(gè)相關(guān)器實(shí)驗(yàn)盒、兩個(gè)多功能信號(hào)源實(shí)驗(yàn)盒、兩個(gè)頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)盒及 VI,VQ —VA,Vφ 變換電路實(shí)驗(yàn)盒。B 組合的配置能更方便地排出有關(guān)實(shí)驗(yàn)。
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
10、選頻放大器原理及其性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
五、參數(shù)及使用
LG-XH05型 微弱信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)綜合裝置由十多個(gè)單元實(shí)驗(yàn)盒和幾個(gè)配有電源的插入式機(jī)箱組成。通過組合,能開設(shè)十多個(gè)微弱信號(hào)檢測(cè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過不同的實(shí)驗(yàn)部件盒組合,可以排出不同的實(shí)驗(yàn)或組成不同類型的微弱信號(hào)檢測(cè)儀器。能方便、經(jīng)濟(jì)地排出學(xué)生要掌握的微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的基本實(shí)驗(yàn)。同時(shí)也可以用這些組件構(gòu)成一個(gè)完整的鎖定放大器、同步積分器和多點(diǎn)信號(hào)平均器等等。
序號(hào) | 儀器實(shí)驗(yàn)盒 | 數(shù)量A型 | 數(shù)量B型 |
1 | 相關(guān)器(PSD+低通濾波器)實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 2 件 |
2 | 寬頻帶相移電路實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
3 | 同步積分器實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
4 | 多點(diǎn)信號(hào)平均器部件實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
5 | 選頻放大器實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
6 | 多功能信號(hào)源實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 2 件 |
7 | 有源高通、低通濾波器實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
8 | 低噪聲前置放大器實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
9 | 交流、直流、噪聲電壓表實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
10 | 頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 2 件 |
11 | 跟蹤濾波器實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
12 | 相位測(cè)量與指示實(shí)驗(yàn)盒 | 1 件 | 1 件 |
13 | 直角坐標(biāo)分量(VI,VQ)到極坐標(biāo)分量(VA,Vφ)變換電路實(shí)驗(yàn)盒 | 無 | 1 件 |
14 | 綜合實(shí)驗(yàn)機(jī)箱與電源 | 3 件 | 4 件 |
15 | 精密衰減器 | 1臺(tái) | 1臺(tái) |
1、頻率范圍: 10Hz——10KHz
2、測(cè)試電壓范圍:1μV——1V
3、波形: 正弦波、方波、三角波
4、選頻 Q 值:3、30
5、倍頻、分頻數(shù):倍頻:1——15,分頻:1——1/15
6、抑制噪聲能力:≥100 倍
7、抑制不相干能力:≥800 倍
8、前置放大器噪聲電壓:≤ 5nV/HZ
9、電壓表測(cè)量功能:直流、交流、噪聲
10、相位測(cè)量范圍:0°——360 °
說明:因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室有 A,B 兩個(gè)組合配置的部件不同組合,都配備精密衰減器,因此可以排出上述十多個(gè)微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)。由于這些實(shí)驗(yàn)中,有些實(shí)驗(yàn)需要兩個(gè)相關(guān)器實(shí)驗(yàn)盒、兩個(gè)多功能信號(hào)源實(shí)驗(yàn)盒、兩個(gè)頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)盒及 VI,VQ —VA,Vφ 變換電路實(shí)驗(yàn)盒。B 組合的配置能更方便地排出有關(guān)實(shí)驗(yàn)。
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、相關(guān)器的研究及其主要參數(shù)測(cè)量
2、同步積分器的研究及其主要參數(shù)測(cè)量
3、多點(diǎn)信號(hào)平均器原理實(shí)驗(yàn)
4、鎖定放大器原理實(shí)驗(yàn)
5、跟蹤濾波器實(shí)驗(yàn)
6、鎖定放大器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
7、用鎖定放大器測(cè)量低頻點(diǎn)噪聲電壓的實(shí)驗(yàn)
8、鎖相電壓表原理實(shí)驗(yàn)
9、跟蹤選頻放大器實(shí)驗(yàn)2、同步積分器的研究及其主要參數(shù)測(cè)量
3、多點(diǎn)信號(hào)平均器原理實(shí)驗(yàn)
4、鎖定放大器原理實(shí)驗(yàn)
5、跟蹤濾波器實(shí)驗(yàn)
6、鎖定放大器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
7、用鎖定放大器測(cè)量低頻點(diǎn)噪聲電壓的實(shí)驗(yàn)
8、鎖相電壓表原理實(shí)驗(yàn)
10、選頻放大器原理及其性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
五、參數(shù)及使用
1、電源: 接通電源輸入線,220V 50Hz,按下電源開關(guān),電源指示燈點(diǎn)亮,預(yù)熱 2 分鐘。
2、多功能信號(hào)源
(1)產(chǎn)生 1-10kHz 正弦波、三角波、方波信號(hào)。
(2)通過波形選擇可以選擇輸出正弦波、三角波、方波信號(hào)。
(3)通過頻率粗調(diào) 10、100、1000、10000 四檔、細(xì)調(diào)頻率 0.7-12 選擇輸出頻率。
(4)調(diào)節(jié)倍頻 nf 和分頻 1/nf 以及 n 預(yù)置來選擇倍頻和分頻輸出,倍頻和分頻預(yù)置數(shù)由 4 位二進(jìn)制開關(guān)選擇,*大為 15,*小為 1,由倍頻、分頻端口輸出。
(5)通過調(diào)節(jié)噪聲幅度,可以得到不同幅度的噪聲輸出,由噪聲輸出端口輸出。
3、頻率計(jì)
(1)用于對(duì)待測(cè)頻率進(jìn)行計(jì)數(shù),六位數(shù)字顯示。
2、多功能信號(hào)源
(1)產(chǎn)生 1-10kHz 正弦波、三角波、方波信號(hào)。
(2)通過波形選擇可以選擇輸出正弦波、三角波、方波信號(hào)。
(3)通過頻率粗調(diào) 10、100、1000、10000 四檔、細(xì)調(diào)頻率 0.7-12 選擇輸出頻率。
(4)調(diào)節(jié)倍頻 nf 和分頻 1/nf 以及 n 預(yù)置來選擇倍頻和分頻輸出,倍頻和分頻預(yù)置數(shù)由 4 位二進(jìn)制開關(guān)選擇,*大為 15,*小為 1,由倍頻、分頻端口輸出。
(5)通過調(diào)節(jié)噪聲幅度,可以得到不同幅度的噪聲輸出,由噪聲輸出端口輸出。
3、頻率計(jì)
(1)用于對(duì)待測(cè)頻率進(jìn)行計(jì)數(shù),六位數(shù)字顯示。
(2)技術(shù)量程分兩檔 0-1000Hz 和 1000-100000Hz。
4、寬帶移相器
(1)寬帶移相器用于對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行移相。
(2)移相范圍為 0o-360o 可調(diào),由粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩部份組成。粗調(diào)分 0o、90o、180o、270o 四檔
(3)細(xì)調(diào)可移相 0o-100o,與粗調(diào)組合可以實(shí)現(xiàn) 0o-360o 移相同時(shí)系統(tǒng)設(shè)有失鎖指示。
(4)移相后的信號(hào)同相和正交輸出端口輸出。
5、相位差計(jì)
(1)相位差計(jì)用于測(cè)量輸入信號(hào)和參考輸入信號(hào)的相位差。測(cè)量頻率分兩檔分別是:0.3-3kHz 和 10-300Hz。同時(shí)微調(diào)用于調(diào)節(jié)失鎖狀態(tài)下的鎖定。
(2)功能檔位用來選擇測(cè)量和鎖定兩個(gè)工作狀態(tài)。
6、低噪聲前置放大器
(1)有輸入和數(shù)出兩個(gè)端口,由于對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行低噪聲前置放大。
(2)浮地調(diào)零已鎖定用于校準(zhǔn)浮地測(cè)量時(shí)的零輸入-零電位輸出,校準(zhǔn)時(shí)功能鍵置短路。測(cè)量時(shí)功能鍵置測(cè)量,放大器增益分 100、1000 兩檔。
(3)測(cè)量類型分浮地和接地兩種。
7、有源高通、低通濾波器
(1)用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行可選測(cè)的頻帶進(jìn)行濾波。
(2)高通濾波頻率由高通頻率選擇檔位:*低、37.5Hz、250Hz、1500Hz 四檔和 X1、X10 檔位綜合組成進(jìn)行選擇。
(3)低通濾波頻率由低通頻率選擇檔位:37.5Hz、250Hz、1.5KHz、25KHz 四檔組成。
8、跟蹤濾波器
(1)跟蹤濾波器是用一個(gè)與待測(cè)信號(hào)頻率 fs 相等的參考信號(hào),頻率為 fR =fs,去控制跟蹤濾波器,使跟蹤濾波器的中心頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)在待測(cè)信號(hào)頻率上,從而能抑制待測(cè)信號(hào)頻率之外的其他頻率信號(hào)和噪聲干擾。
(2)其輸入有一個(gè)信號(hào)輸入和一個(gè)參考信號(hào)輸入端,輸出有跟蹤濾波輸出和跟蹤濾波直流輸出,同時(shí)還有一個(gè)跟蹤指示燈。
4、寬帶移相器
(1)寬帶移相器用于對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行移相。
(2)移相范圍為 0o-360o 可調(diào),由粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩部份組成。粗調(diào)分 0o、90o、180o、270o 四檔
(3)細(xì)調(diào)可移相 0o-100o,與粗調(diào)組合可以實(shí)現(xiàn) 0o-360o 移相同時(shí)系統(tǒng)設(shè)有失鎖指示。
(4)移相后的信號(hào)同相和正交輸出端口輸出。
5、相位差計(jì)
(1)相位差計(jì)用于測(cè)量輸入信號(hào)和參考輸入信號(hào)的相位差。測(cè)量頻率分兩檔分別是:0.3-3kHz 和 10-300Hz。同時(shí)微調(diào)用于調(diào)節(jié)失鎖狀態(tài)下的鎖定。
(2)功能檔位用來選擇測(cè)量和鎖定兩個(gè)工作狀態(tài)。
6、低噪聲前置放大器
(1)有輸入和數(shù)出兩個(gè)端口,由于對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行低噪聲前置放大。
(2)浮地調(diào)零已鎖定用于校準(zhǔn)浮地測(cè)量時(shí)的零輸入-零電位輸出,校準(zhǔn)時(shí)功能鍵置短路。測(cè)量時(shí)功能鍵置測(cè)量,放大器增益分 100、1000 兩檔。
(3)測(cè)量類型分浮地和接地兩種。
7、有源高通、低通濾波器
(1)用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行可選測(cè)的頻帶進(jìn)行濾波。
(2)高通濾波頻率由高通頻率選擇檔位:*低、37.5Hz、250Hz、1500Hz 四檔和 X1、X10 檔位綜合組成進(jìn)行選擇。
(3)低通濾波頻率由低通頻率選擇檔位:37.5Hz、250Hz、1.5KHz、25KHz 四檔組成。
8、跟蹤濾波器
(1)跟蹤濾波器是用一個(gè)與待測(cè)信號(hào)頻率 fs 相等的參考信號(hào),頻率為 fR =fs,去控制跟蹤濾波器,使跟蹤濾波器的中心頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)在待測(cè)信號(hào)頻率上,從而能抑制待測(cè)信號(hào)頻率之外的其他頻率信號(hào)和噪聲干擾。
(2)其輸入有一個(gè)信號(hào)輸入和一個(gè)參考信號(hào)輸入端,輸出有跟蹤濾波輸出和跟蹤濾波直流輸出,同時(shí)還有一個(gè)跟蹤指示燈。
9、多點(diǎn)信號(hào)平均器
(1)多點(diǎn)信號(hào)平均器是一種信號(hào)處理裝置,能從較強(qiáng)的干擾和噪聲中提取信號(hào),依據(jù)時(shí)域特性的取樣平均來改善信噪比,復(fù)現(xiàn)被噪聲淹沒的信號(hào)波形。其控制面板如圖所示:
(2)其對(duì)應(yīng)的輸入端有信號(hào)輸入、噪聲輸入和參考輸入。本組合模塊還設(shè)有失鎖指示。
(3)多點(diǎn)平均的時(shí)間常數(shù)選擇由 0.2S、2S、20S 三個(gè)檔位,可根據(jù)待測(cè)信號(hào)特性進(jìn)行靈活選擇。
(4)其輸出端有多點(diǎn)平均加法器輸出和多點(diǎn)平均器輸出,多點(diǎn)平均輸出可由檔位開關(guān)正常、比較選擇輸出,用以觀察信號(hào)通過多電平均器后變化的特性。
10、同步積分器
(1)同步積分器是一種同步濾波器,它能在干擾中提取微弱信號(hào),具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
(1)多點(diǎn)信號(hào)平均器是一種信號(hào)處理裝置,能從較強(qiáng)的干擾和噪聲中提取信號(hào),依據(jù)時(shí)域特性的取樣平均來改善信噪比,復(fù)現(xiàn)被噪聲淹沒的信號(hào)波形。其控制面板如圖所示:
(2)其對(duì)應(yīng)的輸入端有信號(hào)輸入、噪聲輸入和參考輸入。本組合模塊還設(shè)有失鎖指示。
(3)多點(diǎn)平均的時(shí)間常數(shù)選擇由 0.2S、2S、20S 三個(gè)檔位,可根據(jù)待測(cè)信號(hào)特性進(jìn)行靈活選擇。
(4)其輸出端有多點(diǎn)平均加法器輸出和多點(diǎn)平均器輸出,多點(diǎn)平均輸出可由檔位開關(guān)正常、比較選擇輸出,用以觀察信號(hào)通過多電平均器后變化的特性。
10、同步積分器
(1)同步積分器是一種同步濾波器,它能在干擾中提取微弱信號(hào),具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
(2)同步積分器的輸入由信號(hào)輸入、噪聲輸入、參考輸入三個(gè)輸入端組成。
(3)對(duì)于輸入信號(hào)的放大倍數(shù)檔位有 X1、X3、X10 三個(gè)檔位供選擇,選擇原則是根據(jù)輸入信號(hào)的大小。同步積分時(shí)間常數(shù)有 0.001S、0.01S、0.1S 三個(gè)時(shí)間檔位供選擇,選擇積分時(shí)間常數(shù)的原則主要根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率。
(4)同步積分器的輸出端有加法器輸出,主要用于和數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行比較;同步積分輸出,用以指示信號(hào)大小。
11、相關(guān)器
(1)相關(guān)器由相敏檢測(cè)器和低通濾波器組成,是鎖定放大器的核心部件,其控制面板如圖所示:
(2)同步積分器的輸入端由信號(hào)輸入、噪聲輸入、參考輸入三個(gè)輸入端組成。
(3)對(duì)于輸入信號(hào)的放大倍數(shù)由交流放大倍數(shù)決定, 檔位有 X1、X10、X100 三個(gè)檔位供選擇,選擇原則是根據(jù)相關(guān)器的動(dòng)態(tài)特性。
(4)對(duì)于直流信號(hào)的放大倍數(shù)由直流放大倍數(shù)決定, 檔位有 X1、X10、X100 三個(gè)檔位供選擇,選擇原則是結(jié)合相關(guān)器的動(dòng)態(tài)特性選擇。
(5)積分時(shí)間常數(shù)有 0.1S、1S、10S 三個(gè)時(shí)間檔位供選擇,選擇的主要原則是信號(hào)特性。
(3)對(duì)于輸入信號(hào)的放大倍數(shù)檔位有 X1、X3、X10 三個(gè)檔位供選擇,選擇原則是根據(jù)輸入信號(hào)的大小。同步積分時(shí)間常數(shù)有 0.001S、0.01S、0.1S 三個(gè)時(shí)間檔位供選擇,選擇積分時(shí)間常數(shù)的原則主要根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率。
(4)同步積分器的輸出端有加法器輸出,主要用于和數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行比較;同步積分輸出,用以指示信號(hào)大小。
11、相關(guān)器
(1)相關(guān)器由相敏檢測(cè)器和低通濾波器組成,是鎖定放大器的核心部件,其控制面板如圖所示:
(2)同步積分器的輸入端由信號(hào)輸入、噪聲輸入、參考輸入三個(gè)輸入端組成。
(3)對(duì)于輸入信號(hào)的放大倍數(shù)由交流放大倍數(shù)決定, 檔位有 X1、X10、X100 三個(gè)檔位供選擇,選擇原則是根據(jù)相關(guān)器的動(dòng)態(tài)特性。
(4)對(duì)于直流信號(hào)的放大倍數(shù)由直流放大倍數(shù)決定, 檔位有 X1、X10、X100 三個(gè)檔位供選擇,選擇原則是結(jié)合相關(guān)器的動(dòng)態(tài)特性選擇。
(5)積分時(shí)間常數(shù)有 0.1S、1S、10S 三個(gè)時(shí)間檔位供選擇,選擇的主要原則是信號(hào)特性。
12、交流、直流、噪聲電壓表
(1)交流、直流、噪聲電壓表主要用于測(cè)量交流、直流和噪聲電壓的大小。
(2)測(cè)量過程中注意被測(cè)信號(hào)的特性,通過信號(hào)選擇開關(guān)完成,分別有:正弦、噪聲、直流三個(gè)功能選擇開關(guān)。
(3)量程選擇分別有 200mV、2V、20V 三個(gè)檔位開關(guān)。
13、精密衰減器
HB-602 型精密衰減器是專為獲得微弱電壓信號(hào)而設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的衰減器,本儀器不同于一般的衰減器,它包括一個(gè)加法器和一個(gè)精密衰減器,能方便地進(jìn)行被測(cè)信號(hào)與干擾或噪聲信號(hào)相加,然后衰減, 模擬得到淹沒在噪聲或干擾背景中的微弱電壓信號(hào)。因此,除作為一般的精密衰減器使用外,特別適用于對(duì)微弱信號(hào)儀器的抗干擾、抑制噪聲能力的有關(guān)各種測(cè)量。它在微弱信號(hào)檢測(cè)儀器的研制、生產(chǎn)、測(cè)量、校準(zhǔn)及微弱信號(hào)檢測(cè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。HB-602 型精密衰減器外形圖如下圖所示:
(1)主要技術(shù)指標(biāo):
(2)輸入端:輸入 Vi1、Vi2;兩個(gè)輸出端:VD=VO1+VO2、VO。
(3)調(diào)節(jié)衰減開關(guān):有 4 個(gè)組合,各衰減開關(guān)的選擇及衰減量如下表所示:(1)交流、直流、噪聲電壓表主要用于測(cè)量交流、直流和噪聲電壓的大小。
(2)測(cè)量過程中注意被測(cè)信號(hào)的特性,通過信號(hào)選擇開關(guān)完成,分別有:正弦、噪聲、直流三個(gè)功能選擇開關(guān)。
(3)量程選擇分別有 200mV、2V、20V 三個(gè)檔位開關(guān)。
13、精密衰減器
HB-602 型精密衰減器是專為獲得微弱電壓信號(hào)而設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的衰減器,本儀器不同于一般的衰減器,它包括一個(gè)加法器和一個(gè)精密衰減器,能方便地進(jìn)行被測(cè)信號(hào)與干擾或噪聲信號(hào)相加,然后衰減, 模擬得到淹沒在噪聲或干擾背景中的微弱電壓信號(hào)。因此,除作為一般的精密衰減器使用外,特別適用于對(duì)微弱信號(hào)儀器的抗干擾、抑制噪聲能力的有關(guān)各種測(cè)量。它在微弱信號(hào)檢測(cè)儀器的研制、生產(chǎn)、測(cè)量、校準(zhǔn)及微弱信號(hào)檢測(cè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。HB-602 型精密衰減器外形圖如下圖所示:
(1)主要技術(shù)指標(biāo):
技術(shù)指標(biāo) | HB-602 型精密衰減器 |
1.衰減量: | 10-1—10-8(有 db 指示) |
2.衰減精度: | <1% |
3.*大輸入電壓(rms): | 3V |
4.輸入阻抗: | 1M? |
5.輸出阻抗: | 150? |
6.工作頻率: | 1Hz—100KHz |
7.電源: | 220V,50Hz |
衰減量: V01= K1Vi1 V02 = K 2Vi 2 VD= V01 + V02 V0 = K3 K 4VD |
||
n | K3、K4 | dB |
1 | 1 | 0 dB |
2 | 3.162 ´10-1 | -10 dB |
3 | 1´10-1 | -20 dB |
4 | 3.162 ´10-2 | -30 dB |
5 | 1´10-2 | -40 dB |
6 | 3.162 ´10-3 | -50 dB |
7 | 1´10-3 | -60 dB |
8 | 3 .162 ´ 10 - | -70 dB |
9 | 1´10-4 | -80 dB |
0 | 0 |