增益

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。

對數單位與分貝
電子學上常使用對數單位量度增益，並以貝（bel）作為單位：

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：

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，P=\frac{V^2}{R}），其公式為：

增益=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)^2dB=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P={I^2}{R}，其公式為：

增益=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)^2dB=20\times log_{10}\left(\frac{I_2}{I_1} \right)dB

舉例
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

P=\frac{V^2}{R}功率增益
=\frac{\frac{10^2}{R}}{\frac{1^2}{R}}
=100倍

根據定義，其增益為 10\times log_{10}100=20 dB

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。

參考資料
参见

• 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