デシベルとは
デシベル(dB)は、ある量が基準の何倍かを対数で表す単位です。人の感覚や電気信号は非常に広い範囲の値を扱うため、倍率をそのまま書くと桁が大きくなりすぎます。対数にすると、100万倍は60dBのように扱いやすい数字になり、倍率の掛け算をdBの足し算で計算できるようになります。
10logと20logの使い分け
パワー量(電力・エネルギー・音の強さ):dB = 10·log₁₀(P₂ / P₁)
振幅量(電圧・電流・音圧) :dB = 20·log₁₀(V₂ / V₁)
電力は電圧の2乗に比例します(P = V²/R)。対数では2乗が2倍になるため、電圧の比で表すときは10logの2倍、つまり20logを使います。こうすることで、同じ現象を電力で表しても電圧で表しても、同じdB値になります。
| dB | パワー量の比 | 振幅量の比 |
|---|---|---|
| 3 dB | 約 2 倍 | 約 1.41 倍 |
| 6 dB | 約 4 倍 | 約 2 倍 |
| 10 dB | 10 倍 | 約 3.16 倍 |
| 20 dB | 100 倍 | 10 倍 |
| −3 dB | 約 0.5 倍 | 約 0.71 倍 |
よく使う単位と基準値
dBのあとに付く記号は、何を基準(0dB)にしているかを表します。
| 単位 | 基準(0dB) | 主な用途 |
|---|---|---|
| dBm | 1 mW | 通信・高周波の電力 |
| dBW | 1 W | 送信機などの大きな電力 |
| dBV | 1 V | 民生オーディオ機器の信号レベル |
| dBu | 0.7746 V(√0.6 V) | 業務用オーディオ機器の信号レベル |
| dBμV | 1 μV | 受信電界強度、ノイズ測定 |
| dB(音圧レベル) | 20 μPa | 騒音・音響 |
dBuの基準 0.7746V は、600Ωの抵抗で1mWを消費する電圧です。
換算の早見
dBW = dBm − 30
dBu = dBV + 2.21
dBμV = dBV + 120
dBμV = dBm + 106.99 (50Ωの場合)
1 Pa = 約 93.98 dB(音圧レベル)
dBmと電圧系の単位の換算はインピーダンスによって変わります。ツールの単位変換では、インピーダンスを指定して計算できます。
騒音のdBとdB(A)
騒音計で表示されるdB(A)は、人の耳の感度に合わせて周波数ごとに補正(A特性)した音圧レベルです。補正後のレベルどうしでも、合成・差引・距離減衰は同じ考え方で計算できます。