🔊 デシベル計算機
電圧と電力のデシベル(dB)とリニア比の相互変換。オーディオ,RF,通信アプリケーションのdBm,dBW,信号ゲイン/損失を計算します。
このツールとは?
デシベル(dB)は,2つの値の間の比を表現するために使用される対数単位で,最も一般的には電力や電圧レベルです。Alexander Graham Bellにちなんで名付けられ,10を底とする対数を使用します。電力で10:1の比は10 dB,100:1は20 dB,1000:1は30 dBです。人間の音量知覚(および他の多くの感覚)がほぼ対数的であるため,対数スケールが使用されます。10 dBの増加は人間の耳には「約2倍の大きさ」として聞こえます。
電力のdB公式は dB = 10×log₁₀(P₂/P₁),電圧は dB = 20×log₁₀(V₂/V₁)です。同じインピーダンスを仮定しています。
仕組み
デシベルは常に比であり,絶対値ではありません。絶対レベルを表現するには,既知の値を基準にしたdBを使用します。
| 単位 | 基準 | 典型的な用途 |
|---|---|---|
| dBm | 1 mW | RF電力, 光ファイバ |
| dBW | 1 W | 大電力RF |
| dBV | 1 V RMS | オーディオ電圧 |
| dBu | 0.775 V RMS | プロオーディオ (600Ω基準) |
| dB SPL | 20 µPa | 音圧レベル |
| dBi | 等方性アンテナ | アンテナゲイン |
一般的な参考値: 0 dBm = 1 mW; 10 dBm = 10 mW; 20 dBm = 100 mW; 30 dBm = 1 W; 60 dBm = 1 kW。会話は約60 dB SPL, ロックコンサートは110-120 dB SPL, 痛覺のしきい値は純130 dB SPLです。
使い方
- 変換方向を選択: 比からdB, またはdBから比。
- 電力比または電圧比のどちらを扱っているか選択します。
- 変換する値(比またはdB)を入力します。
- 計算をクリックして変換値を見ます。
- 絶対電力計算のためにdBm/dBW参考テーブルを使用します。
よくある質問
なぜ電力(10log)と電圧(20log)でdB公式が違うのですか?
電力は電圧の2乗に比例します(P = V²/R)。V²の対数を取ると2×log(V)になります。したがって 10×log(P₂/P₁) = 10×log(V²/V₁²) = 20×log(V₂/V₁) になります(同じインピーダンスを仮定)。電圧の係数20(vs 10)は,電圧と電力の間の2乗関係に由来します。
0 dBmは何ワットですか?
0 dBm = 1 mW = 0.001 Wです。公式は P(W) = 10^(dBm/10) / 1000 です。したがって 10 dBm = 10 mW, 20 dBm = 100 mW, 30 dBm = 1 W, -10 dBm = 0.1 mWです。これはRFエンジニアリングで絶対電力レベルを表現する標準的な基準です。
3 dBの変化は何を意味しますか?
3 dBの増加はほぼ電力の2倍(10^0.3 = 1.995 ≈ 2)を意味します。3 dBの減少は電力が半分になります。電圧の場合,3 dBは √2 ≈ 1.414倍です。これが目安です。3 dB = 2×電力, 6 dB = 4×電力, 10 dB = 10×電力, 20 dB = 100×電力。
85 dB SPLはどのくらいの大きさですか?安全ですか?
85 dB SPLは概ね交通量の多い道路や騒がしいレストランのノイズレベルです。8時間以上の85 dBへの長時間ばく露は徐々に聴覚障害を引き起こす可能性があります。OSHAは職場のノイズを8時間につき90 dBに制限していますが,NIOSHは85 dBを推奨しています。100 dBでは15分で障害が発生する可能性があり,120 dBでは瞬時です。
カスケード接続された段のdB値をどう足し算しますか?
単純に代数的に足し算します。20 dBゲインの増幅器,2 dB損失のケーブル,1 dB損失のフィルタで正味ゲインは 20 - 2 - 1 = 17 dBです。この加法特性がdBスケールの主な利点の一つで,比の乗算をdB値の加算で置き換えられます。
dBとdBmの違いは何ですか?
dBは比(相対的),dBmは1ミリワットを基準とした絶対電力レベルです。「この増幅器は20 dBゲイン」は電力を100倍にすることを意味します。「この送信機は20 dBm出力」は100 mW出力を意味します。dB値をdBmに足し算できます。20 dBm信号を10 dB増幅すると30 dBm(1 W)になります。
ヒントとアドバイス
3 dBルール: 3 dBの変化はほぼ2:1の電力比(正確には1.995:1)または1.414:1の電圧比です。さらに3 dB追加するごとに電力がほぼ2倍になります。10 dBルール: 10 dBの増加は人間の耳には約「2倍の音量」に聞こえますが,電力は正確に10倍です。ゲイン/損失段をカスケード接続する場合(増幅器+フィルタ+ケーブル),dB値を単純に足し算します。20 dB増幅器の後に-3 dBケーブル損失が続くと正味17 dBゲインになります。負のdB値は減衰または損失を表します。RFリンクバジェットでは,すべてのゲインと損失を合計して受信信号レベルを見つけます。スペクトラムアナライザのノイズフロアは-150 dBm/Hzかもしれません。強いWiFi信号は約-40 dBm,地球に届くGPS衛星信号は約-130 dBmで,1 mWの100兆分の1です。SNR(信号対雑音比)ではノイズdBを信号dBから引きます。-40 dBm信号と-100 dBmノイズで60 dB SNRになります。
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