■デシベル

人間の聴覚や視覚は、音や光の強さがある規定レベルの10倍、100倍となっても、感覚的には数倍、10倍ほどにしか感じない。パワーアンプのレベルを2倍にしても、スピーカから出る音はそれほど上がったように感じられないのはこのためである。この感覚は、ちょうど「対数」に比例するので、音の強さを表現するのに、非常に便利な数値である。

元来、デシベルは電話回線で送話器から受話器に到達する間の、電力損失の度合いを表すために考案されものである。送信側の電力をP1、受信側の電力をP2とするとき、P2/P1の常用対数をとったものをBel(ベル)という単位で表す。

  Bel=log10(P2÷P1)

Belという単位は、電話の発明者アレキサンダー・グラハム・ベル(A.G.Bell)の名前からとったものである。しかし、この単位では数値が小さいため、これを10倍して、つまり単位を1/10にしてdeci-Bel(デシベル)と称し、略してdBと表示する。略して「デシ」ということが多い。

  dB=10log10(P2÷P1)

電圧、電流の場合の計算式は、機器の入力電圧をE1、出力電圧をE2としたとき、これらの比較値の二乗が電力に比例するので、

  dB=10log10(E2÷E1)2=20log10(E2÷E1)

となり、電圧、電流のデシベル値は電力の2倍になる。

デシベルは、基準値の0dBに対して、比較値を+5dBとか−10dBなどと表示される。+のときは基準値より大きいことで、−のときは基準値より小さいことを示している。
デシベルは目的に応じて次のような基準を設けて、それぞれ表示方法が定められている。

dBm
インピーダンス600 の負荷に1mWの電力を加えたときに発生する電圧0.775Vを基準にしたときの表示。

dBv
インピーダンスに関係なく、基準電圧を0.775Vとしたときの表示。dBvのvは小文字で表記。(0.775V=0dBv)

dBV
インピーダンスに関係なく、基準電圧を1Vとしたときの表示。dBVのVは大文字で表記。(1V=0dBV)

dBSPL
音圧レベルをデシベルで表示場合の表記で、人間の耳で聞くことができる1kHzにおける最小限の音の強さ0.00002Pa(パスカル)を基準(0dBSPL)としている。SPLはSound Pressure Levelの略。

倍率とデシベル値

比(倍)
電圧/電流のdB
電力/さ/音響出力のdB
0.01倍
-40dB
-20dB
0.1倍
-20dB
-10dB
0.5倍
−6dB
-3dB
1倍
0dB
0dB
2倍
6dB
3dB
3倍
9.5dB
4.75dB
4倍
12dB
6dB
5倍
14dB
7dB
6倍
15.5dB
7.78dB
7倍
17dB
8.45dB
8倍
18dB
9dB
9倍
19dB
9.5dB
10倍
20dB
10dB
100倍
40dB
20dB
1000倍
60dB
30dB