デシベルとは

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、送信側の電力をW1、受信側の電力W2とするとき、2つのエネルギー比(W2/W1)の対数をとったものをBel(ベル)という単位で表したものである。

 Bel=log102/W1

Belは、電話の発明者アレキサンダー・グラハム・ベルの名前からとったもので、この単位では数値が小さいため10倍にして(単位を1/10に下げて)deci-Bel(デシベル)と称した。これをdBと表記し、略して「デシ」と呼ぶことが多い。

したがって計算式は dB= 10log10 2/W1 となる。

エネルギーW(または電力)は、電圧V(または電流)の自乗に比例するので、

 N(dB)= 10log10 2/W1 = 20log102/V1 となる。

 

デシベルは+6dBとか10dBなどと表記するが、プラスのときは基準値0dBより大きいことで、マイナスのときは基準値より小さいことを示す。通常は+を表記しない。

 

◎デシベル表示方法

デシベルは、目的に応じて次の表のような基準を作って、それぞれ表示方法が定めている。

dBm

インピーダンス600オームの負荷(回路)に1mWの電力を加えたときに発生する電圧0.775Vを0dBmとしている。

mは小文字で表記。

dBv、dBu

インピーダンスに関係なく、0.775Vを0dbVまたは0dBuとしている。

vとuは小文字で表記。

dBV、dBs

インピーダンスに関係なく、1Vを0dBVまたは0dBsとしている。

Vは大文字、sは小文字で表記。

  参照→デシベル換算表http://seas.or.jp/datafile/EData/db.html

  

音とデシベル

◎音の強さのレベル

音のエネルギーとは、音波の進行方向に垂直な単位面積を単位時間に通過する量のことで、この量を「音の強さ(サウンド・インテンシティ)」と呼ぶ。

音の強さのレベルN(dB)はI0を基準値、Iを任意の点の音の強さとすると、

 N(dB)= 10log10 I/I0  となる。

基準値は、人間の最小可聴値である10-12(W/㎡)にしている。

◎音圧レベル

音の強さの測定は、音圧に比例する測定器を用いることが多いので、基準点を音圧で表した方が都合がよい。

音圧は音によって加わる瞬間的な圧力のことで、普通の状態のときの音の強さは音圧の自乗に比例する。

したがってP0を基準音圧、Pを任意の点の音圧とすると、デシベル値は、

 N(dB) = 20log10 P/P0  となる。

20℃の空気中では、音の強さの基準値10-12(W/㎡)に対する音圧は0.00002(Pa=パスカル)となるので、0.00002(Pa)を基準音圧にした対数尺度を音圧レベル(sound pressure level略してSPL)と呼んでいる。

音の強さと音圧のデシベル換算は次の表のようになる。ただし、これは気温が20℃のときであって、それ以外は音圧レベルと音の強さのレベルは一致せず、0.2〜0.3dB程度の違いが生ずる。

音の強さ(W/㎡)

エネルギー比

デシベル

音圧比

音圧(Pa)

(音の強さのレベル)

(音圧レベル)

1

1012

120dB

1,000,000

20

10-2

1010

100dB

100,000

2

10-4

108

80dB

10,000

0.2

10-6

1,000,000

60dB

1,000

0.02

10-8

10,000

40dB

100

0.002

10-10

100

20dB

10

0.0002

10-11

10

10dB

3(3.162)

0.000063

3.981×10-12

4(3.981)

6dB

2(1.995)

0.000039

1.995×10-12

2(1.995)

3dB

1.413

0.000028

10-12(基準)

1

0dB

1

0.00002(基準)

1/4

-6dB

1/2

1/1,000,000

-60dB

1/1,000