デシベル

デシベル
単位系	SI 非対応単位
シンボル	デシベル
名前の由来	アレクサンダー・グラハム・ベル
コンバージョン
...で1 dB	...は...に等しい
ベル	⁠1/10ベル​

デシベル（記号：dB）は、ベル（B）の10分の1に等しい相対的な測定単位です。これは、対数スケール上の2つの電力またはルート電力量の値の比を表します。レベルが1デシベル異なる2つの信号の電力比は10 ^1/10（約1.26）または根力比10 ^1/20（約1.12）。^{[1] [2]}

この単位は基本的に相対的な変化を表しますが、固定された基準値に対する値の比率として絶対値を表すためにも使用できます。このように使用される場合、単位記号には基準値を示す文字コードが接尾辞として付けられることがよくあります。たとえば、基準値が 1 ボルトの場合、一般的な接尾辞は「V」です (例:「20 dBV」)。^{[3] [4]}

デシベルのスケーリングには、主に 2 つのタイプが一般的に使用されています。電力比を表す場合、底が 10 の対数の10 倍として定義されます。^[5]つまり、電力の10 倍の変化は、レベルの 10 dB の変化に相当します。ルート電力量を表す場合、振幅の 10 倍の変化は、レベルの 20 dB の変化に相当します。デシベル スケールは 2 倍異なるため、関連する電力レベルとルート電力レベルは、電力が振幅の 2 乗に比例する線形システムでは同じ値で変化します。

デシベルの定義は、20世紀初頭の米国のベルシステムにおける電話の伝送損失と電力の測定に由来しています。ベルはアレクサンダー・グラハム・ベルにちなんで名付けられましたが、めったに使用されていません。代わりに、デシベルは科学と工学のさまざまな測定に使用され、最も顕著なのは音響学、電子工学、制御理論における音響パワーの測定です。電子工学では、増幅器のゲイン、信号の減衰、信号対雑音比がデシベルで表現されることがよくあります。

デシベルは、電信や電話回線における信号損失を定量化するために使用された方法に由来しています。1920年代半ばまで、損失の単位は標準ケーブルのマイル数（MSC）でした。1MSCは、周波数で標準電話ケーブル1マイル（約1.6km）の電力損失に相当します。5000 ラジアン/秒（795.8 Hz）で、リスナーが感知できる最小の減衰とほぼ一致しました。標準的な電話ケーブルは、「ループマイルあたり88オームの均一に分布した抵抗と、マイルあたり0.054 マイクロファラッドの均一に分布したシャント 容量を持つケーブル」（約19ゲージのワイヤに相当 ）でした。^[6]

1924年、ベル電話研究所は、ヨーロッパの長距離電話に関する国際諮問委員会のメンバーから新しい単位の定義に対する好意的な反応を受け、MSCを伝送単位（TU）に置き換えた。1 TUは、測定電力と基準電力の比の10進法の対数の10倍になるように定義された。^[7] この定義は、1 TUが1 MSCに近似するように都合よく選択された。具体的には、1 MSCは1.056 TUであった。1928年、ベルシステムはTUをデシベルに改名した。^[8]これは、電力比の10進法の対数に新しく定義された単位の10分の1であった。これは、電気通信の先駆者であるアレクサンダー・グラハム・ベルに敬意を表してベルと名付けられた。^[9] デシベルが提案された作業単位であるため、ベルはほとんど使用されない。^[10]

デシベルの命名と初期の定義は、1931年のNBS規格年鑑に記載されている。 ^[11]

電話の初期の頃から、電話設備の伝送効率を測定するための単位の必要性が認識されていました。1896 年にケーブルが導入されたことで、便利な単位の安定した基盤が整い、その後すぐに「標準の 1 マイル」ケーブルが一般的に使用されるようになりました。この単位は、現代の電話業務により適した新しい単位が採用された 1923 年まで使用されていました。この新しい伝送単位は、外国の電話組織で広く使用されており、最近では国際長距離電話諮問委員会の提案により「デシベル」と呼ばれています。

デシベルは、2 つの電力量の比率が 10 ^0.1のときは 1 デシベル異なり、2 つの電力量の比率が10 ^{N (0.1)}のときはN​​デシベル異なるという文で定義できます。したがって、2 つの電力の比率を表す伝送単位の数は、その比率の常用対数の 10 倍になります。電話回線の電力の利得または損失を指定するこの方法により、回線のさまざまな部分の効率を表す単位を直接加算または減算できます...

1954年、JWホートンは、伝送損失以外の量の単位としてデシベルを使用すると混乱を招くと主張し、 「加算によって結合する標準の大きさ」の単位という名前と対照的に、「乗算によって結合する標準の大きさ」を表すロジットという名前を提案した。 ^{[12] [説明が必要]}

2003年4月、国際度量衡委員会（CIPM）は、国際単位系（SI）にデシベルを含めるという勧告を検討したが、この提案は却下された。 ^{[13]しかし、デシベルは}国際電気標準会議（IEC）や国際標準化機構（ISO）などの他の国際機関では認められている 。^[14] IECは、電力だけでなくルートパワー量でもデシベルの使用を許可しており、この勧告はNISTなどの多くの国家標準化機関によって追随されており、電圧比にデシベルを使用することを正当化している。^{[15]広く使用されているにもかかわらず、IECやISOでは接尾辞（} dBAやdBV など）は認められていない。

IEC 規格60027-3:2002 では、次の量が定義されています。デシベル (dB) はベルの 10 分の 1 です。1 dB = 0.1 B です。ベル (B) は1 ⁄ 2  ln(10)ネパーです。1 B = 1 ⁄ 2 ln(10) Np です。ネパーは、ルート電力量がe倍に変化したときのルート電力量のレベルの変化です。つまり、1 Np = ln(e) = 1です。これにより、すべての単位がルート電力量比の無次元自然対数として関連付けられます。1 dB = 0.115 13 ... 数値= 0.115 13 ...。最後に、量のレベルは、その量の値と、同じ種類の量の基準値の比の対数です。

したがって、ベルは10:1の2つの累乗量の比の対数、または√10 :1の2つの累乗根量の比の対数を表します。^[16]

レベルが1デシベル異なる2つの信号の電力比は10 ^1/10で、これはおよそ1.258 93、振幅（根乗量）比は10 ^1/20（1.122 02）。^{[1] [2]}

ベルは接頭辞なし、またはデシ以外のSI単位系の接頭辞とともに使用されることはほとんどなく、例えばミリベルではなくデシベルの100分の1を使用するのが慣例となっている。したがって、1ベルの1000分の5は通常0.05 dBと表記され、5 mBとは表記されない。^[17]

比率をデシベル単位のレベルとして表す方法は、測定された特性が電力量であるか、ルート電力量であるかによって異なります。詳細については、電力、ルート電力、およびフィールド量を参照してください。

電力量の測定を参照する場合、測定値と基準値の比の10を底とする対数を10倍して、比率をデシベル単位で表すことができます。したがって、 P（測定電力）とP _{0 （基準電力）の比は}L _Pで表され、その比率はデシベル単位で表され、^[18]次の式を使用して計算されます。^[19]

${\displaystyle L_{P}={\frac {1}{2}}\ln \!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\,{\text{Np}}=10\log _{10}\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\,{\text{dB}}}$

2 つの電力量の比率の 10 を底とする対数はベルの数です。デシベルの数はベルの数の 10 倍です (つまり、デシベルはベルの 10 分の 1 です)。 比率を計算する前に、 PとP _{0 は}同じ種類の量を測定し、同じ単位を持っている必要があります。上記の式でP = P ₀の場合、 L _P = 0 になります。P が P 0 より大きい場合、_L Pは正_であり、PがP ₀より小さい場合、L P_は負です。

上記の式を変形すると、P ₀とL _Pに関して次のPの式が得られます 。

${\displaystyle P=10^{\frac {L_{P}}{10\,{\text{dB}}}}P_{0}}$

ルートパワー量の測定値を参照する場合、通常はF (測定値) とF ₀ (基準値) の二乗の比を考慮します。これは、定義が元々、パワー量とルートパワー量の相対比に同じ値を与えるように定式化されたためです。したがって、次の定義が使用されます。

${\displaystyle L_{F}=\ln \!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\,{\text{Np}}=10\log _{10}\!\left({\frac {F^{2}}{F_{0}^{2}}}\right)\,{\text{dB}}=20\log _{10}\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\,{\text{dB}}}$

この式を変形すると、

${\displaystyle F=10^{\frac {L_{F}}{20\,{\text{dB}}}}F_{0}}$

同様に、電気回路では、インピーダンスが一定の場合、消費される電力は通常、電圧または電流の2乗に比例します。電圧を例にとると、電力利得レベルL _Gの式は次のようになります。

${\displaystyle L_{G}=20\log _{10}\!\left({\frac {V_{\text{out}}}{V_{\text{in}}}}\right)\,{\text{dB}}}$

ここで、V _{out は}実効出力電圧 (rms)、V _{in は}実効入力電圧です。電流についても同様の式が当てはまります。

ルート電力量という用語は、フィールド量の代わりとしてISO 規格80000-1:2009で導入されました。フィールド量という用語はその規格では非推奨となっており、この記事ではルート電力が使用されています。

電力とルートパワーの量は異なる量ですが、それぞれのレベルは歴史的に同じ単位、通常はデシベルで測定されています。2 という係数は、媒体が線形で同じ波形が振幅の変化を伴う場合や、媒体インピーダンスが線形で周波数と時間の両方に依存しない場合など、制限された条件下でそれぞれのレベルの変化を一致させるために導入されています。これは、次の関係に依存しています。

${\displaystyle {\frac {P(t)}{P_{0}}}=\left({\frac {F(t)}{F_{0}}}\right)^{2}}$

保持。^[20] 非線形システムでは、この関係は線形性の定義によって保持されません。ただし、電力量が2つの線形関係にある量（電圧と電流など）の積である線形システムであっても、インピーダンスが周波数または時間に依存する場合、たとえば波形のエネルギースペクトルが変化する場合は、この関係は一般に保持されません。

レベルの違いについては、必要な関係は上記のものから比例関係に緩和されます（つまり、参照量P ₀とF _{0 は}関連している必要はありません）。または、

${\displaystyle {\frac {P_{2}}{P_{1}}}=\left({\frac {F_{2}}{F_{1}}}\right)^{2}}$

電力レベル差が電力P ₁およびF _{1から電力}P ₂およびF ₂へのルート電力レベル差に等しくなるようにするためには、が成り立つ必要があります。例としては、負荷と周波数に依存しない電圧ゲインが 1 のアンプが、周波数依存のインピーダンスを持つ負荷を駆動する場合が挙げられます。アンプの相対電圧ゲインは常に 0 dB ですが、電力ゲインは増幅される波形の変化するスペクトル構成に依存します。周波数依存のインピーダンスは、電力スペクトル密度の量と、フーリエ変換を介して関連するルート電力の量を考慮することで分析できます。これにより、各周波数でシステムを個別に分析することで、分析における周波数依存性を排除できます。

これらの単位で測定された対数の差は、多くの場合、電力比とルート電力比を表すため、両方の値を以下に示します。ベルは伝統的に対数電力比の単位として使用され、ネーパーは対数ルート電力 (振幅) 比に使用されます。

dBW 単位は、基準が 1 W である比率を表すためによく使用され、同様に dBm は1 mW の基準ポイントを表します。

• 1kW （1キロワット、または1000ワットを1Wにすると次のようになります。$${\displaystyle L_{G}=10\log _{10}\left({\frac {1\,000\,{\text{W}}}{1\,{\text{W}}}}\right)\,{\text{dB}}=30\,{\text{dB}}}$$
• √1000 V ≈ 31.62 V対1 Vのデシベル比は次のとおりです。$${\displaystyle L_{G}=20\log _{10}\left({\frac {31.62\,{\text{V}}}{1\,{\text{V}}}}\right)\,{\text{dB}}=30\,{\text{dB}}}$$

(31.62 V / 1 V) ² ≈ 1 kW / 1 W であり、上記の定義から、検討対象の特定のシステムでは電力比が振幅比の2乗に等しいことを条件として、 L _{G は}電力から得られるか振幅から得られるかに関係なく、同じ値 30 dB になることがわかります。

• 10 Wと1 mW (1 ミリワット)のデシベル単位の比率は、次の式で求められます。$${\displaystyle L_{G}=10\log _{10}\left({\frac {10{\text{W}}}{0.001{\text{W}}}}\right)\,{\text{dB}}=40\,{\text{dB}}}$$
• 3 dBのレベル変化に対応する電力比は次のように表されます。$${\displaystyle G=10^{\frac {3}{10}}\times 1=1.995\,26\ldots \approx 2}$$

電力比が10倍に変化すると、レベルは10 dB変化します。電力比が2倍または10倍に変化すると、レベルは10 dB変化します。1/2⁠ はおよそ3 dBの変化です。より正確には、変化は±3.0103 dBですが、技術文書ではほぼ普遍的に3 dBに丸められています。これは、電圧が√2 ≈ 倍に増加することを意味します。 1.4142。同様に、電圧の2倍または半分、つまり電力の4倍または4分の1は、通常±ではなく6dBと表現されます。6.0206 デシベル。

区別する必要がある場合は、デシベルの数値は追加の有効数字とともに表記されます。3.000 dBは10 ^3/10の電力比に相当します。1.9953、ちょうど2とは約0.24%異なり、電圧比は1.4125、正確に√ 2と0.12%異なります。同様に、6.000 dBの増加は、電力比が10 ^6/10 ≈であることに対応します。 3.9811、4と約0.5%異なります。

デシベルは、大きな比率を表す場合や、信号チェーンに沿った複数のソースからの減衰などの乗法効果の表現を簡略化する場合に役立ちます。2 台のマシンが同時に動作する場合の複合音圧レベルなど、加法効果のあるシステムでのデシベルの適用は、直感的ではありません。また、分数で直接デシベルを使用する場合や、乗法演算の単位を使用する場合にも注意が必要です。

デシベルの対数スケールの性質は、非常に広い範囲の比率を、科学的記数法に似た方法で、便利な数値で表すことができることを意味します。これにより、ある量の大きな変化を明確に視覚化できます。ボード線図と片対数線図を参照してください。たとえば、120 dB SPL は、「聴覚閾値の 1 兆倍の強さ」よりも明らかに大きい場合があります。^{[引用が必要]}

デシベル単位のレベル値は、基礎となる電力値を乗算する代わりに加算できます。つまり、一連の増幅段などのマルチコンポーネント システムの全体的なゲインは、増幅係数を乗算するのではなく、個々のコンポーネントのデシベル単位のゲインを合計することによって計算できます。つまり、log( A × B × C ) = log( A ) + log( B ) + log( C ) です。実際には、1 dB が約 26% の電力ゲイン、3 dB が約 2 倍の電力ゲイン、10 dB が 10 倍の電力ゲインであるという知識があれば、単純な加算と乗算だけで、dB 単位のゲインからシステムの電力比を判断できます。次に例を示します。

• システムは直列に接続された 3 つのアンプで構成され、ゲイン (出力と入力の比率) はそれぞれ 10 dB、8 dB、7 dB で、合計ゲインは 25 dB です。10、3、1 dB の組み合わせに分解すると、次のようになります。
  25dB = 10dB + 10dB + 3dB + 1dB + 1dB
  入力が1ワットの場合、出力はおよそ
  1W×10×10×2×1.26×1.26≒317.5W
  正確に計算すると、出力は 1 W × 10 ^25/10 ≈ 316.2 W になります。近似値は実際の値に対してわずか +0.4% の誤差がありますが、これは、提供された値の精度とほとんどの測定機器の精度を考えると無視できる程度です。

しかし、批評家によると、デシベルは混乱を招き、推論を不明瞭にし、現代のデジタル処理よりも計算尺の時代に関連しており、扱いにくく解釈が難しいとのことです。^{[21] [22]デシベル単位の量は必ずしも}加算的 ではないため、^{[23] [24] 「}次元解析 で使用するには受け入れられない形式」です。^[25] したがって、単位はデシベル操作で特別な注意を必要とします。たとえば、搬送波対雑音密度比 C / N ₀ (ヘルツ単位) は、搬送波電力C (ワット単位) と雑音電力スペクトル密度 N ₀ (W/Hz単位) で構成されます。デシベルで表すと、この比率は減算 ( C / N ₀ ) _dB = C _dB − N _{0 dB}になります。ただし、線形スケールの単位では、暗黙の分数が依然として簡略化されるため、結果は dB-Hz で表されます。

ミッチケによれば、^[26]「対数測定を使用する利点は、伝送チェーンでは多くの要素が連結されており、それぞれが独自のゲインまたは減衰を持っていることです。合計を得るには、デシベル値を加算する方が、個々の要素を乗算するよりもはるかに便利です。」しかし、人間が乗算よりも加算演算に優れているのと同じ理由で、デシベルは本質的に加算演算には不向きです。^[27]

たとえば、ある時点で2 台の機械がそれぞれ個別に音圧レベルを生成した場合、両方が同時に動作しているとき、合計音圧レベルは 93 dB まで増加すると予想されますが、180 dB まで増加することは絶対にありません。機械からの騒音を測定し (バックグラウンド ノイズの寄与を含む)、87 dBA であることが判明したが、機械の電源を切るとバックグラウンド ノイズだけが 83 dBA として測定されたとします。[...] 機械のノイズ [レベル (単独)] は、87 dBA の合計レベルから 83 dBA のバックグラウンド ノイズを「減算」することで得られます。つまり、84.8 dBA です。室内の音響レベルの代表値を見つけるために、室内のさまざまな位置でいくつかの測定値を取得し、平均値を計算します。[...] 70 dB と 90 dB の対数平均と算術平均を比較します。対数平均= 87 dB。算術平均= 80 dB。

対数スケールでの加算は対数加算と呼ばれ、指数を線形スケールに変換し、そこに加算し、対数を取って返すことで定義できます。たとえば、デシベルでの演算は対数加算/減算と対数乗算/除算ですが、線形スケールでの演算は通常の演算です。

${\displaystyle 87\,{\text{dBA}}\ominus 83\,{\text{dBA}}=10\cdot \log _{10}{\bigl (}10^{87/10}-10^{83/10}{\bigr )}\,{\text{dBA}}\approx 84.8\,{\text{dBA}}}$

${\displaystyle {\begin{aligned}M_{\text{lm}}(70,90)&=\left(70\,{\text{dBA}}+90\,{\text{dBA}}\right)/2\\&=10\cdot \log _{10}\left({\bigl (}10^{70/10}+10^{90/10}{\bigr )}/2\right)\,{\text{dBA}}\\&=10\cdot \left(\log _{10}{\bigl (}10^{70/10}+10^{90/10}{\bigr )}-\log _{10}2\right)\,{\text{dBA}}\approx 87\,{\text{dBA}}\end{aligned}}}$

対数除算は線形減算であるため、 対数平均は対数和から を減算することによって得られます。${\displaystyle 10\log _{10}2}$

光ファイバー通信や無線伝搬 経路損失などのトピックにおける減衰定数は、伝送距離に対する割合または比率として表現されることがよくあります。この場合、たとえば、dB/m は 1 メートルあたりのデシベルを表し、dB/mi は 1 マイルあたりのデシベルを表します。これらの量は、次元解析のルールに従って操作されます。たとえば、3.5 dB/km のファイバーを使用した 100 メートルの配線では、0.35 dB = 3.5 dB/km × 0.1 km の損失が発生します。

音や光の強さに対する人間の知覚は、直線関係（ウェーバー・フェヒナーの法則を参照）よりも強度の対数に近いため、dBスケールは有用な尺度となります。^{[28] [29] [30] [31] [32] [33]}

デシベルは、音響学では音響パワーレベルまたは音圧レベルの単位としてよく使用されます。空気中の音の基準圧力は、平均的な人間の知覚の一般的な閾値に設定されており、さまざまなレベルの音圧を示すためによく使用される比較があります。音圧はルートパワー量であるため、適切なバージョンの単位定義が使用されます。

${\displaystyle L_{p}=20\log _{10}\!\left({\frac {p_{\text{rms}}}{p_{\text{ref}}}}\right)\,{\text{dB}},}$

ここでp _rmsは測定された音圧の二乗平均平方根であり、 p _{refは空気中の20}マイクロパスカルまたは水中の1マイクロパスカルの標準基準音圧である。 ^[34]

水中音響におけるデシベルの使用は、この基準値の違いにより混乱を招くことがある。^{[35] [36]}

音の強さは音圧の二乗に比例します。したがって、音の強さレベルは次のように定義することもできます。

${\displaystyle L_{p}=10\log _{10}\!\left({\frac {I}{I_{\text{ref}}}}\right)\,{\text{dB}},}$

人間の耳は音の受容において広いダイナミックレンジを持っています。短時間の暴露で永久的な損傷を引き起こす音の強さと、耳が聞き取れる最も静かな音の強さの比は、1兆（10 ¹²）以上です。^[37]このような広い測定範囲は、対数スケールで便利に表現されます。10 ¹²の10を底とする対数は12であり、これは1 pW/m ²で120 dBの音の強さレベルとして表現されます。空気中のIとpの基準値は、これが20 μPaで120 dBの音圧レベルにほぼ相当するように選択されています 。

人間の耳はすべての音の周波数に対して同じように敏感というわけではないので、音響パワースペクトルは周波数重み付け（A重み付けが最も一般的な標準）によって修正され、重み付けされた音響パワーが得られ、その後デシベル単位の音響レベルまたは騒音レベルに変換されます。^[38]

デシベルは電話やオーディオで使用されています。音響での使用と同様に、周波数加重電力がよく使用されます。電気回路のオーディオノイズ測定では、加重はソフォメトリック加重と呼ばれます。^[39]

電子工学では、デシベルは、算術比率やパーセンテージではなく、電力または振幅比 (ゲインなど) を表すためによく使用されます。利点の 1 つは、一連のコンポーネント (増幅器や減衰器など) の合計デシベル ゲインを、個々のコンポーネントのデシベル ゲインを合計するだけで計算できることです。同様に、電気通信では、デシベルは、リンク バジェットを使用して、何らかの媒体 (自由空間、導波管、同軸ケーブル、光ファイバーなど)を介した送信機から受信機への信号ゲインまたは損失を表します。

デシベル単位は、多くの場合接尾辞で示される基準レベルと組み合わせて、電力の絶対単位を作成することもできます。たとえば、「ミリワット」の「m」と組み合わせて「dBm 」を作成できます。電力レベル 0 dBm は 1 ミリワットに相当し、1 dBm は 1 デシベル大きくなります (約 1.259 mW)。

プロフェッショナルオーディオ仕様では、 dBuという単位がよく使われます。これは、600 オームの抵抗に 1 mW (0 dBm) を供給する実効電圧に相対的であり、 √ 1 mW × 600 Ω ≈ 0.775 V _RMSとなります。600 オームの回路 (歴史的には、電話回路の標準基準インピーダンス) で使用する場合、 dBu と dBm は同じです。

光リンクでは、既知の光パワー（dBm単位（1mWを基準））がファイバーに入射され、各コンポーネント（コネクタ、スプライス、ファイバーの長さなど）の損失（dB（デシベル）単位）がわかっている場合、デシベル量の加算と減算によって全体のリンク損失を迅速に計算できます。^[40]

分光測定および光学では、光学密度を測定するために使用されるブロッキング単位は-1 B に相当します。

ビデオおよびデジタル画像センサーに関連して、デシベルは、通常、ビデオ電圧またはデジタル化された光強度の比率を表し、比率の 20 log を使用します。これは、表される強度 (光パワー) が、応答電圧が強度に対して線形であるCCD イメージャーのように、その 2 乗ではなく、センサーによって生成された電圧に正比例する場合でも同様です。 ^[41] したがって、40 dB と引用されているカメラの信号対雑音比またはダイナミック レンジは、光信号強度と光学的に等価なダーク ノイズ強度の比率が 100:1 であることを表し、40 dB が示唆するような 10,000:1 の強度 (パワー) 比ではありません。^[42] 20 log 比の定義は、電子数または光子数に直接適用されることがあります。これらは、強度に対する電圧応答が線形であるかどうかを考慮する必要がなく、センサー信号振幅に比例します。^[43]

ただし、前述のように、10 ログ強度の慣例が光ファイバーを含む物理光学でより一般的に普及しているため、デジタル写真技術と物理学の慣例の間で用語が曖昧になることがあります。最も一般的には、「ダイナミック レンジ」または「信号対雑音比」(カメラの) と呼ばれる量は 20 ログ dB で指定されますが、関連するコンテキスト (減衰、ゲイン、増倍管 SNR、除去比など) では、この用語は慎重に解釈する必要があります。2 つの単位を混同すると、値について非常に大きな誤解が生じる可能性があるためです。

写真家は通常、光の強度比やダイナミック レンジを表すために、別の 2 を底とする対数単位であるストップを使用します。

比率を計算する基準値を示すために、基本の dB 単位に接尾辞が付けられることがよくあります。たとえば、dBm は 1 ミリワットを基準とした電力測定を示します。

基準の単位値が明記されている場合、デシベル値は「絶対値」と呼ばれます。アンプの dB ゲインのように基準の単位値が明示的に明記されていない場合、デシベル値は相対値と見なされます。

dB に接尾辞を付けるこの形式は、標準化団体 (ISO および IEC) によって公布された規則に反しているにもかかわらず、実際には広く使用されています。^[15]これは、「単位に情報を付けることは受け入れられない」^[a]および「単位と情報を混在させることは受け入れられない」^{[b]ためです。IEC} 60027-3規格では、次の形式を推奨しています。^[14] L _x (re x _ref )またはL _{x / x ref}。ここで、xは量の記号、x _{ref は}基準量の値です。たとえば、電界強度E を1 μV/m 基準値と比較した場合、 L _E (re 1 μV/m) = 20 dB または L _{E /(1 μV/m)} = 20 dBとなります。測定結果 20 dB が個別に提示される場合は、括弧内の情報を使用して指定できます。括弧内の情報は周囲のテキストの一部であり、単位の一部ではありません: 20 dB (re: 1 μV/m) または 20 dB (1 μV/m)。

SI 単位に準拠する文書以外では、次の例に示すように、この慣習は非常に一般的です。一般的なルールはなく、分野固有の慣習がさまざまです。接尾辞は、単位記号 ("W"、"K"、"m") である場合もあれば、単位記号の音訳 (マイクロボルトの μV ではなく "uV") である場合もあれば、単位名の頭字語 (平方メートルの場合は "sm"、ミリワットの場合は "m") である場合もあれば、計算される量の種類の記憶法 (等方性アンテナに対するアンテナ利得の場合は "i"、電磁波で正規化されたものの場合は "λ") である場合や、量の性質に関する一般的な属性または識別子 (A加重音圧レベルの場合は "A") である場合もあります。接尾辞は、多くの場合、「dB‑Hz」のようにハイフンで接続されるか、「dB HL」のようにスペースで接続されるか、「dB(sm)」のように括弧で囲まれるか、「dBm」のように間に文字が入らない（国際標準に準拠していない）ことがあります。

デシベルは振幅ではなく電力に対して定義されるため、電圧比をデシベルに変換するには、振幅を二乗するか、上で説明したように係数 10 ではなく 20 を使用する必要があります。

dBV_​

dB(V _RMS ) –インピーダンスに関係なく、1ボルトに対する相対電圧。^[3]これは、マイクの感度を測定するために使用され、また、+4 dBuラインレベル信号を使用する機器に比べて製造コストを削減するために、消費者向けラインレベル-10 dBVを指定するためにも使用されます。^[44]

dB _uまたは dB _v

に対するRMS電圧（つまり、600Ωの負荷に1mWを消費する電圧）。したがって、1VのRMS電圧は^[3]に相当します。元々はdB _{v でしたが、dB  V}との混同を避けるためにdB _uに変更されました。^[45] vはボルトから来ており、uはVUメーターに表示される音量単位に由来しています。^[46]${\displaystyle V={\sqrt {600\ \Omega \ \cdot \ 0.001\ {\mathsf {W}}\;}}\approx 0.7746\ {\mathsf {V}}\ }$${\displaystyle \ 20\cdot \log _{10}\left({\frac {\ 1\ V_{\mathsf {RMS}}\ }{{\sqrt {0.6\ }}\ V}}\right)=2.218\ {\mathsf {dB_{u}}}~.}$

dB _{u は}インピーダンスに関係なく電圧の測定単位として使用できますが、0 dB _m (1 mW) を消費する 600 Ω の負荷から算出されます。基準電圧は計算によって得られます。ここでは抵抗、 は電力です。${\displaystyle \ 7{\mathsf {V}}={\sqrt {R\cdot P\ }}\ }$${\displaystyle \ R\ }$${\displaystyle \ P\ }$

プロフェッショナルオーディオでは、信号が+4 dBuの振幅で印加されてから一定時間後にVUメーターが「0」を示すように機器が調整されることがあります。民生用機器では通常、より低い「公称」信号レベル（-10 dB _V）を使用します。^[47]そのため、多くのデバイスは相互運用性のためにデュアル電圧動作（異なるゲインまたは「トリム」設定）を提供しています。少なくとも+4 dB _uから-10 dB _Vの範囲をカバーするスイッチまたは調整は、プロフェッショナル機器では一般的です。

dBm0s_​

ITU-R V.574勧告で定義されています。dB _mV：dB(mV _RMS ) – 75Ω両端の1ミリボルトに対する実効 電圧。 ^[48]ケーブルテレビネットワークで広く使用されており、受信端末における単一のテレビ信号の公称強度は約0 dB _mVです。ケーブルテレビは75Ω同軸ケーブルを使用するため、0 dB _mVは-78.75 dB _W (-48.75 dB _m )または約13 nWに相当します。

dB _μVまたは dB _uV

dB(μV _RMS ) – 1 マイクロボルトに対する相対電圧。テレビやアンテナ増幅器の仕様で広く使用されています。60 dBμV = 0 dB _mV。

おそらく、音のレベルに関して「デシベル」が最も一般的に使用されているのは、人間の聴覚の公称閾値を基準とした音圧レベルであるdB _SPLです。 ^[49] 圧力（ルートパワー量）の測定には係数20が使用され、パワー（dB _SILやdB _SWLなど）の測定には係数10が使用されます。

dB_{音圧レベル}

dB _SPL（音圧レベル） - 空気やその他のガス中の音の場合、20マイクロパスカル（μPa）を基準として、または2 × 10 ⁻⁵  Paは、人間が聞くことができる最も静かな音とほぼ同じです。水やその他の液体中の音については、1 μPaの基準圧力が使用されます。^[50]

1 パスカルのRMS ^{[曖昧さ回避]音圧は}、 94 dB SPL のレベルに相当します。

dBSIL_​

dB音の強さレベル– 10 ⁻¹²  W/m ²を基準としており、これは空気中での人間の聴覚の閾値とほぼ同じです。

dB _SWL

dB音響出力レベル– 10 ⁻¹²  Wを基準として。

dB _A、 dB _B、 dB _C

これらの記号は、音に対する人間の耳の反応を近似するために使用される異なる加重フィルターの使用を示すためによく使用されますが、測定値は依然として dB (SPL) 単位です。これらの測定値は通常、騒音とそれが人間や他の動物に与える影響を指し、業界では騒音制御の問題、規制、環境基準を議論する際に広く使用されています。その他のバリエーションは dB _AまたはdB(A)です。国際電気標準会議 ( IEC 61672-2013 ) ^[51]および米国規格協会 ANSI S1.4、^{[52]の規格によると、} L _A = x  dBと表記することが推奨されています。ただし、 dB _Aおよび dB(A)単位は、A 加重測定値の省略形として依然として一般的に使用されています。通信で使用されるdB _{cと比較してください。}

dB _HL

dB聴力レベルは、聴力損失の尺度として聴力検査で使用されます。基準レベルは、ANSI およびその他の規格で定義されている最小可聴曲線に従って周波数によって変化し、結果として得られる聴力検査では「正常」聴力とみなされるものからの偏差が示されます。^{[引用が必要]}

dBQ_​

加重騒音レベルを表すために使用されることもあり、一般的にはITU-R 468の騒音加重を使用する^[要出典]

dB _pp

ピークツーピーク音圧に対する相対値。^[53]

dBG_​

G強調スペクトル^[54]

上記のdB _Vと dB _uも参照してください。

dBm_​

dB(mW) – 1ミリワットに対する相対的な電力 。オーディオや電話においては、dBm_は通常600Ωのインピーダンスを基準としており、^[55]これは0.775ボルトまたは775ミリボルトの電圧レベルに相当します。

デシベル_m0

ゼロ伝送レベルポイントで測定されたdB _{m 単位}の電力（上記参照）。

dBFS_​

dB(フルスケール) –クリッピングが発生する前にデバイスが処理できる最大値と比較した信号の振幅。フルスケールは、フルスケール正弦波またはフルスケール方形波の電力レベルとして定義できます。フルスケール正弦波を基準にして測定された信号は、フルスケール方形波を基準にすると 3 dB 弱くなります。つまり、0 dBFS(フルスケール正弦波) = −3 dB _FS (フルスケール方形波) となります。

dBVU_​

dB音量単位^[56]

dBTP_​

dB(トゥルーピーク) –クリッピングが発生する前にデバイスが処理できる最大値と比較した信号のピーク振幅。 ^[57]デジタルシステムでは、0 dB _TPはプロセッサが表現できる最高レベル（数値）に等しくなります。測定値は常に負またはゼロで、フルスケール以下です。

dBZ_​

^{dB(Z) – Z = 1 mm 6} ⋅m ⁻³に対するデシベル：^[58]反射率（気象レーダー）のエネルギー。レーダー受信機に返される送信電力の量に関連しています。20 dB _Zを超える値は通常、降水量を示します。^[59]

dB _sm

dB(m²) – 1平方メートルあたりのデシベル。ターゲットのレーダー断面積(RCS)の測定値。ターゲットによって反射される電力は、そのRCSに比例します。「ステルス」航空機と昆虫は、dB _smで測定された負のRCSを持ち、大きな平板または非ステルス航空機は正の値を持ちます。^[60]

dBc_​

搬送波に対する相対値 -電気通信において、搬送波電力と比較したノイズまたは側波帯電力の相対レベルを示します。音響学で使用されるdB _{Cと比較してください。}

dB _pp

ピーク電力の最大値に対する相対値。

dBJ_​

1ジュールに対する相対的なエネルギー 。1 ジュール = 1 ワット秒 = 1 ワット/ヘルツなので、電力スペクトル密度はdB _Jで表すことができます。

dBm_​

dB(mW) – 1ミリワットに対する相対的な電力 。無線分野では、dBm_は通常50Ωの負荷を基準としており、結果として生じる電圧は0.224ボルトとなる。^[61]

dB _μV/m 、dB _uV/m 、またはdB _μ 

^[62] dB(μV/m) – 1マイクロボルト/メートルに対する 電界強度。この単位は、受信地点におけるテレビ放送の信号強度を示すためによく使用されます（アンテナ出力で測定された信号は_dBμVで報告されます）。

dBf_​

dB(fW) – 1 フェムトワットに対する相対的な電力。

dBW_​

dB(W) – 1 ワットに対する相対的な電力。

dBk_​

dB(kW) – 1 キロワットに対する相対的な電力。

dBe_​

dB 電気。

dB _o

dB光。熱雑音が制限されているシステムでは、光パワーの1dBoの変化は電気信号パワーの_最大2dBeの変化をもたらす可能性がある_。^[63]

dB _i

dB(等方性)–アンテナの利得を、すべての方向にエネルギーを均一に分散する理論上の等方性アンテナの利得と比較したものです。特に断りがない限り、電磁場は直線偏波であると想定されます。

dB _d

dB(ダイポール) –半波長ダイポールアンテナの利得と比較したアンテナの利得。0 dBd = 2.15 dBi

dB _iC

dB(等方性円) – 理論上の円偏波等方性アンテナの利得と比較したアンテナの利得。dB _iCと dB _iの間には固定の変換規則はなく、受信アンテナと電界偏波によって異なります。

dB _q

dB(1/4波長) – 1/4波長ホイップの利得と比較したアンテナの利得。一部のマーケティング資料以外ではほとんど使用されません。0 dB _q = −0.85 dB _i

dB _sm

dB _m²、dB(m²) – 1平方メートルあたりのデシベル：アンテナの信号を捕捉する有効面積の尺度。 ^[64]

dBm⁻¹_​

dB(m ⁻¹ ) – メートルの逆数に対するデシベル：アンテナ係数の尺度。

dB _Hzまたは dB‑Hz

dB(Hz) – 1 ヘルツを基準とした帯域幅。たとえば、20 dB‑Hz は 100 Hz の帯域幅に相当します。リンク バジェットの計算でよく使用されます。搬送波対雑音密度比にも使用されます ( dB 単位の搬送波対雑音比と混同しないでください)。

dB _ovまたは dB _O

dB(オーバーロード) –信号(通常はオーディオ)の振幅を、クリッピングが発生する前にデバイスが処理できる最大値と比較したものです。dB FSに似ていますが、アナログシステムにも適用できます。ITU-T勧告G.100.1によると、デジタルシステムのdB ovのレベルは次のように定義されます。最大振幅の矩形信号の最大信号電力の場合、デジタル振幅(ピーク値)のトーンのレベルは、したがって^[65]$${\displaystyle \ L_{\mathsf {ov}}=10\log _{10}\left({\frac {P}{\ P_{\mathsf {max}}\ }}\right)\ [{\mathsf {dB_{ov}}}]\ ,}$$${\displaystyle \ P_{\mathsf {max}}=1.0\ ,}$${\displaystyle \ x_{\mathsf {over}}~.}$${\displaystyle \ x_{\mathsf {over}}\ }$${\displaystyle \ L_{\mathsf {ov}}=-3.01\ {\mathsf {dB_{ov}}}~.}$

dBr_​

dB(相対) – 単に他のものとの相対的な差であり、文脈で明らかになります。たとえば、公称レベルに対するフィルターの応答の差などです。

dB _rn

基準ノイズより dB 高い。dB _rnCも参照。

dB _rnC

dB(rnC)は、電話回線におけるオーディオレベルの測定値を表し、-90 dB _m基準レベルを基準としており、このレベルの測定値は標準Cメッセージ加重フィルタによって周波数加重されている。Cメッセージ加重フィルタは主に北米で使用されていた。国際回線では、この目的のためにソフォメトリックフィルタが使用されている。^{[c] [66]}

dBK_​

dB(K) – 1 Kに対するデシベル 。騒音温度を表すのに使われる。^[67]

dB _K⁻¹または dB _/K

dB(K⁻¹) – 1 K⁻¹に対するデシベル。^[68] —ケルビンあたりのデシベルではありません。⁠ グ /T⁠ (G/T)係数は、衛星通信で使用される性能指数であり、アンテナ利得Gと受信機システムの雑音等価温度Tを関連付けます。 ^{[69] [70]}

dBA_​

dB(A) を参照。

dBa_​

調整されたdB _rnを参照してください。

dBB_​

dB(B) を参照。

dBc_​

搬送波に対する相対値 -電気通信においては、搬送波電力と比較したノイズまたは側波帯電力の相対レベルを示します。

dBC_​

dB(C) を参照。

dBD_​

dB(D) を参照。

dB _d

dB(ダイポール) –半波長ダイポールアンテナと比較したアンテナの順方向利得。0 dBd = 2.15 dB _i

dBe_​

dB 電気。

dBf_​

dB(fW) – 1 フェムトワットに対する相対的な電力。

dBFS_​

dB(フルスケール) –クリッピングが発生する前にデバイスが処理できる最大値と比較した信号の振幅。フルスケールは、フルスケール正弦波またはフルスケール方形波の電力レベルとして定義できます。フルスケール正弦波を基準にして測定された信号は、フルスケール方形波を基準にすると 3 dB 弱くなります。つまり、0 dB _FS (フルスケール正弦波) = -3 dB _FS (フルスケール方形波) です。

dBG_​

G加重スペクトル

dB _i

dB(等方性) –仮想等方性アンテナと比較したアンテナの順方向ゲイン。等方性アンテナは、すべての方向にエネルギーを均一に分散します。特に断りがない限り、電磁場は直線偏波であると想定されます。

dB _iC

dB(等方性円) –円偏波等方性アンテナと比較したアンテナの順方向ゲイン。dB _iCと dB _i の間には固定の変換規則はなく、受信アンテナと電界偏波によって異なります。

dBJ_​

1ジュールに対するエネルギー : 1 ジュール = 1 ワット秒 = 1 ワット/ヘルツなので、電力スペクトル密度はdB _J で表すことができます。

dBk_​

dB(kW) – 1 キロワットに対する相対的な電力。

dBK_​

dB(K) –ケルビンに対するデシベル：騒音温度を表すために使用されます。

dBm_​

dB(mW) – 1ミリワットに対する相対的な電力。

dB _m²または dB _sm

dB(m²) – 1平方メートルあたりのデシベル

デシベル_m0

ゼロ伝送レベル ポイントで測定されたdBm_単位の電力。

dBm0s_​

ITU-R V.574勧告で定義されています。

dBmV_​

dB(mV _RMS ) – 75 Ω 両端の 1 ミリボルトに対する相対電圧。

dB _o

dB 光。熱雑音が制限されているシステムでは、光パワーが 1 dB _o変化すると、電気信号パワーが最大 2 dB _{e変化する可能性があります。}

dBO_​

dB _ovを参照

dB _ovまたは dB _O

dB(オーバーロード) –クリッピングが発生する前にデバイスが処理できる最大値と比較した信号(通常はオーディオ)の振幅。

dB _pp

ピークツーピーク音圧に対する相対値。

dB _pp

ピーク電力の最大値に対する相対値。

dB _q

dB(1/4波長) – 1/4波長ホイップと比較したアンテナの順方向ゲイン。一部のマーケティング資料以外ではほとんど使用されません。0 dBq = −0.85 dB _i

dBr_​

dB(相対) – 単に他のものとの相対的な差であり、文脈で明らかになります。たとえば、公称レベルに対するフィルターの応答の差などです。

dB _rn

基準ノイズより dB 高い。dB _rnCも参照。

dB _rnC

dB _{rnC は}、通常、電話回線における回線ノイズ レベルに対するオーディオ レベルの測定値を表します。このレベルの測定値は、標準の C メッセージ加重フィルタによって周波数加重されます。C メッセージ加重フィルタは主に北米で使用されていました。

dB _sm

dB _m²を参照

dBTP_​

dB(真のピーク) –クリッピングが発生する前にデバイスが処理できる最大値と比較した信号のピーク振幅。

dB _uまたは dB _v

RMS 電圧に対する${\displaystyle \ {\sqrt {0.6\;}}\ {\mathsf {V}}\ \approx 0.7746\ {\mathsf {V}}\ \approx -2.218\ {\mathsf {dB_{V}}}~.}$

dBu0s_​

ITU-R V.574勧告で定義されています。

dB _uV

dB _μVを参照

dB _uV/m

dB _{μV/mを参照}

dBv_​

dB _uを参照

dBV_​

dB(V _RMS ) –インピーダンスに関係なく、1 ボルトを基準とした電圧。

dBVU_​

dB(VU) dB音量単位

dBW_​

dB(W) – 1 ワットに対する相対的な電力。

dBW _{·m⁻²·Hz⁻¹}

1 W·m⁻²·Hz⁻¹に対するスペクトル密度^[71]

dBZ_​

^{dB(Z) – Z = 1 mm 6} ⋅m ⁻³に対するデシベル

dBμ_​

dB _{μV/mを参照}

dB _μVまたは dB _uV

dB(μV _RMS ) – 1平方根平均マイクロボルトに対する相対的な 電圧。

dB _μV/m 、dB _uV/m 、またはdB _μ 

dB(μV/m) – 1マイクロボルト/メートルに対する 電界強度。

dB HL

dB 聴力レベルは、聴力低下の尺度としてオージオグラムで使用されます。

dBQ

加重騒音レベルを表すために使用されることもある

dBSIL

dB音の強さレベル– 10 ⁻¹²  W/m ²に対する相対値

dB 音圧レベル

dB SPL (音圧レベル) – 空気中の20μPaまたは水中の1μPaを基準とした、空気やその他のガス中の音

dB SWL

dB音響出力レベル– 10 ⁻¹²  Wを基準として。

dB(A)、dB(B)、dB(C)、dB(D)、dB(G)、dB(Z)

これらの記号は、異なる加重フィルターの使用を示すためによく使用されます。これらのフィルターは、音に対する人間の耳の反応を近似するために使用されますが、測定単位は依然として dB (SPL) です。これらの測定値は通常、騒音とそれが人間や他の動物に与える影響を示し、業界では騒音制御の問題、規制、環境基準を議論する際に広く使用されています。その他のバリエーションとしては、 dB _AやdBA などがあります。

dB _Hzまたは dB-Hz

dB(Hz) – 1ヘルツに対する帯域幅

dB _K⁻¹または dB _/K

dB(K⁻¹) –ケルビンの逆数に対するデシベル

dBm⁻¹_​

dB(m⁻¹) – メートルの逆数に対するデシベル：アンテナ係数の測定

mBm_​

mB(mW) – 1ミリワットに対する電力 、ミリベル（1デシベルの100分の1）単位。100 mB _m = 1 dB _{m  。この単位は、} LinuxカーネルのWi-Fiドライバー^{[72]と規制ドメインセクション[73]}にあります。

• タフントザマー、カール (1956)。 「Das Dezilog, eine Brücke zwischen Logarithmen, Dezibel, Neper und Normzahlen」 [デシログ、対数、デシベル、ネーパー、優先数字の間の橋]。VDI-Zeitschrift (ドイツ語)。98 : 267–274。
• ポーリン、オイゲン（2007 年 9 月 1 日）。 Logarithmen、Normzahlen、Dezibel、Neper、Phon - natürlich verwandt! [対数、優先数字、デシベル、ネーパー、フォン - 当然関連しています! ] (PDF) (ドイツ語)。2016 年 12 月 18 日のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2016 年12 月 18 日に取得。

• デシベルとは何か？サウンドファイルとアニメーション付き
• 騒音レベルの単位の変換: dBSPL または dBA から音圧 p および音響強度 J への変換
• 職業上の騒音暴露に関するOSHA規制
• デシベル（RF信号と電界強度）の操作