DB 문서 원본 보기

{{DISPLAYTITLE:dB}}

<big>Decibel</big>
==개요==
데시벨<ref>단위를 읽을 때는 흔히 '디비'로 읽음.</ref>은 미국 Bell 연구소에서 고안한 단위로, 상용로그를 통해 단위가 지나치게 작고 커질 수 있는 신호의 Power(전력) 단위를 간편하고 직관적으로 표현할 수 있다. 이 문서에서는 RF에서 사용되는 dB 단위들에 대해 간략히 설명한다.

==계산==
기준 전력 <math>P_1</math>에 대한 비교 전력 <math>P_2</math>의 dB 값 <math>x</math>를 수식으로 표현하면 다음과 같다.

<math>x = 10\log_{10}\frac{P_2}{P_1}</math>
===환산표===
dB 값에 따른 <math>P_1</math> 대비 <math>P_2</math>의 배율은 다음과 같다.
{| class="wikitable"
|+
!dB
!배율
!
!dB
!배율
|-
|style="text-align: center;"|<math>0</math>
|style="text-align: right;"|<math>1</math>
|rowspan="12"|
|
|
|-
|style="text-align: center;"|<math>10</math>
|style="text-align: right;"|<math>10</math>
|style="text-align: center;"|<math>-10</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.1</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>20</math>
|style="text-align: right;"|<math>100</math>
|style="text-align: center;"|<math>-20</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.01</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>30</math>
|style="text-align: right;"|<math>1000</math>
|style="text-align: center;"|<math>-30</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.001</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>40</math>
|style="text-align: right;"|<math>10000</math>
|style="text-align: center;"|<math>-40</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.0001</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>50</math>
|style="text-align: right;"|<math>100000</math>
|style="text-align: center;"|<math>-50</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.00001</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>60</math>
|style="text-align: right;"|<math>1000000</math>
|style="text-align: center;"|<math>-60</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.000001</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>70</math>
|style="text-align: right;"|<math>10000000</math>
|style="text-align: center;"|<math>-70</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.0000001</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>80</math>
|style="text-align: right;"|<math>100000000</math>
|style="text-align: center;"|<math>-80</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.00000001</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>90</math>
|style="text-align: right;"|<math>1000000000</math>
|style="text-align: center;"|<math>-90</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.000000001</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>100</math>
|style="text-align: right;"|<math>10000000000</math>
|style="text-align: center;"|<math>-100</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.0000000001</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>\infty</math>
|style="text-align: center;"|<math>\infty</math>
|style="text-align: center;"|<math>-\infty</math>
|style="text-align: left;"|<math>0</math>
|}

{| class="wikitable"
|+
!dB
!배율
!
!dB
!배율
!
!dB
!배율
|-
|style="text-align: center;"|<math>-1</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.79</math>
| rowspan="9"|
|style="text-align: center;"|<math>1</math>
|style="text-align: left;"|<math>1.3</math>
| rowspan="9"|
|style="text-align: center;"|<math>11</math>
|style="text-align: left;"|<math>13</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>-2</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.63</math>
|style="text-align: center;"|<math>2</math>
|style="text-align: left;"|<math>1.6</math>
|style="text-align: center;"|<math>12</math>
|style="text-align: left;"|<math>16</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>-3</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.50</math>
|style="text-align: center;"|<math>3</math>
|style="text-align: left;"|<math>2.0</math>
|style="text-align: center;"|<math>13</math>
|style="text-align: left;"|<math>20</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>-4</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.40</math>
|style="text-align: center;"|<math>4</math>
|style="text-align: left;"|<math>2.5</math>
|style="text-align: center;"|<math>14</math>
|style="text-align: left;"|<math>25</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>-5</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.32</math>
|style="text-align: center;"|<math>5</math>
|style="text-align: left;"|<math>3.2</math>
|style="text-align: center;"|<math>15</math>
|style="text-align: left;"|<math>32</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>-6</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.25</math>
|style="text-align: center;"|<math>6</math>
|style="text-align: left;"|<math>4.0</math>
|style="text-align: center;"|<math>16</math>
|style="text-align: left;"|<math>40</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>-7</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.20</math>
|style="text-align: center;"|<math>7</math>
|style="text-align: left;"|<math>5.0</math>
|style="text-align: center;"|<math>17</math>
|style="text-align: left;"|<math>50</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>-8</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.16</math>
|style="text-align: center;"|<math>8</math>
|style="text-align: left;"|<math>6.3</math>
|style="text-align: center;"|<math>18</math>
|style="text-align: left;"|<math>63</math>
|-
|style="text-align: center;"|<math>-9</math>
|style="text-align: left;"|<math>0.13</math>
|style="text-align: center;"|<math>9</math>
|style="text-align: left;"|<math>7.9</math>
|style="text-align: center;"|<math>19</math>
|style="text-align: left;"|<math>79</math>
|-
|style="text-align: center;" colspan="8"| ※ 근삿값
|}
===계산 요령===
* +10dB가 될 때마다 10배, -10dB가 될 때마다 1/10배가 된다.<br />
* +3dB가 될 때마다 2배, -3dB 될 때마다 1/2배가 된다. (오차가 있으나 무시 가능한 수준)<br />
* 지수법칙에 의해 dB 값의 덧셈/뺄셈과 배수 값의 곱셈/나눗셈은 서로 대응한다.
** <math>20\mathrm{dB} + 3\mathrm{dB} = 100 \times 2</math>
** <math>13\mathrm{dB} - 6\mathrm{dB} = 20 \div 4</math>
** <math>5\mathrm{W} + 7\mathrm{dB} = 5\mathrm{W} \times 5</math>
** <math>250\mathrm{mW} - 6\mathrm{dB} = 250\mathrm{mW} \div 4</math>
== 절대 단위 ==
=== 전력 ===
==== 전력 단위 ====
* dBm은 밀리와트(mW)를 기준으로 하는 dB 전력 단위이다.<br />
* dBW는 와트(W)를 기준으로 하는 dB 전력 단위이다.<br />
* dBm 단위의 값에 30을 더하면 dBW 단위가 된다.<br />
==== 전력 계산 예시 ====
* <math>0\mathrm{dBm} = -30\mathrm{dBW} = 1\mathrm{mW}=0.001\mathrm{W}</math><br />
* <math>0\mathrm{dBW} = 30\mathrm{dBm} = 1\mathrm{W}=1000\mathrm{mW}</math><br />
* <math>14\mathrm{dBm} \approx 25\mathrm{mW}</math><br />
* <math>-100\mathrm{dBm}=0.0000000001\mathrm{mW}</math><br />
* <math>27\mathrm{dBW} \approx 500\mathrm{W}</math>
=== 전압 ===
* dB는 전력의 세기(Power Quantity)를 위해 고안된 단위이기에 교류 회로의 실효 전압(<math>V_{\mathrm{RMS}}</math>)을 dB로 나타내려면 약간의 수정이 필요하다.<br /><math>P=\frac{V^2}{R}</math>에 의해,<br /><math>x = 10\log_{10}\frac{P_2}{P_1}=10\log_{10}\frac{\frac{{V_2}^2}{R}}{\frac{{V_1}^2}R}</math><br />&nbsp;<math>=10\log_{10}\left(\frac{V_2}{V_1}\right)^2=20 \log_{10}\frac{V_2}{V_1}\</math>

* 환산표에 대조하려면 전압을 제곱한 값을 대조해야 한다.
==== 전압 단위 ====
* dBV는 볼트(V)를 기준으로 하는 dB 전압 단위이다.
* dBmV는 밀리볼트(mV)를 기준으로 하는 dB 전압 단위이다.
* dBu 또는 dBv는 마이크로볼트(μV)를 기준으로 하는 dB 전압 단위이다.
* dBV와 dBmV, dBmV와 dBu는 각각 60dB 차이가 난다.
====전압 계산 예시====
* <math>0\mathrm{dBV} = 60\mathrm{dBmV} = 120\mathrm{dBu}</math><br /><math>= 1\mathrm{V}=1000\mathrm{mV}=1000000\mathrm{\mu V}</math><br />
* <math>17\mathrm{dBV} \approx 50\mathrm{V}</math>
== 상대 단위 ==
=== 배율 ===
* dB를 통해 증폭/감쇄의 정도, 신호 대 잡음비 등의 단순 배율을 나타낼 수 있다.
* 간혹 절대 단위와의 혼동을 피하기 위해 dBr로 표기하기도 한다.
=== 배율 예시 ===
* 20dB 증폭기(Amplifier) → 출력 신호의 전력이 입력 신호의 100배가 되는 증폭기
* 3dB 감쇄기(Attenuator) → 입력 신호의 전력이 출력 신호의 2배가 되는 감쇄기 → 출력 신호의 전력이 입력 신호의 1/2이 되는 감쇄기
* 신호 대 잡음비(SNR)가 60dB → 전체 신호의 전력이 잡음 전력의 백만(1000000)배
=== 이득 ===
====이득 단위====
* dBi는 무지향의 등방성(Isotropic) 안테나의 이론상 방사 패턴에 따른 이득을 기준으로 하는 dB 이득 단위이다. 간혹 i를 생략하기도 한다.<br />
* dBd는 다이폴(Dipole) 안테나의 이론상 방사 패턴에 따른 이득을 기준으로 하는 dB 이득 단위이다.<br />
* dBi와 dBd의 이득 차이는 2.15dB이다.<br />
====이득 계산 예시====
* <math>7\mathrm{dBi}\approx</math> 등방성 안테나 기준이득의 5배<br />
* <math>3\mathrm{dBd}\approx</math> 다이폴 안테나 기준이득의 2배<br />
* <math>0\mathrm{dBd}\approx2.15\mathrm{dBi}</math><br />

[[분류:용어]]