문서 편집 권한이 없습니다. 다음 이유를 확인해주세요: 요청한 명령은 다음 권한을 가진 사용자에게 제한됩니다: 사용자. 문서의 원본을 보거나 복사할 수 있습니다. {{DISPLAYTITLE:dB}} <big>'''Decibel'''</big> ==개요== 데시벨<ref>단위를 읽을 때는 흔히 '디비'로 읽음.</ref>은 Bell 연구소에서 고안한 무차원의 대수적(Logarithmic) [[국제 단위|단위]]이다. 본래 제안된 것은 벨(B)이었으나 [[접두 단위|데시]] 단위가 더 직관적이기 때문에 데시벨이 널리 사용되고 있다. 전파는 송신 전력의 경우 킬로와트 단위를 넘을 수 있지만, 수신 전력의 경우 나노나 피코와트 단위까지 내려가기도 한다. 이런 경우 상용로그를 통해 단위를 보다 간편하고 직관적으로 표현할 수 있다. 이 문서에서는 주로 사용되는 dB 단위들에 대해 간략히 설명한다. ==계산== 기준 전력 <math>P_0</math>에 대한 비교 전력 <math>P</math>의 dB 값 <math>x</math>를 수식으로 표현하면 다음과 같다. <math>x = 10\log_{10}\frac{P}{P_0}</math> ===환산표=== dB 값에 따른 <math>P_0</math> 대비 <math>P</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="11"| |style="text-align: center;"|<math>-\infty</math> |style="text-align: left;"|<math>0</math> |- |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> |} {| 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 배율의 곱셈/나눗셈은 서로 대응한다. ** <math>20\mathrm{dB} + 3\mathrm{dB} \approx 100 \times 2</math> ** <math>13\mathrm{dB} - 6\mathrm{dB} \approx 20 \div 4</math> ** <math>5\mathrm{W} + 10\mathrm{dB} = 5\mathrm{W} \times 10</math> ** <math>250\mathrm{mW} - 7\mathrm{dB} \approx 250\mathrm{mW} \div 5</math> == 절대 단위 == === 전력 === ==== 전력 단위 ==== * dBm 또는 dBmW는 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><br /> * <math>-\infty\mathrm{dBm} = 0\mathrm{mW}</math> === 전압 === * dB는 원래 2차원 단위를 대상으로 고안된 단위이기에, 1차원 RMS 속성인 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}{P_0}=10\log_{10}\frac{\frac{{V}^2}{R}}{\frac{{V_0}^2}R}</math><br /> <math>=10\log_{10}\left(\frac{V}{V_0}\right)^2=20 \log_{10}\frac{V}{V_0}\</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> === 음압 레벨 === * 흔히 '소리 크기'라 하는 대기 중 음압 레벨(SPL)은, 1kHz의 최소 가청 압력인 20 마이크로파스칼(μPa)을 기준 압력(<math>p_0</math>)으로 한다. 전압과 마찬가지로 1차원 RMS 속성인 압력 단위 파스칼(Pa)을 사용하므로 계산에 유의한다.<br /><math>x=20\log_{10}\frac{p}{p_0}=20\log_{10}\frac{p}{20\ {\mathrm{e}{-6}}}\</math> * 수중 음압 레벨은, 1kHz의 최소 가청 압력인 1 마이크로파스칼(μPa)을 기준으로 한다.<br /><math>x=20\log_{10}\frac{p}{1\ {\mathrm{e}{-6}}}\</math> ==== 음압 레벨 단위 ==== * dB 또는 dB (SPL)은 기본적인 음압 레벨 단위이다. * 인간의 청각은 주파수에 따라 감도가 다르다는 점을 감안해, 이를 해석한 '등청감곡선'을 활용하여 주파수별로 음압을 보정한 음압 레벨을 많이 사용한다. A, B, C 등의 가중이 있고, A형 가중을 가장 흔히 사용하며, dBA 또는 dB(A)로 표현한다. === 기상 관측 === * 기상 레이더가 송신한 전파가 대기 중의 수상 입자에 의해 산란 및 반사되어 수신되는 정도인 반사도 <math>Z</math>를 흔히 dBZ의 형태로 나타낸다. * <math>Z</math>는 단위체적(입방미터) 당 입자의 직경 및 수를 적분해 구할 수 있다. == 상대 단위 == === 배율 === * dB를 통해 증폭/감쇠의 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 감쇠기(Attenuator) → 입력 신호의 전력이 출력 신호의 2배가 되는 감쇠기 → 출력 신호의 전력이 입력 신호의 1/2이 되는 감쇠기 * 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]][[분류:공학]] DB 문서로 돌아갑니다.