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デシベルってどういう意味ですかー?

ice********さん

2011/4/523:17:59

デシベルってどういう意味ですかー?

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tak********さん

2011/4/817:48:59

まずベル(B)って言う数の比率の表示方法があります。
Aに対してBが何倍かっての桁数をとります。ベルというのは電話関係のベル研究所が考えたから。
10倍だったら1ベル 1000倍だったら3ベル 1倍だったら0ベル 100分の1なら‐2ベルです。
こうすると数の掛け算がベルの上では足し算になってとても便利なんです。

小数点以下はだいたいでいうと 0.1Bが1.1倍 0.3Bが2倍 0.47Bが3倍 0.7Bが5倍になります。
で、表示上小数点が出るとやなので、これを10倍した数を扱うことが多くて、これをデシベルっていいます。デシはデシリットルと同じで10分の1ってことなので表示は dBです。
10倍なので 3dBがほぼ2倍 20dBは100倍になります。

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ato********さん

編集あり2011/4/708:29:41

icecream_candy_tyuさん こんばんは。

無線機では、0.1μV(マイクロボルト)から1V(ボルト)まで、1000万倍の大きさの信号を扱いますが、実数で扱うと幅が大きすぎる。これを対数で現すと、0dBから140dBまで3桁で表せます。

これがデシベルです。人間の感覚も対数らしいです。だから感覚に合ってるんでしょう。

あと遠くと通信するとき、信号の強度は距離の2乗に比例して弱くなるから、1mで1の強さだったら、100mで1/1万、1kmで1/100万、10kmで1/1億、100kmで1/100億...というようにどんどん桁が小さくなってしまう。

そこで、1mで0dBとしたら、100mで-40dB、1kmで-60dB、10kmで-80dB、100kmで-100dB、1000kmで-120dB、10000kmで-140dB、10万kmで-160dB、100万kmで-180dB...というように小さな桁数で表せる。

大気圏に突入した「はやぶさ」が小惑星「イトカワ」に着陸した後、一時行方不明になったとき、-200dBを超える弱い信号を拾ってなんとか通信を回復したのが長野県臼田の大きなパラボラアンテナと、液体窒素冷却のプリアンプなんだそうです。

工学をやる人は男子も女子も、実数とデシベルは暗算で変換できるようにしておきましょう。

ご参考まで。

nar********さん

2011/4/619:54:01

sph********さん

編集あり2011/4/610:53:05

比の桁数が大きくなるのを防ぐ工夫です.

たとえば,人間の感知できる最も小さい音の気圧変化は
0.00002 Pa
と国際的に定義されています.

普通の会話の気圧変化は,20Pa

電車が通るときのガードの下の気圧変化は,200000Pa

飛行機のエンジンの近くの気圧変化は,20000000Pa

くらいだそうです.桁数が多くて面倒ですね.
基準を0デシベル,1桁増えたら+10デシベル.
と決めて表します.

人間の感知できる最も小さい音の気圧変化
0.00002 Pa を 0デシベルと決めています.

普通の会話の気圧変化 20Pa は6桁増えたから0+60 = 60デシベル.

電車が通るときのガードの下の気圧変化 200000Paは,会話より4桁増えて,会話+40デシベルだから100デシベル.

飛行機のエンジンの近くの気圧変化 20000000Paは 120デシベル.


アンテナ利得の場合は,基準となるアンテナの電界強度を0デシベルとして,基準の
2倍強くなれば,3デシベル
3倍強くなれば,4.7デシベル
2×2=4倍強くなれば,3+3=6デシベル
5倍強くなれば,7デシベル
2×2×2=8倍強くなれば,3+3+3=9デシベル
2×5=10倍強くなれば,3+7=10デシベル(1桁=10デシベルと合います)
のように使います.

4.7デシベルのアンテナに10Wの送信機をつなぐのは,基準のアンテナで30Wの送信機をつないだことと同じということです.

同軸ケーブルの損失の場合は,
10m当たりの損失が,
よく使われる 5D-2V は 50MHz で 0.6デシベル,430MHz で 1.85 デシベル.
0.6デシベルは1.14倍,1.85デシベルは1.53倍ですが,損失なので,
50MHz で 1÷1.14=0.877倍,430MHzで0.653倍に減るという事です.

これを100mに伸ばせば,
50MHz で 6デシベル,430MHz で 18.5 デシベル
50MHz で 1÷4=0.25倍,430MHz で 1÷70.8=0.014倍 になります.
100mのタワー上に430MHzのアンテナを上げて,地上の送信機から100Wを出しても,5D-2Vを経由してアンテナに到達するのは1.4Wです.

倍率(桁数)との関係をちゃんとわかるには,高校2年で習う常用対数を理解し,使いこなさなければなりません.
計算方法はネットにいくらでも転がっていますから,検索してください.

shi********さん

2011/4/600:00:58

数学の対数から学ばれるのが一番だと思います。
対数がわからないと無理です。

com********さん

2011/4/523:34:30

デシベル (decibel, dB) は、電気工学や振動・音響工学などの分野で使用される無次元の単位。

ある物理量を基準となる量との比の対数によって表すとき(これをレベル表現という。)、対数として底が10である常用対数を採る場合の単位がベル(bel, B)と定義される。 すなわち、ある基準量Aに対するBの比がXベルであるとき、



の関係がある。 このベルで表される量を10倍したものを表すために、ベル[B]に10-1を意味するSI接頭辞であるデシ[d]を付けた単位が、デシベル[dB]である。

ベル(bel)は十進法における桁の差を表したものと言える。例えば上の場合、Xがちょうど3であれば、BがAより1000倍、すなわちちょうど3桁大きい。これを10倍したものがデシベル(dB)であることから、1デシベルの差とはいわば「0.1桁の差」のことであるといえる。

レベル表現の単位としては、ベル[B]がそのまま用いられることは少なく、通常はデシベル[dB]が用いられる。

ある基準値Aに対するBのレベル表現をデシベル[dB]によって表すと、

[dB]
となる。

デシベルによる表現は、音の強さ(音圧レベル)や、電力の比較、減衰量などをエネルギー比で表すのに使用される。

オペアンプなど増幅器の、入力と出力の電圧比(利得、ゲイン)をあらわす単位としても用い、次の換算式にあてはめて求める。

[dB] [dB]
(ただし、G:デシベル換算した入力/出力比 x:入力 y:出力)

電圧比の2乗が電力比だから、先の電力比の定義式を電圧比に書き換えると対数の係数が2倍の20となる。

入力と出力の比は、0に近い数値から、100万単位の非常に大きな数値まで幅広い桁数を取る可能性があるので、このような措置をとる。

技術者の会話の中ではデービーあるいはデシと言われることが多い。各分野でそれぞれの物理量に対して、デシベル値(レベル値)への変換式が定義されている。

電力は電圧(あるいは電流)の2乗に比例するので、10倍の電圧(電流)比は100倍の電力比となり、デシベルで表すと20dBになる。音圧レベルについても同様である。

電磁波の減衰量、音圧レベル、振動加速度レベルの3量については、計量法において、「取引又は証明」に用いるべき計量単位としてデシベルを定めている。後者2量は、それぞれ、音圧(Pa)および振動の加速度(m/s²)に基づいて定義された、レベル化表現した量(絶対デシベル)である。電磁波の減衰量は相対比をデシベル表現したもの(相対デシベル)である。

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