絶対量としてのデシベルとは? わかりやすく解説

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絶対量としてのデシベル

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/06/21 08:17 UTC 版)

デシベル」の記事における「絶対量としてのデシベル」の解説

基準となる物理量をあらかじめ決めておくと、物理量直ちデシベルレベル表現できるようになる。これは音響など特定の分野で非常に便利であり多用される。その例を列挙する。 ただし国際度量衡総会 (CGPM) の立場では、デシベルはあくまで相対量を表すものであり、基準量を示す必要があるとしている。その表現方法として、アメリカ国立標準技術研究所 (NIST) から発行されている「Guide for the Use of the International System of Units (SI)」の 7.4 節に次のように記されている。 ある量の値表現する場合、量やその測定条件に関する情報提供するために単位に文字記号添えるのは正しくないそのような場合には量記号に文字記号添えるべきである。例:Vmax = 1000 VこうではなくV = 1000 Vmax 従って下記に示す x dBSPL などの表記正しくなく、 Lp (re 20 µPa) = x dB もしくは Lp/(20 µPa) = x dB表記するべき、というのが CGPM立場である。いちいち Lp (re 20 µPa) = x dB などとやっていられない場合(たとえば図中に記入する場合)、 x dB (20 µPa) のような表記CGPM認めている。(要するCGPMdBSPL とか dBSIL といった特定用途向けの単位乱造するではなく20 µPa なり 1 pW/m2 なりの基準量を明示してdBあくまでも相対量として使うべきという主張をしている。) dBSPLSound Pressure Level, 音圧レベル音の圧力である音圧に対して用いられる媒体空気場合基準量は 20 µPa (0 dBSPL = 20 µPa = 20×10−6 Pa)。 20 µPa はかつて人間の 1 kHz における最小可聴値とされていた。現在の等ラウドネス曲線 (ISO 226:2003) によれば 1 kHz における最小可聴値30 µPa 程度だが、音圧レベル基準変わっては困るのでそのままになっているdBSILSound Intensity Level, 音の強さレベル単位断面積単位時間あたりに通過する音のエネルギーである音の強さに対して用いられる基準量は 1 pW/m2 (0 dBSIL = 1 pW/m2 = 1012 W/m2)。 dBFS (Full Scale) デジタル音声レベルに対して用いられるアナログ音声には用いない)。基準量は規格上の最大レベル。したがって基本的には 0 dBFSレベルの上限となる。ただし扱う波形正弦波限らない場合実効値は 0 dBFS 正弦波実効値超える場合がある。 dBW, dB(W) 1 W基準量とする電力レベル表現 (0 dBW = 1 W)。 dBm, dB(mW) 1 mW基準量とする電力レベル表現 (0 dBm = 1 mW = 10−3 W)。音響分野誤って電圧に対して用いられていることがあるdBv の項を参照)。 dBp, dB(pW) 1 pW (ピコワット)を基準量とする電力レベル表現 (0 dBp = 1 pW = 1012 W)。無線通信など小さ電力扱う分野用いられるdBf, dB(fW) 1 fW (フェムトワット)を基準量とする電力レベル表現 (0 dBf = 1 fW = 1015 W)。無線通信など小さ電力扱う分野用いられるdBV, dB(V) 1 Vr.m.s. を基準量とする電圧レベル表現 (0 dBV = 1 V)。 dBv 775 mVr.m.s. を基準量とする電圧レベル表現 (0 dBv = 775 mVr.m.s. = 0.775 Vr.m.s.)。主に業務用音響機器音声信号に対して用いられ600 Ω純抵抗消費電力が x dBm のときの電圧が x dBv という関係にある。古典的な業務用音響機器600 Ωでインピーダンス整合されており、信号レベル単位には dBm用いられていた。実際に電力でなく電圧見ている場合多かったが、インピーダンス決まっていれば電力電圧一対一対応するので問題なかったのである50 Ω, 75 Ωなどで整合される高周波回路でも同じ)。後に 600 Ωで整合されない機器多くなり、対象明確に電圧変える必要に迫られ600 Ωにおいて dBm互換性あるよう考えられたのがこの dBv という単位である。しかし dBV と非常に紛らわしいため、現在では dBu表記する方が普通。なお、信号レベル単位dBm用いられていた時代長かったため、現在でも誤って dBm電圧に対して 0 dBm = 775 mVr.m.s. として用いられていることがあるdBu 意味は dBv と全く同じ。 dBvdBV と非常に紛らわしいため、現在では dBu の方が普通。 dBs 意味は dBv と全く同じ。日本放送協会使われるが、それ以外ではほとんど見かけない。 dBµV, dB(µV) 1 µVr.m.s. を基準量とする電圧レベル表現 (0 dBµV = 1 µVr.m.s. = 10−6 Vr.m.s.)。主に無線通信分野用いられるEMF (ElectroMotive Force) 無線通信分野高周波信号発生器 (SG) の出力電圧を表す場合SG 出力終端した状態の電圧終端電圧)で表す場合SG 出力開放した状態の電圧起電力Electromotive Force)で表す場合とがある。 EMF表示されていれば起電力である。整合終端では 6 dB の差があり、例え50 Ω系の場合整合終端107 dBµV と EMF113 dBµV はどちらもほぼ 0 dBm相当する日本では業務用無線機や PDC 方式携帯電話機EMF用いられることが多く米国アマチュア無線では終端電圧用いられることが多い。規格仕様によっては EMF省略され明記されていない場合があり注意が必要である。 dBm, dBf など電力による表示なら間違えるおそれがない。 dBi アイソトロピックアンテナ(全ての方向均等に電波放射する仮想的なアンテナ)を基準とするアンテナの利得ダイポールアンテナ基準にする場合dBd または単に dB と表す。 dBi 表記dBd より 2.15 大きい。

※この「絶対量としてのデシベル」の解説は、「デシベル」の解説の一部です。
「絶対量としてのデシベル」を含む「デシベル」の記事については、「デシベル」の概要を参照ください。

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