Decibel（デシベル, dB）

デシベル（記号：dB）は、2つの量の比率を表す対数単位であり、次元を持たない量です。アレクサンダー・グラハム・ベルに由来し、乗算を加算に変換することで比較を簡素化します。電子工学、音響工学、信号処理など、さまざまな分野で広く使用されています。

デシベルの計算方法

デシベルは、測定対象が電力か振幅（電圧、電流、音圧など）かによって計算式が異なります：

• 電力比：
  dB = 10 × log₁₀(P₁ / P₂)
  （P₁とP₂は電力）

• 振幅比（電圧・電流・音圧など）：
  dB = 20 × log₁₀(A₁ / A₂)
  （A₁とA₂は振幅）

20という係数は、電力が振幅の二乗に比例する（P ∝ A²）ことに由来します。

主なデシベル表記のバリエーション

基準値に対する比率を示すため、dBには以下のような接尾辞が使われます：

• dBm：1ミリワット基準の電力

• dBW：1ワット基準の電力

• dBV：1ボルト基準の電圧

• dBA：人間の聴覚特性に基づく音圧（A特性）

これらの接尾辞により、特定の分野に適したdB表記が可能になります。

例：dB値の解釈

• +3 dBの増加 ≒ 電力が2倍

• +10 dBの増加 = 電力が10倍

例：
100 Wのアンプは1 Wのアンプより20 dB高出力である：
10 × log₁₀(100 / 1) = 20 dB

このように、dBを使うことで大きな差も簡潔に表現できます。

工学・科学における用途

デシベルは次のような場面で活用されます：

• 音響工学：音圧レベルの測定（dBA）

• 電子工学：回路のゲイン、損失、減衰

• 通信工学：SNR（信号対雑音比）、リンクマージン

• 音響・高周波工学：フィルタ特性、ダイナミックレンジ

• 信号処理：システムモデリングやスケーリングの簡素化

また、人間の感覚（音や明るさ）はおおよそ対数的であるため、dBは自然な指標として機能します。