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데시벨(decibel, ㏈)은 전기공학이나 진동·음향공학 등에서 사용되는 무차원의 단위이다. 데시벨은 국제단위계(SI)에서 'SI와 함께 쓰지만, SI에 속하지 않는 단위'로 규정되어 있다.[1]
데시벨은 소리의 어떤 기준 전력에 대한 전력 비의 상용로그 값인 벨(bel)의 10분의 1(=데시[d])에 해당하는 양이다. 벨(bel)의 10분의 일이란 의미에서 데시벨[dB]이며 벨 단위가 상용에서는 너무 큰 값이어서 그대로 쓰기 힘들기 때문에 통상적으로 데시벨을 이용한다. 소리의 강함(음압 레벨, SPL)·전력 등의 비교나 감쇠량 등을 에너지 비로 나타낼 때에도 사용된다. 어떤 기준치 A에 대하여 B의 데시벨 값 LB은
이 된다.
연산 증폭기 등의 증폭기의 입력 및 출력 전압비(이득, gain)를 나타내는 단위로도 사용하며, 다음 환산식에 적용하여 구한다.
전압비의 제곱이 전력비이므로, 앞의 전력비의 정의식을 전압비로 다시 쓰면 로그의 계수가 2배의 20이 된다. 입력과 출력의 차이는 0에 가까운 수치에서부터 100만 단위의 큰 수치까지 폭넓은 범위를 가질 수 있으므로, 이러한 방법을 쓴다.
전력은 전압(혹은 전류)의 제곱에 비례하므로, 10배의 전압(전류)비는 100배의 전력비가 되고, 데시벨로 나타내면 20dB가 된다. 음압 레벨에 대해서도 같다. 음압 레벨, 진동 가속도 레벨은 각각 음압(Pa) 및 진동의 가속도(m/s2)에 기초해 정의된, 레벨화하여 표현한 양(절대데시벨)이다. 전자파의 감쇠량은 상대비를 데시벨로 표현한 것(상대데시벨)이다.
dB | 출력비 | 진폭비 | ||
---|---|---|---|---|
100 | 10000000000 | 100000 | ||
90 | 1000000000 | 31623 | ||
80 | 100000000 | 10000 | ||
70 | 10000000 | 3162 | ||
60 | 1000000 | 1000 | ||
50 | 100000 | 316 | .2 | |
40 | 10000 | 100 | ||
30 | 1000 | 31 | .62 | |
20 | 100 | 10 | ||
10 | 10 | 3 | .162 | |
6 | 3 | .981 ≈ 4 | 1 | .995 ≈ 2 |
3 | 1 | .995 ≈ 2 | 1 | .413 ≈ √2 |
1 | 1 | .259 | 1 | .122 |
0 | 1 | 1 | ||
−1 | 0 | .794 | 0 | .891 |
−3 | 0 | .501 ≈ 1⁄2 | 0 | .708 ≈ √1⁄2 |
−6 | 0 | .251 ≈ 1⁄4 | 0 | .501 ≈ 1⁄2 |
−10 | 0 | .1 | 0 | .3162 |
−20 | 0 | .01 | 0 | .1 |
−30 | 0 | .001 | 0 | .03162 |
−40 | 0 | .0001 | 0 | .01 |
−50 | 0 | .00001 | 0 | .003162 |
−60 | 0 | .000001 | 0 | .001 |
−70 | 0 | .0000001 | 0 | .0003162 |
−80 | 0 | .00000001 | 0 | .0001 |
−90 | 0 | .000000001 | 0 | .00003162 |
−100 | 0 | .0000000001 | 0 | .00001 |
출력비 x, 진폭비 √x, dB 동등 10 log10 x의 예시. |
데시벨은 원래 두 가지의 전력의 비를 나타내는 무차원의 양이지만, 공학에서는 관습적으로 절대기준값을 정하여 절대 단위로 사용하는 경우가 많다.
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