1. 상대 레벨
ㅇ 절대값이 아닌 두 량의 상대적인 비교값 (두 수에 대한 로그적인 크기 比)
- 물리량의 단위나 차원을 의미하지 않음
※ 한편, 절대레벨 은, => dBm, dBw, dBmv, dBμV 등 참조
2. 어원 및 특징
ㅇ 데시벨 (Decibel, dB 또는 dBr)
- 상용로그에 기초함
- deci : 1/10(10분의1)을 의미, (☞ Decade)
- Bel : 전화 발명을 한 알렉산더 벨(Bell)에서 따온 말로 두 량을 비교한다는 뜻
. Alexander Graham Bell (1847~1922) : 영국 출신의 미국 과학자,발명가
* 공학적 이득,손실 등에 네퍼 보다 더 많이 통용
ㅇ 네퍼 (Neper, Np)
- 자연로그에 기초함
- 로그(Logarithm)를 발명한 존 네이피어의 이름에서 유래
. 네이피어(John Napier,1550- 1617) : 스코틀랜드의 수학자
* 감쇠계수 표현에 자주 사용
3. 수식 표현
ㅇ 전력량에 대한 이득 표현
- dB = 10 log10 ( P₂/ P₁) [dB]
- Np = 1/2 ln ( P₂/ P₁) [Np]
* 데시벨 및 네퍼 변환
. 1 [Np] = 10 log10 e2 = 8.686 [dB]
ㅇ 신호량(전압/전류 등)에 대한 이득 표현
- dB = 20 log10 ( V₂/ V₁) [dB]
- Np = ln ( V₂/ V₁) [Np]
4. 의미/의의
ㅇ 공학적 수량표현에서, 이득이나 손실의 상대적인 레벨 비교를 나타내는데 대단히 편리한 단위
ㅇ 매우 큰 수 작은 수의 비교 표현에 편리
- 대부분의 신호 세기가 로그 함수적으로 급격하게 증감하기 때문
ㅇ 단순 합에 의한 계산 편리
- 각 개별소자가 직렬 연결된 전체 시스템에서, 이득 및 손실 등에 대해,
- 그 합을 통해 각 개별소자가 얼마나 이바지하는가를 쉽게 알 수 있음 ☞ 링크 버짓 참조
5. 상대레벨 수치 例)
ㅇ 전력량(p) : 전력 레벨(전력 이득) 차이
- 0.5(1/2배) 차이(감소)는 -3 dB (= 10log0.5)
- 0.2(1/5배) 차이는 -1 dB (= 10log0.2)
- 1배 차이는 0 dB (= 10log1)
- 2배 차이(증가)는 3 dB (= 10log2)
- 4배 차이는 6 dB (= 10log4)
- 10배 차이는 10 dB (= 10log10)
- 20배 차이는 13 dB (= 10log20)
- 80배 차이는 19 dB
- 100배 차이는 20 dB
- 1000배 차이는 30 dB
ㅇ 신호량(i, v 등) : 신호 레벨(신호 이득) 차이
- 2 dB의 차이(감소)는 원래신호의 0.794배 (= 20log0.794)
- 1배 차이는 0 dB (= 20log1)
- 1.122배 차이는 1 dB (= 20log1.122)
- 2 dB의 차이(증가)는 원래신호의 1.259배 (= 20log1.259)
- 2배 차이는 6 dB (= 20log2)
- 10배 차이는 20 dB (= 20log10)