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[測定]電気設計者が知っておきたい電力利得・電圧利得の計算式とデシベル(dB)早見表

2019-12-24T01:05:00+09:00 2019-12-23T16:09:30Z 測定

デシベルの値から減衰・増幅のイメージを持とう

電力利得と電圧利得の単位であるデシベル(dB)。電気回路や基板設計をするうえではデシベルの値を見て部品や基板の特性を見極めるケースも多い。そのため、デシベル値をパッと見て、電圧や電力がどの程度の比率で減衰または増幅するかイメージできた方が都合が良い。

今回は電力利得、電圧利得の基本的な計算方法とデシベルの早見表をまとめてみた。

電力利得・電圧利得のデシベル計算式

まず、電力利得と電圧利得は以下の計算式で求めることができる。Vinは入力電圧、Voutは出力電圧である。また、Pinは入力電力、Voutは出力電力である。以下の計算式で求まった値の単位がデシベルである。


電力利得の計算式：

電圧利得の計算式：

電力利得・電圧利得のデシベルの早見表

デシベルの早見表を以下に記載する。経験的にこのくらいの刻みで覚えておけば、減衰や増幅の程度を想像しやすい。-10dB～10dBの電力比と-20dB～20dBの時の電圧比はキリの良い数値にはならないのだが(0dB以外)、大体の倍数で覚えておくと便利。

電力利得早見表			電圧利得早見表
デシベル(dB)	電力比		デシベル(dB)	電圧比
-20	1/100		-40	1/1000
-10	1/10		-20	1/100
-6	約1/4		-10	約1/3
-3	約1/2		-6	約1/2
0	1倍		0	1倍
3	約2倍		6	約2倍
6	約4倍		10	約3倍
10	10倍		20	10倍
20	100倍		40	100倍

実際、電気設計のどういう場面でデシベルの値を見るの？という話はまた今度書きたいと思う。