[통신] 데시벨 [dB]이란?

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Contents

1. dB란? dB의 정의, 사용하는 이유
 1.1. dB
 1.2. Linear <=> dB 변환

 

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[통신] dBm, dBW

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데시벨 [dB, 디비]

기본적으로 데시벨 [디비]은 출력신호와 입력신호의 비율을 의미한다. 즉, '차원이 없다 (unitless)'. 즉, 아래 그림과 같이 Pout과 Pin의 비율을 나타낸다. 여기서 Pout과 Pin은 당연히 같은 차원의 값이어야 한다. (Pout과 Pin의 단위가 같아야 함)

 

 

즉, 우리가 일반적으로 사용하는 Linear scale에서의 몇 배, 몇 배 와 같은 것을 log 단위로 확인하기위해 도입한 것이 데시벨이다. Linear에서 비율은 곱셈이지만, log에서 비율은 덧셈이다. 복잡한 곱셈연산을 덧셈으로 치환할 수 있다는 장점이 있다. log 단위로 했을 때 추가적인 장점은 다음과 같다.

1. 매우 큰 값을 비교적 작은 수로 표현 할 수 있음 (log의 특성)

2. 실제 우리 귀 혹은 시스템이 동작하는 것과 유사함 (작은소리에 민감하고, 큰소리에서는 그 차이를 잘 구분 못함)

 

 

Linear ↔ dB 변환

출력이 입력의 2배인 시스템은 (Linear 비율 = 2) 몇 dB의 gain을 가질까? 

 

 

즉, 역으로 말하면 dB 스케일에서 3 dB 차이는 2배를 의미한다. 통신 현업에서는 3 dB 차이가 난다고하면 바로바로 2배차이가 난다라고 말한것이라고 보면 된다. 다른 배율도 마찬가지이다.

 

Linear <-> dB 변환

 

 

①. 2배는 위에서 3 dB 차이임을 보였음
②. 4배는 2^2배와 같으므로 3 dB를 두 번 더함
③. 5배는 10/2 배와 같으므로, 10 dB에서 3 dB를 뺌 (나누기 -> 빼기)
④. 10^3배는 m -> 1 -> M -> G와 같은 단위변환에 많이 사용 되며, 각 30 dB 차이가 난다. 같은 이유로 mW (밀리와트)와 W의 dB차이도 30 dB이다.

 

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