― dB / dBm / dBV / dBc の違いと正しい使い分け ―

 

電子計測・RF・光通信・電源評価の現場では、**dB(デシベル)**という単位を避けて通ることはできません。

しかし、dB は「数式としては理解しているが、実務で正しく使い分けられていない」単位の代表例でもあります。

本記事では、dB・dBm・dBV・dBc を工程視点で完全に整理し、示波器・スペクトラムアナライザ・OSA での実測イメージとともに解説します。

 

 

dBとは何か(まず最重要の前提)

dB は 絶対値を表す単位ではありません
dB は常に、「基準に対してどれだけ違うか」を表す 比率の単位です。

この点を理解しないまま dB を使うと、測定結果の解釈を根本から誤ることになります。

 

 

なぜ dB が工程で使われるのか

dB が広く使われる理由は明確です。

・非常に広いダイナミックレンジを扱える
・掛け算・割り算を足し算・引き算に変換できる
・人間の感覚(音・光・ノイズ)に近い

そのため dB は、次のような分野で標準表記となっています。

・スペクトラムアナライザの電力表示
・FFT スペクトラムの振幅表示
・光通信における損失・利得評価

 

 

dB の基本定義(工程直感)

電力比の場合、dB は次の式で定義されます。

dB = 10 × log₁₀(P₂ / P₁)

ここで重要なのは、「必ず P₁ という基準が存在する」という点です。

この基準を明示しない dB 表記は、工程的には不完全です。

 

 

dBm とは何か(最も多用される絶対電力表現)

dBm は、1 mW を基準とした電力の dB 表現です。

基準が明確に定義されているため、dBm は「絶対電力」を表すことができます。

代表的な対応関係は以下の通りです。

0 dBm = 1 mW
10 dBm = 10 mW
−30 dBm = 1 µW

 

 

スペクトラムアナライザでの dBm 実測例

スペクトラムアナライザで信号を測定した際、表示が −20 dBmだった場合、これは1 mW の 1/100 の電力であることを意味します。

フィルタ評価、アンプ利得測定、EMI 測定では、この dBm 表示が最も基本となります。

 

 

dBV とは何か(電圧の対数表現)

dBV は、1 V(RMS)を基準とした電圧の dB 表現です。

電圧比の場合、dB は次の式で表されます。

dB = 20 × log₁₀(V₂ / V₁)

これは、電力が電圧の二乗に比例するためです。

 

 

オシロスコープでの dBV 使用例

オシロスコープでノイズ電圧を測定し、0.01 V RMSだった場合、これは−40 dBVに相当します。

FFT 表示やノイズ評価では、dBV 表記の方が変化量を直感的に把握できます。

 

 

dBc とは何か(相対比較専用の単位)

dBc は、キャリア(主信号)を 0 dB とした相対表現です。

絶対量は一切含まれず、

・高調波
・スプリアス
・位相ノイズ

などを評価するために使われます。

 

 

スプリアス評価における dBc

例えば、主信号が 0 dBc、
スプリアスが −60 dBc と表示された場合、

これは主信号に対して 60 dB 小さいことを意味します。

EMI や無線規格評価では、この相対評価が極めて重要です。

 

 

dB / dBm / dBV / dBc の整理表(工程視点)

dB:比率のみ(基準は文脈依存)
dBm:1 mW 基準の絶対電力
dBV:1 V RMS 基準の電圧
dBc:キャリア基準の相対量

この違いを曖昧にしたまま議論すると、測定結論は必ず破綻します。

 

 

エンジニアが最もよく犯す dB の誤り

dB を絶対値として扱う
dBm と dBc を混同する
電圧なのに 10log を使う
基準単位を明示しない
装置ごとに単位が統一されていない

これらはすべて、現場で実際に起きているミスです。

 

 

T&Mとしての工程実務ルール提案

測定・評価・報告では、次を強く推奨します。

dB 表記には必ず基準(m / V / c)を明記する
電力と電圧で log 係数を混同しない
スペアナ・示波器・OSA で単位を統一する
絶対量と相対量を明確に分けて議論する

 

 

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