電圧比・インピーダンス比から電力比とデシベルを計算

使い方

1. 比較する同種の電圧振幅についてV2÷V1を正の比で入力します。
2. 負荷が異なる場合はR2÷R1、同一負荷なら1をインピーダンス比として入力します。
3. 計算後、電圧比だけの等インピーダンスdBと、インピーダンス補正後の電力比・dBを区別して確認します。
4. 測定ではRMS/peak、帯域、終端、基準点を揃え、入力条件も結果と一緒に記録します。

計算式・考え方

電力比=(V2/V1)²÷(R2/R1)。電力dB=10log10(電力比)。等インピーダンスを仮定した電圧dB=20log10(V2/V1)です。R2/R1=1のとき両dBは一致します。

注意事項

• 電圧・電力のデシベル換算は、二つの同種量の比を常用対数で表す無次元の比較です。dB自体は電圧や電力の絶対単位ではありません。何を基準にした比かがなければ元のVやWへ一意に戻せないため、入力比と負荷条件を必ず残します。
• 電力P=V²/Rの関係を使うと、二つの負荷が異なる場合の電力比は電圧比の二乗を抵抗または実数インピーダンス比で割った値です。電力比へ10log10を適用します。20log10の電圧式は同一インピーダンスなど、比の二乗がそのまま電力比になる条件で使います。
• 入力する電圧比とインピーダンス比は0より大きい有限実数です。0では常用対数が定義できず、負の振幅比は位相を含む別モデルが必要なため拒否します。複素インピーダンス、位相、周波数依存はこの実数比モデルに含みません。
• 代表例としてV2/V1=2、R2/R1=1なら電力比4、電圧dBと電力dBはいずれも約6.020599913 dBです。V2/V1=1、R2/R1=1なら比1で0 dBになります。0 dBは無音や0 Vではなく、比較した量が等しいことを意味します。
• インピーダンス比が4で電圧比2なら電力比は1となり、電力dBは0 dBです。この例は、負荷が違うのに20log10(V2/V1)だけを使うと電力比較を誤ることを示します。機器仕様に入力・出力インピーダンスがある場合は同一条件かを先に確認してください。
• RMS電圧同士、peak電圧同士のように振幅定義を揃える必要があります。正弦波ではRMSとpeakの定数比が相殺されますが、波形や帯域が異なる測定を単純な振幅比だけで比較できるとは限りません。測定器の検波方式も確認します。
• このページは電圧比・電力比のdBだけを扱い、dBm、dBW、dBV、dBuのような絶対基準付きレベル、音圧レベル、利得の縦続合成、複素Sパラメータは含みません。絶対量が必要なら基準値を明示する別計算を使用してください。
• 式はNIST Special Publication 811のレベル量・対数量の扱いと、電力・電圧・インピーダンスの基本関係で確認しました。参照資料は定義と条件の確認に使い、本文、入力検証、例、FAQはこのページ向けの独自記述です。
• 計算は共通の許可制ASTで端末内実行され、log10以外の任意コード評価、外部API、CDN、fetchを使用しません。通常・0 dB境界・0比の異常入力をPythonと生成後の実ページで照合し、PC幅とスマホ幅の横はみ出しも確認します。
• 測定・回路条件に依存するためR1として手動レビュー対象にします。高周波、音響、医療機器、通信適合、設備安全の判断では、対象規格、校正済み測定器、専門家の解析を優先し、この簡易比計算だけで結論を出さないでください。
• 正の実数比による簡易計算です。複素インピーダンス、高周波測定、安全・適合判断には専用解析を使用してください。

よくある質問