데시벨(dB) 변환 계산기
dB와 전력비·전압비, dBm과 와트(W)·전압을 서로 바꿔 줍니다.
공식
전력비는 dB = 10·log10(P2)/(P1), 전압비는 dB = 20·log10(V2)/(V1)입니다. 그래서 3 dB는 전력 약 2배, 6 dB는 전압 약 2배입니다. dBm은 1 mW를 0으로 둔 절대 전력 단위라, 0 dBm = 1 mW, 30 dBm = 1 W입니다.
직접 해 보기: 오실로스코프 화면
사인파나 구형파를 오실로스코프 화면처럼 보여 줍니다. 주파수, 진폭, 오프셋을 바꾸면 파형과 측정값이 바로 따라 바뀝니다.
- 피크 투 피크 Vpp
- 4 V
- 최댓값 / 최솟값
- 2 V / −2 V
- 평균 (DC 성분)
- 0 V
- RMS (AC + DC)
- 1.41 V
- AC 실효값
- 1.41 V
- AC 실효값 (dBV)
- 3.01 dBV
- 주기 T
- 1 ms
오실로스코프는 세로로 전압(V/div), 가로로 시간(time/div)을 그립니다. 이 화면은 8 × 10칸이고, 왼쪽 가장자리의 표시가 0 V, 점선이 평균값입니다. 여기서 진폭은 피크값 Vp라서 파형의 위아래 폭은 2·Vp입니다. 오프셋은 DC 성분을 더해 파형 전체를 위아래로 옮기며, 실제 오실로스코프를 AC 커플링으로 두면 이 성분이 빠집니다.
구형파는 늘 피크값에 머물러 있어서 실효값이 피크값과 같습니다. 같은 피크의 사인파보다 전력이 두 배, 즉 3 dB 큽니다. 오프셋이 있으면 AC + DC 실효값은 두 성분의 제곱합의 제곱근이 되고, DC + AC 모드의 true-RMS 멀티미터가 이 값을 보여 줍니다.
풀이 예제: 1 mW를 20 dB 증폭하면
- 입력 1 mW는 0 dBm입니다.
- 이득 20 dB 증폭기를 지나면 0 + 20 = 20 dBm
- 20 dBm = 10^(20 ÷ 10) × 1 mW = 100 mW. 전력은 100배, 전압은 10배입니다.
dB 환산표
| dB | 전력비 | 전압비 |
|---|---|---|
| −40 dB | ×0.0001 | ×0.01 |
| −30 dB | ×0.001 | ×0.03162 |
| −20 dB | ×0.01 | ×0.1 |
| −10 dB | ×0.1 | ×0.3162 |
| −6 dB | ×0.2512 | ×0.5012 |
| −3 dB | ×0.5012 | ×0.7079 |
| −1 dB | ×0.7943 | ×0.8913 |
| 0 dB | ×1 | ×1 |
| +1 dB | ×1.259 | ×1.122 |
| +3 dB | ×1.995 | ×1.413 |
| +6 dB | ×3.981 | ×1.995 |
| +10 dB | ×10 | ×3.162 |
| +20 dB | ×100 | ×10 |
| +30 dB | ×1,000 | ×31.62 |
| +40 dB | ×10,000 | ×100 |
dBm 전력 환산표
| dBm | 전력 | Vrms (50 Ω) |
|---|---|---|
| −30 dBm | 1 µW | 7.07 mV |
| −20 dBm | 10 µW | 22.4 mV |
| −10 dBm | 100 µW | 70.7 mV |
| 0 dBm | 1 mW | 224 mV |
| 10 dBm | 10 mW | 707 mV |
| 13 dBm | 20 mW | 999 mV |
| 20 dBm | 100 mW | 2.24 V |
| 27 dBm | 501 mW | 5.01 V |
| 30 dBm | 1 W | 7.07 V |
| 40 dBm | 10 W | 22.4 V |
실험대에서 확인: 두 채널 차이를 dB로 읽기
아래 숫자는 이 사이트 운영자가 실험 수업에서 직접 기록한 값에서 계산했습니다. 측정값은 고치지 않았습니다.
실험에서 함수발생기 하나를 오실로스코프 두 채널에 동시에 물리고 Vpp를 읽었습니다. 같은 신호이니 두 값은 같아야 합니다. 비율을 dB로 바꾸면 차이가 얼마나 큰지 한눈에 보입니다.
| 조건 | CH1 Vpp | CH2 Vpp | 전압비 | dB (20 log) |
|---|---|---|---|---|
| 조건기본 | CH1 Vpp4.015 V | CH2 Vpp2.975 V | 전압비0.741 | dB (20 log)−2.60 dB |
| 조건DC 커플링 | CH1 Vpp3.995 V | CH2 Vpp2.985 V | 전압비0.747 | dB (20 log)−2.53 dB |
| 조건AC 커플링 | CH1 Vpp4.020 V | CH2 Vpp2.990 V | 전압비0.744 | dB (20 log)−2.57 dB |
| 조건위치 이동 | CH1 Vpp4.005 V | CH2 Vpp3.125 V | 전압비0.780 | dB (20 log)−2.16 dB |
| 조건10 kHz | CH1 Vpp4.080 V | CH2 Vpp3.435 V | 전압비0.842 | dB (20 log)−1.49 dB |
- 1 kHz에서 CH2는 −2.6~−2.2 dB였습니다. 전압으로 약 26% 작게 읽힌 것으로, '−3 dB 차단점'에 맞먹는 크기라 측정 오차라고 넘길 수준이 아닙니다.
- 10 kHz에서는 −1.5 dB로 차이가 줄었습니다. 주파수에 따라 비율이 바뀐다는 것은 단순한 감쇠 설정(×1/×10) 실수가 아니라는 뜻입니다. 감쇠 설정이 틀리면 정확히 −20 dB가 나옵니다.
dB로 보면 좋은 이유: 두 측정을 dB로 바꿔 빼면 바로 비교가 되고, −20 dB(10배), −6 dB(절반), −3 dB(0.707배) 같은 익숙한 값과 맞춰 원인을 짐작할 수 있습니다. 원인 분석은 오실로스코프 기초 가이드에 있습니다.
데시벨 실전
올바른 방향으로 변환하기
- 가지고 있는 값의 종류를 고릅니다. dB 값, 전력비, 전압비, 또는 dBm 같은 절대 레벨입니다.
- 값을 넣고 다른 형태로 바뀐 값을 나란히 읽습니다.
- 여러 단이 이어진 경우 각 단의 이득과 손실을 dB로 더한 뒤, 합계를 한 번만 배수로 바꿉니다.
전력 dB와 전압 dB
- 전압에 10 log 쓰기. 전력비는 10 log, 전압비와 전류비는 20 log입니다. 전압 이득 10배는 10 dB가 아니라 20 dB입니다.
- 임피던스가 다른 두 전압 비교하기. 20 log 규칙은 두 전압이 같은 임피던스에 걸렸다고 가정합니다. 아니라면 먼저 전력으로 바꾸세요.
- dBV와 dBu 혼동. 0 dBV는 1 V RMS, 0 dBu는 0.775 V RMS(600 Ω에서 1 mW)입니다. 둘은 약 2.2 dB 차이가 납니다.
외워 두면 좋은 숫자
3 dB는 전력 약 2배, 6 dB는 전압 약 2배, 10 dB는 전력 10배, 20 dB는 전압 10배입니다. 0 dBm은 1 mW, 30 dBm은 1 W, −30 dBm은 1 µW입니다. 50 Ω 계에서 0 dBm은 약 0.224 V RMS입니다. dB가 음수면 손실이라는 뜻이어서, −3 dB 지점의 필터는 전력의 절반을 통과시킵니다.
자주 묻는 질문
3 dB는 얼마나 차이 나는 건가요?
전력으로 약 2배(×1.995), 전압으로 약 1.41배입니다. −3 dB는 전력이 절반이라는 뜻이라, 필터의 차단주파수를 −3 dB 지점으로 정합니다.
dB와 dBm은 무엇이 다른가요?
dB는 두 값의 비율이라 단위가 없습니다. dBm은 1 mW를 기준으로 한 절대 전력이라, 20 dBm은 정확히 100 mW입니다.