FFTアナライザーの画面の見方について

Question

ＦＦＴアナライザーの波形画面を見ると縦軸がdBに表示になっていて，中心にinfとあり，上に行くと０，２０，４０…とあります。下に行くと０，－２０，－４０とあります。また，横軸が周波数で縦軸がｄB表示の画面（パワースペクトルというのでしょうか）を見ると，縦軸が下より上へ０，－８０，－６０。－４０…とあります。縦軸はｄB表示ですから音の強さを表しているのでしょうが，数値にマイナス（－）がついているのはどんな意味なのでしょうか。例えば，あるホワイトノイズを作成するソフトで「－２０ｄB」という数値を設定するというのはどんな強さを示しているのでしょうか。当方は音響の素人です。聾学校の職員ですが，理由あって難聴の聞こえのシュミレーション音源などを作成しております。分かりやすい説明を期待しております。よろしくお願いいたします。

kuma_2008#2 · Accepted Answer

http://www.geocities.jp/fkmtf928/dB_sound.html

上記ＵＲＬのように、dBは通常相対的なもので、電力や電圧をあらわします。
電力なら10dBで基準の10倍、20dBで基準の100倍です。
FFTアナライザーが音専用なら、上記ＵＲＬに書いてあるとおりです。-20dBはかなり小さい値です。

まずは、0dBが何かを調べてください。

gn_drive · Answer

Wikiの第１式から第２式の説明をします。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%B7%E3%83%99%E3%83%AB

dBは電力比を対数を取ったものに10倍します。
10Log(P1/P0)
ただアンプからの出力は電圧ですので、
P=VI
ですから、オームの法則のV=IRを代入すると、I=V/Rですので、
P=V^2/R
が得られますので、2乗は対数で2倍になりますので、
20Log(V1/V0)
になります。

つまり、-20dBとなるということは、電圧で1/10になったということです。

蛇足しますと、フィルタを検討する場合は、横軸も対数にして、
decadeで考えます。
20dB/decadeは１次のフィルタで、40dB/decadeは２次のフィルタです。
カットオフ周波数からの減衰特性を考えます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%AE%E6%96%AD%E5%91%A8%E6%B3%A2%E6%95%B0
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%91%E3%82%B9%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%AB%E3%82%BF#.E3.83.AD.E3.83.BC.E3.83.91.E3.82.B9.E3.83.95.E3.82.A3.E3.83.AB.E3.82.BF

semi-zzz · Answer

デシベルというのはある基準値に対する比を対数表示して１０倍したものです。

マイナスの値が出るのは、基準値より小さいことを示しています。０デシベルは基準値と同じ大きさであることを示しています。
だから基準値が何であるかを調べなければいけません。

＞縦軸はｄB表示ですから音の強さを表しているのでしょうが

多分音の大きさを表してはないと思います。
基本的にＦＦＴアナライザーは電圧信号を用いますので、基本的な表示単位は電圧です。だから、電圧を音に換算するための、係数を掛けてやらなければ、なりません。
そのパラメータを適切に設定してやらなければ、音の大きさを示していません。

＞あるホワイトノイズを作成するソフトで「－２０ｄB」という数値を設定するというのはどんな強さを示しているのでしょうか。

まず、そのアナライザーの基準値が何ボルトであるかをマニュアルで調べてください。
実際音を聞かせる場合は、その電圧をアンプなどで増幅してスピーカーで音を発生させることになりますので、何ボルトの電圧が入力されたら、何デシベルの音が発生するかはそのシステムによって決まりますので、ＦＦＴアナライザーだけではどのくらいの音を設定しているかは決まりません。


ちなみに音の大きさもデシベルを使用していますが、音の場合最小化聴音と思われる音の大きさを基準値としています。つまり最小化聴音が０デシベル、一般の会話音は人によりますがだいたい６０デシベル程度です。

outerlimit · Answer

測定対象の信号が　0dB　より微小信号であるだけのことです

絶対値測定と相対値測定
また　対数表記（B、dB）の意味を勉強してください

dBはなぜdBなのかを理解すれば　疑問のほとんどは解決するでしょう

dB　はデシベル　で　デシ・ベル　です（ヘクト・パスカルと同様の表現です）

音の場合には　ある強さの音を　40dBとかに規定しています（詳しくはお調べください）

kuma_2008#2 · Answer

ちなみにマイナスは基準より小さい場合です。
電力で-10ｄＢは1/10
-20ｄＢは1/100

FFTアナライザーの画面の見方について

Wikiの第１式から第２式の説明をします。

デシベルというのはある基準値に対する比を対数表示して１０倍したものです。

測定対象の信号が 0dB より微小信号であるだけのことです

ちなみにマイナスは基準より小さい場合です。

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測定対象の信号が　0dB　より微小信号であるだけのことです