Dezibel (dB) ist das logarithmierte Verhältnis zweier elektrischer Größen (Spannung, Strom, Leistung). Das Bel wurde nach dem schottischen Erfinder Alexander Graham Bell (1847-1922) benannt, der auch das Telefon erfunden hat. Die Einheit Bel entspricht der Signaldämpfung in einem Telefondraht auf einer Länge von einer Meile. Ursprünglich wurde diese dimensionslose Einheit zum Vergleich der Leistungen am Ein- und Ausgang eines Übertragungsmediums benutzt. Das Dezibel ist ein Zehntel Bel; wobei die Grundeinheit Bel nicht benutzt wird.
Das Dezibel kann relativ und auch absolut sein. Als relatives Verhältnis bezieht es sich auf Spannungen und Leistungen. Bei Spannungen ist es der 20-fache Logarithmus des Spannungsverhältnisses zwischen Ausgangs- zu Eingangsspannung, relative dB-Leistungswerte errechnen sich über den 10-fachen Logarithmus der Leistungsverhältnisse zwischen Ausgangs- zu Eingangsleistung.
Die logarithmische Darstellung
Der Vorteil dieser logarithmischen Darstellung liegt darin, dass sich Zehnerpotenzen relativ einfach darstellen lassen und bei Berechnungen lediglich addiert oder subtrahiert werden müssen. So entspricht beispielsweise ein Spannungsverhältnis von 1:10 einem dB-Wert von 20 dB, ein Verhältnis von 1:100 einem dB-Wert von 40 dB. Ein Leistungsverhältnis von 1:10 entspricht einem dB-Wert von 10 dB, eines von 1:100 einem dB-Wert von 20 dB.
Eine Leistungserhöhung von 3 dB entspricht einer Verdoppelung der Leistung; eine Leistungsverringerung ( Dämpfung) von -3 dB einer Leistungshalbierung. Um einen absoluten Leistungswert ermitteln zu können, wurde ein Referenzwert festgelegt und dieser mit dBm bezeichnet. 0 dBm entsprechen einer effektiven Leistung von 1 mW an 600 Ohm.
Da in der Nachrichten- und Kommunikationstechnik Schwingungsweiten ( Amplituden), also Spannungen eher eine Rolle spielen, wird das Dämpfungsmaß definiert als das logarithmische Verhältnis der Eingangs- zur Ausgangsspannung. Ein Unterschied von 6 dB zwischen Eingang und Ausgang entspricht einem Amplitudenabfall auf die Hälfte, 20 dB auf ein Zehntel. Damit auch der absolute Spannungswert ermittelt werden kann, wurden zwei Referenzwerte festgelegt: das dBV und das dBu. Ersteres bezieht sich auf eine effektive Spannung von 1 V, letzteres auf 0,7746 V an 600 Ohm, entsprechend 1 mW.
Der große Vorteil der dB-Rechnung liegt darin, dass bei mehreren hintereinander geschalteten Strecken oder Vierpolen die dB-Werte für die Dämpfungen und Verstärkungen einfach nur addiert oder subtrahiert werden müssen.