音圧レベルとデシベルの基本

著者:Nick Grillone

音圧レベルとデシベルの基本

音の測定の領域では、デシベル(dB)は基本的な単位として立ち、音の強度を定量化するコンパクトで強力な手段を提供します。その対数的な性質により、デシベルは、幅広い値の範囲にわたる簡潔なスケールを提供し、様々な分野で不可欠です。この記事では、デシベルとその応用の概念を掘り下げ、音圧レベル(SPL)と現実世界のオーディオシナリオを理解する上でのデシベルの重要性を明らかにします。Same Skyのオーディオ・コンポーネントの全ラインナップをご覧ください。

デシベルとA-Weightedデシベル

デシベル(dBと略される)は、基準値に対する測定値の比率のスケール対数です。これはデシベルが単位ではなく比率であることを意味します。デシベルは、小さなスペースで膨大な範囲の値を示すことができるので便利です。たとえば、0~ dB 120 の音圧スケールは、 20 μPa(マイクロパスカル)~ 20,000,000,000,000 μPaの音圧を表すことができます。これは、人間が不快なほど大きな音まで聞こえる最小のSPLを表しています。ここに示す式で一般に受け入れられる値は20 μPa です。

Lp = 10log10 (Prms / Pref) = 20log10 (Vrms / Vref)

デシベル値は線形ではなく指数関数的に増加するので、「正規」の数で表現すると、20dBは10dBの10倍、0dBの100倍になります。

実際のシナリオでオーディオを理解する場合、Hz~20kHz20のオーディオ周波数範囲は人間の耳の一般的な範囲である傾向があります。しかし、この範囲は年齢とともに減少します。特に男性では、13kHz前後で可聴範囲が高くなります。人間の耳も、この可聴範囲にわたって平坦な周波数応答を持たず、特定の周波数が減衰され、他の周波数が拡大されます。A-weightingは、人間の耳の感度が低い周波数を割り引いて、1kHz~7kHzの音を優先させることで、これを補うことを試みます。その結果、一部のスピーカーはA-weightシステム(dBA)を使用してSPLを指定します。

音圧レベルの例

以下の表は、設計に適したSPLを選択する際に、コンテキストを追加するための異なる音圧レベルの例を示しています。「良い」SPLは、意図された使用とアプリケーション環境に本当に依存します。

サウンドの例 音(Pa) 音(dB)
30 mのジェットエンジン 632 Pa 150dB
痛みの閾値 63,2 Pa 130dB
聴力障害(起こりうるもの) 20 Pa 約 120 dB
音のうるさいホール 6.32 Pa 110dB
1mのジャックハンマー 2 Pa 約 100 dB
10 mの交通量の多い道路 2x10-1 ~ 6.32x10-1 Pa 80~90 dB
m10の乗用車 2x10-2 ~ 2x10-1 Pa 60~80 dB
1mの通常の会話 2x10-3 ~ 2x10-2 Pa 40~60 dB
とても静かな部屋 2x10-4 ~ 6.32x10-4 Pa 20~30 dB
1kHzの聴覚閾値 2x10-5 Pa (RMS) 0dB

Same SkyのSPL計算機を使用すると、データシートで指定されているスピーカーのSPLを実際の様々な状況に合せて変換したり、それぞれのデータシートで異なるパラメータが指定されている2台のデバイス間で音圧レベルを比較したりできます。このツールを使用すると、設計者はアプリケーションに適したスピーカーをすばやく簡単に指定できます。

結論

デシベルは、多様な文脈のサウンドレベルを評価および定量化するための不可欠なツールとして登場したもので、聴覚環境についてよりニュアンスに富んだ理解を提供します。デシベルは、人間の聴覚感度に対処するためにA重み付けを組み込むことにより、音の知覚を評価し、効果的な音システムを設計するための洗練されたフレームワークを提供します。本質的に、デシベルの習得は、オーディオエンジニアリングの最適な結果を保証する、正確性と洞察力で聴覚環境をナビゲートする個人を支援します。

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Nick Grillone

Nick Grillone

アプリケーションエンジニア

Nick Grilloneは、Same Skyのアプリケーションエンジニアリングチームで10年以上のカスタマーサポート経験があります。彼の技術とアプリケーションの専門知識は、マイクロフォンやスピーカーなどの多様なオーディオコンポーネント、およびセンサー技術の提供に特に焦点を当てています。Nickは、余暇にはバックパッキング、キャンプ、サイクリング、パドルボードなど、パートナーや犬と一緒にアウトドアを楽しみます。