スピーカーと音圧レベル

音圧レベル
スピーカーの音圧レベルはいわゆる対電力変換効率の事。
大きいほどアンプからの入力が少なくてすむ。
測定方法は１ｍ離れた位置での音圧を測定する。
音圧レベル (sound pressure level, SPL) は Lp と記され、以下のように定義される。

ここで p は音圧のRMS、p0 は基準となる音圧である（基準音圧=re）。一般的な基準音圧としては、ANSI規格で、大気中で 20 µPa、水中で 1 µPa と定められている。人間の耳は全ての周波数に対して感度が一定ではないので、音圧レベルは人間の感覚に合うように周波数で重み付けされる事も多い。

アンプの必要ゲインは以下で計算する。
必要ゲイン(dB)＝受音点での必要音圧レベル＋距離減衰－スピーカーの感度(1W/1m)

必要音圧レベルは人が聞き続けられる限界が85dB。瞬時では130dB。
距離減衰は1m基準にたいする、空間に広がるパワーで計算するので 20log距離。
スピーカー感度はスピーカーの音圧レベル
例えば、室内での視聴を想定して、
　必要音圧レベル=85dB
　距離＝5m　⇒　14dB
　スピーカー感度=80dB
とすると必要ゲイン＝85+14-80=19dB　⇒　80W　あればアンプ出力(全Ch加算)としては十分。
ただし、実際には85dBで聞き続ける事はないし、感度80dBのスピーカーはまれ。
一方で周波数によって人の聴覚感度は異なるので注意。
それでも定格比50%、必要音圧レベルが1/8としても20W相当あれば十分な計算になる。

音圧
音圧は、音波によって引き起こされる周囲からの圧力のずれである。 空気中ではマイクロフォン、水中ではハイドロフォンによって測定される。 単位はパスカル (記号: Pa)。 瞬間音圧は、ある点でのある瞬間の音圧、有効音圧は、ある時間内で瞬間音圧のRMSをとったものである。音を波として記述したとき、音圧に相当するものは粒子速度である。振幅が小さいとき、音圧と粒子速度は線形の関係にあり、両者の比が音響インピーダンスである。音響インピーダンスは波の特徴と媒質の両方に依存する。瞬間音圧における音の強さは音圧と粒子速度に依るため、ベクトル量である。人間は非常に幅広い強度の音を感知できるため、音圧は常用対数を用いたデシベルで表されることが多い。


音圧レベルと音圧の関係

音源	音圧 pascal	音圧レベル dB re 20 µPa
痛覚の閾値	100	134
短期間で聴覚障害を起こす強度	20	120
ジェット機（距離100m）	6 - 200	110 - 140
空気動力ドリル（距離1m） / ディスコ	2	100
長期的には聴覚障害を起こす強度	0.6	90
主要な道路（距離10m）	0.2 - 0.6	80 - 90
旅客鉄道（距離10m）	0.02 - 0.2	60 - 80
一般家庭でのテレビ（距離1m）	0.02	60
通常の会話（距離1m）	0.002 - 0.02	40 - 60
非常に静かな部屋	0.0002 - 0.0006	20 - 30
穏やかな風に揺れる木の葉	0.00006	10
2 kHz における聴覚の限界	0.00002	0

WikipediaほかWebサイトより