音圧レベル計算 (dB SPL / Pa / 距離減衰)
空気中・基準20 µPaのdB SPLと実効音圧(Pa・µPa)を相互換算。自由音場の点音源モデルで距離による変化も計算します。dB(A)・dBFS・実測・安全性判定は対象外です。
音圧レベル計算 (dB SPL / Pa / 距離減衰)について
音圧レベルと実効音圧の相互換算
空気中の基準音圧20 µPaを使い、dB SPL・Pa・µPaを相互換算します。音圧pは実効値(RMS)です。ピーク音圧をそのまま代入すると実効音圧のレベルとは異なります。正弦波のピーク値は実効値の√2倍です。
Lp = 20·log₁₀(p / p₀)、p₀ = 20 µPa = 0.00002 Pa。逆変換はp = p₀ × 10^(Lp/20)です。60 dB SPLは0.02 Pa、20,000 µPa。0 dB SPLは無音ではなく基準音圧で、基準未満の正の音圧は負のdB SPLになります。
距離による変化の条件
Lp₂ = Lp₁ − 20·log₁₀(r₂/r₁)で計算します。自由音場の点音源、遠方場、同じ方向、音源の状態が一定という条件です。距離2倍で約6.02 dB低下し、半分なら約6.02 dB増加します。1 mで80 dB SPLなら4 mで約67.96 dB SPLです。
近接場、室内反射、遮蔽物、空気吸収、線音源・面音源は扱いません。数式上の距離を入力できることは、その距離でモデルが実用上成立する保証ではありません。
複数の音を足すときの注意
同じ観測点で、互いに無相関の音の二乗音圧を加える場合、60 dBと60 dBは約63.01 dBになります。同じ周波数・同じ位相の正弦波なら約66.02 dBとなり、逆位相では打ち消しも起こります。音源数だけから一律に3 dB増加とは判断できません。このツールには音源合成機能はありません。
入力範囲と対象外の用途
半角数値・指数表記に対応し、各32文字以内です。PaとµPaは0以上、距離は0より大きい値、dB SPLは負数にも対応します。音圧0に有限のdB値はありません。数値の表現範囲外は項目ごとに示し、極小値や大きな値は指数表記で表示します。
単位を変えると、入力中の数値を新しい単位で解釈します。換算と距離計算の入力・クリア・初期化は独立しています。
A特性のdB(A)、デジタル音声のdBFS、水中の基準音圧は対象外です。周波数情報や校正情報なしにこれらを相互換算できません。実測、聴覚の安全性、騒音規制への適合、防音性能の判定には使えません。
よくある質問
- Q. 60 dB SPLは何Paですか?
- 実効音圧0.02 Pa、20,000 µPaです。空気中の基準20 µPaを使います。
- Q. 0 dB SPLは無音ですか?
- 無音ではなく基準音圧20 µPaです。基準未満の正の音圧は負のdB SPLになります。音圧0では対数を取れず、有限のdB値を定義できません。基準は聴覚の代表的な目安であり、個人の可聴限界を保証しません。
- Q. ピーク値やdB(A)を入力できますか?
- 音圧は実効値(RMS)を入力します。ピーク値、dB(A)、dBFSはこの換算の対象外です。正弦波のピーク値は実効値の√2倍ですが、任意の波形には同じ換算を適用できません。
- Q. 60 dBの音を2つ足すと何dBですか?
- 同じ観測点の無相関な音なら約63.01 dBです。同じ周波数・同じ位相の正弦波では約66.02 dBになり、逆位相では打ち消しもあります。このツールは音源合成を計算しません。
- Q. 距離を半分にするとどうなりますか?
- 自由音場の点音源モデルでは約6.02 dB増加します。遠方場で同じ方向、音源の状態が一定という前提があり、近接場や室内の反射などには適用できません。
出典・参考文献
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