Що таке звукове тиску
У професійній акустики рівень гучності визначається рівнем звукового тиску
При поширенні звукової хвилі в кожній з ділянок звукового поля спостерігаються періодичні коливання частинок середовища - стиснення і розрядження. Коливання часток будуть надаватися вплив на перешкоду, з яким буде зустрічатися звукова хвиля.
Почергове стиснення і розрядження в даній ділянці поля викликає відповідно зміна тиску відносно його статичного значення. Різниця між миттєвими значеннями тиску при стисканні і розрядження середовища в даній точці щодо статичного атмосферного тиску і прийнято називати звуковий тиск. Тиск вимірюється в паскалях (Па).
Вплив цього тиску на барабанну перетинку вуха викликає відчуття гучності.
Рівень звукового тиску
На практиці зазвичай говорять не про звуковому тиску, а про рівень звукового тиску - це значення звукового тиску виміряна відносно опорного рівня за який прийнято значення порога чутності.
Було виміряно звуковий тиск самого тихого звуку, який ще здатний розчути середньостатистична людина. Це значення прийняли за нуль і назвали порогом чутності. Про будь-якому іншому звуці можна сказати, що його звуковий тиск в стільки-то разів вище порога чутності. Максимальний звуковий тиск, при якому звук викликає вже больові відчуття (больовий поріг), приблизно в 100 000 000 разів перевищує поріг чутності. Для зручності відношення сили звуку до порогу чутності вимірюють не в разах, а в логарифмічних одиницях - децибелах. Больовий поріг в такому випадку становить приблизно 120 дБ.
З невеликими застереженнями рівень звукового тиску можна називати гучністю. Слух людини влаштований так, що суб'єктивно ми оцінюємо гучність саме в логарифмічному масштабі: «збільшення звукового тиску на 10 дБ, суб'єктивно відчувається, як збільшення гучності в два рази.» А мінімальна відмінність рівня двох сигналів, яке здатне помітити людина, становить 1 дБ.
Для вибору гучномовця необхідно порахувати необхідний рівень гучності в приміщенні, а потім порахувати яким рівнем гучності повинен володіти гучномовець, щоб з його допомогою можна було отримати розрахований рівень гучності для приміщення.
Зміна звукового тиску від відстані
Для початку розглянемо 2 основних правила зміни гучності.
1. Правило падіння рівня звукового тиску від відстані. Правило говорить, що кожне подвоєння відстані від джерела звуку знижує рівень звукового тиск на 6 Дб. За допомогою даного правила можливо розрахувати рівень звукового тиску на певній відстані від динаміка. Початковим значенням є рівень чутливості колонки (SPL). Як випливає з опису чутливості, а це нагадаю рівень звукового тиску отримується в результаті подачі на динамік потужності в 1 ват виміряний на відстані в 1 метр, відстань з якого починається відлік становить 1 метр від динаміка. Наступною точкою буде 2 метри, далі 4 і т.д.
Зміни звукового тиску на 6 дБ еквівалентно об'єктивного зниження гучності в 2 рази. Для суб'єктивного сприйняття, тобто «на слух» дворазове зниження гучності відбувається при зниження тиску на 10 дБ.
Існують винятки з цього правила - це акустичні системи використовують принцип побудови лінійного масиву - це може бути як одна колонка так і лінійний масив цілком. Для них падіння рівня звукового тиску при подвоєнні відстані складає всього 3 дБ.
Зміна звукового тиску від потужності
Це правило говорить, що кожне подвоєння потужності збільшує рівень звукового тиску на 3 Дб. Таким чином отримане значення рівня звукового тиску для заданої відстані ми можемо збільшувати до тих пір поки чергове подвоєння потужності не вийде за межу потужності заданий характеристиками гучномовця.
Порахуємо необхідний рівень гучності для наступних умов: необхідний рівень звукового тиску = 88 дБ, відстань від місця розміщення динаміка до слухачів - 2,5 метра.
Крок 1. Відповідно до першого правилом на відстані в 2,5 метра рівень падіння звукового тиску складе 6 дБ. Це означає що потрібний нам динамік повинен володіти чутливістю не менше 94 дБ
Крок 2. Перевіряємо чи зможе обраний гучномовець забезпечити необхідний рівень звукового тиску. Для цього необхідно взяти значення чутливості гучномовця і збільшувати його значення на 3 дБ при кожному подвоєнні потужності. Якщо значення чутливості зрівняється з розрахованим на першому кроці до перевищення потужності динаміка то цей гучномовець підходить.