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スピーカー感度と音圧レベル

定格感度 (dB/W/m) から任意の電力と距離でのスピーカー SPL を計算します。

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公式

SPL = S + 10·log₁₀(P) − 20·log₁₀(d)

S — Sensitivity (dB/W/m) (dB)
P — Power (W)
d — Distance (m)

仕組み

スピーカーの感度（dB SPL/1 W/1 mで測定）は、スピーカーがどれだけ効率的に電力を音響出力に変換するかを表します。標準測定では、軸上 1 m での 1 W のピンクノイズ (2.83 V を 8 Ω に相当) として測定します。感度定格がSの場合、電力Pを印加すると、1 mでS+10·log( P) のSPLが得られ、逆二乗の法則により距離dでのSPLが得られます。SPL (d) = S + 10·log( P) − 20·log( d) です。パワーを倍増するごとに最大 3 dB 加算され、距離を 2 倍にするごとに最大 6 dB が減算されます。高感度スピーカー（92 dB/W/m以上）は、大音量のリスニングレベルに到達するのに必要なアンプ電力が少なくてすみます。一方、低感度スピーカー（86 dB/W/m未満）は、同じ出力でより多くの電力を必要とします。

計算例

スピーカー感度: 89 dB/W/m. アンプ:50 W. リスニング距離:3 m.
50Wで1mでのSPL:
89 + 10·log( 50) = 89 + 17.0 = 106.0 dB
3 m での SPL:
106.0 − 20·log( 3) = 106.0 − 9.5 = 96.5 dB
これは大音量のリスニングレベル (コンサートレベルのピーク) です。3 m で 85 dB で気軽に聴くのに、低電力で十分かどうかを確認するには:
1 m で必要な SPL = 85 + 9.5 = 94.5 dB
必要電力 = 10^ ((94.5 − 89)/10) = 10^0.55 ≈3.5 W
快適なリスニングに必要なのはわずか3.5 Wなので、50 Wのアンプではこのレベルより約11.5 dBのヘッドルームが得られます。

実践的なヒント

  • ✓リスニング距離が3 mのホームシアターでは、90 dB/mのスピーカーと100 Wのアンプを組み合わせると、100 dBのプログラムレベルを超える約7 dBのヘッドルームで最大110dBのピークが得られます。
  • ✓スピーカーの感度が+3 dBになるごとに、必要なアンプ電力が半分になります。88 dB/W/mのスピーカーから94 dB/mのスピーカーにアップグレードすると、必要な電力が4分の1に削減されます。
  • ✓感度仕様は通常、ミッドバンド全体の平均です。周波数応答全体をチェックして、クロスオーバーポイントまたはベースロールオフでディップがないかどうかを確認します。

よくある間違い

  • ✗dB/W/mとdB/2.83V/mを混同しているのは、メーカーが4Ωのスピーカーを2.83Vと評価する場合があるためです。これは実際には2Wから4Ωになり、人為的に感度値を約3 dB上げています。
  • ✗残響のある部屋に6dB/距離の法則を適用 — 逆二乗則は自由音場 (無響音) の状態でのみ成り立ちます。反射室では、直接フィールドと残響フィールドが等しい「臨界距離」を超えると、レベルはよりゆっくりと低下します。
  • ✗アンプのクリッピングは無視してください。感度の計算では、出力に歪みがないことを前提としています。定格電力でクリッピングすると高調波歪みが発生し、定格電力レベルを下回ってもツイーターが損傷する可能性があります。

よくある質問

ほとんどの家庭用ハイファイスピーカーは85〜92 dB/W/mです。オーディオマニア向けの高効率スピーカーは97〜105 dB/m（ホーン搭載設計）に達しますが、サブウーファーは82〜88 dBの範囲であることがよくあります。
デシベルスケールは対数です。+3 dB は音響パワーが 2 倍になることに相当します (10·log( 2) ≈3.01 dB)。私たちが知覚するラウドネスも対数です。+10 dB 増加するとおよそ 2 倍の音量と認識され、必要なアンプ出力は 10 倍増します。
2つの同一のスピーカーを並列に配線した場合（インピーダンスを半分にし、同じインピーダンスに電力を2倍にする）、合計SPLは約3 dB増加します。ステレオ構成の 2 つのスピーカーをそれぞれ独立して駆動する場合、リスニングシートでの音響加算は、部屋の状態にもよりますが、約 3 ～ 6 dB 増加します。

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