音圧
音の周波数成分について、横軸に周波数を対数でとり、縦軸に各周波数に対応する音圧(実効音圧)により示すと、純音であればその純音を構成する周波数のみで、また純音の組み合わせによる複合音については、その複合音を構成する純音の周波数ごとに、それぞれの音圧の実効値が現れる離散的な形(線スペクトル)としてあらわされる。一方、音圧の波形がより複雑になった場合には、離散的な形とはならず、周波数に対して連続的な分布(連続スペクトル)となる。
音をサンプリングして得られた時間波形について、時間波形全体の平均をとることにより全体の実効値を算定することができるが、実効値の時間変化を算定することはできない。時間変化を得る方法としては、時間波形を分割してそれぞれ実効値を求める方法のほか、実効値検波動特性回路による方法がある 。
実効値検波動特性回路は、(瞬時)音圧を変換した電気信号の時間波形を、2乗してRC直列回路により交直変換するものであり、アナログ回路で容易に実現することができ、また人の感覚(聴覚の時間応答)ともよく合うことから、近似的な方法であるものの広く使われている。RC直列回路におけるτ=RCのτがこの回路の特性を定めるパラメータでこれを「時定数」という。
このとき、実効値検波動特性回路の時定数がτであるサウンドレベルメータが出力する音圧レベル(後述)は、時間tの関数として、以下のように示される。
L p , rms ( t ) = 10 l o g 10 ( 1 τ ∫ − ∞ t p 2 ( ξ ) e − ( t − ξ ) / τ p 0 2 d ξ ) {\displaystyle L_{p,{\text{rms}}}(t)=10{\rm {log}}_{10}\left({{1 \over {\tau }}{\int _{-\infty }^{t}{p^{2}(\xi )e^{-(t-\xi )/\tau } \over p_{0}^{2}}\,{\rm {d}}\xi }}\right)}
周期的に変化する音については、変化の1周期における瞬時音圧の実効値を実効音圧といい、これも音圧と呼ぶ。JISにおいては「音圧」を「特に指定しない限り、ある時間内の瞬時音圧の実効値」と定義する。