Mitä ääni on?

Äänilähde säteilee äänitehoa, mikä aiheuttaa äänen paineen vaihtelun ilmassa. Tämä johtuu äänitehosta. Äänenpaine on tämän seurausta. Huomioi seuraava vertaus: Sähkölämmitin säteilee lämpöä huoneeseen ja lämpötila muuttuu. Huoneen lämpötilan muutos riippuu luonnollisesti itse huoneesta. Samalla sähköteholla lämmitin säteilee kuitenkin samaa tehoa, joka on lähes riippumaton ympäristöstä. Äänitehon ja äänenpaineen välinen suhde on samanlainen. Kuulemme äänenpaineen, mutta tämä paine johtuu äänilähteen äänitehosta. Ääniteho ilmaistaan watteina. Äänitehotaso ilmaistaan desibeleinä (dB), eli logaritmiasteikolla (dB-asteikko) suhteessa standardoituun viitearvoon:

Havaitsemamme äänenpaine riippuu ääniaallon lähteen ja akustisen ympäristön etäisyydestä. Sisämelun leviämisen kannalta se riippuu siis huoneen koosta ja pintojen äänenvaimennusta. Näin ollen koneen aiheuttamaa melua ei voida täysin mitata pelkästään mittaamalla äänenpainetta. Ääniteho on enemmän tai vähemmän riippumaton ympäristöstä, kun taas äänenpaine ei ole.Äänenpainetasoa koskevia tietoja on siten aina täydennettävä lisätiedoilla: Mittausasennon etäisyys äänilähteestä (esim. määritetty tietyn standardin mukaisesti) ja huoneen vakio sille huoneelle, jossa mittaus tehtiin. Muussa tapauksessa huoneen oletetaan olevan rajaton (eli avoin kenttä). Rajattomassa huoneessa ei ole seiniä, joka heijastaisi ääniaaltoja ja vaikuttaisi siten mittaukseen.

Kun ääniaallot koskettavat pintaa, osa aalloista heijastuu ja toinen osa imeytyy pintamateriaaliin. Äänenpaine tietyllä hetkellä koostuu siis aina osittain äänestä, jonka äänilähde tuottaa, ja osittain äänestä, joka heijastuu ympäröivistä pinnoista (yhden tai useamman heijastumisen jälkeen). Se, miten tehokkaasti pinta voi vaimentaa ääntä, riippuu siitä, mistä materiaalista se koostuu. Tämä ilmaistaan yleensä absorptiokertoimena (vuosina 0–1, jolloin 0 heijastaa täysin ja 1 absorboi täysin).

Huoneen vaikutus ääniaaltojen etenemiseen määräytyy huoneen vakion mukaan. Jos huoneessa on useita pintoja, seiniä ja muita sisäpintoja, huonevakio voidaan laskea ottaen huomioon eri pintojen koot ja absorptioominaisuudet. Yhtälö on seuraava:

Joissakin erityisolosuhteissa äänitehotason ja äänenpainetason välinen suhde voidaan ilmaista yksinkertaisella tavalla. Jos ääni kuuluu pistemaisesta äänilähteestä huoneessa, jossa ei ole heijastavia pintoja, tai ulkona, jossa ei ole seinää lähellä äänilähdettä, ääni jakautuu tasaisesti kaikkiin suuntiin, ja mitattu äänen voimakkuus on siis sama missä tahansa kohdassa, jossa on sama etäisyys äänilähteestä. Tämän vuoksi voimakkuus pysyy vakiona kaikissa äänilähdettä ympäröivässä pallomaisessa pinnassa olevissa kohdissa.Kun etäisyys lähteeseen kaksinkertaistuu, sen pallomainen pinta on nelinkertaistunut. Tästä voidaan päätellä, että äänenpainetaso laskee 6 dB joka kerta, kun etäisyys äänilähteeseen kaksinkertaistuu. Tämä ei kuitenkaan päde, jos huoneessa on kovia, heijastavia seinämiä. Jos näin on, seinien heijastama ääni on otettava huomioon.

Q:ssa voidaan käyttää empiirisiä arvoja (muissa äänilähteen asennoissa on arvioitava Q-arvo):Q=1 jos äänilähde on ripustettu suuren huoneen keskelle.Q=2 Jos äänilähde on sijoitettu lähelle kovan, heijastavan seinän keskikohtaa.Q=4, jos äänilähde on sijoitettu lähelle kahden seinän leikkauskohtaa.Q=8, jos äänilähde on lähellä kulmaa (kolmen seinän leikkauskohta).

Virtalähteen läheisyydessä äänenpainetaso laskee 6 dB joka kerta, kun etäisyys kaksinkertaistuu. Kun etäisyys äänilähteestä on kuitenkin suurempi, heijastuva ääni hallitsee äänenpainetasoa, joten vähennys on minimaalinen, kun etäisyys kasvaa. Koneet, jotka lähettävät ääntä kehojensa tai kehyksiensä kautta, eivät toimi pistelähteinä, jos kuuntelija on laitteen keskipisteestä, joka on alle 2–3 kertaa laitteen suurin mitta.

Kun useampi kuin yksi äänilähde tuottaa ääntä yhteistä vastaanotinta kohti, äänenpaine nousee. Koska äänitasot on määritelty logaritmisesti, niitä ei voida lisätä algebrallisesti. Kun aktiivisia äänilähteitä on enemmän kuin kaksi, kaksi niistä lisätään ensin yhteen ja sitten ensimmäisen ja niin edelleen summaan. Jos muistiin on lisättävä kaksi samantasoista äänilähdettä, tuloksena on 3 dB:n lisäys.Taustaääni on erikoistapaus, joka vaatii vähennystä. Taustaääntä käsitellään erillisenä äänilähteenä, ja arvo vähennetään mitatusta äänitasosta.