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スピーカーの周波数特性の測定
(オーディオ測定レポート5)

今回はスピーカーの周波数の測定を行います。

 

 
計測日 2002年10月30日
スピーカー Omni-directional speaker, KENWOOD OMNI 5
マイク SONY ECM999
マイクアンプ DAT TASCAM DA-P1
ノートパソコン(信号発生用) SONY VAIO PCG−R505R
ノートパソコン(入力分析用) DELL INSPIRON 7500
OS: Windows 2000 Professional
測定分析ソフト DSSF3
前回、ECM999の周波数特性表を見て、特性のカーブが同じになるように入力してマイク補正として保存したものと同様なものを使用します。今回使用するパソコンが違うので、再度同じように設定しました。

 

音響機器を調べる場合には1KHzの正弦波信号を使用するのが一般的です。正弦波信号は最も単純な音声信号であるため、歪み、ガリ、フウ、フラッターのピッチ誤差、レベル変化など、信号の変化を最も敏感に表現してくれる、非常に簡易で便利で案外シビアな測定器です。(「音響映像設備マニュアル」1997年版、メンテナンス測定 267ページ)

信号の正確性の確認は測定の基本原則です。

VAIO側でのRA(リアルタイムアナライザー)のSG(シグナルジェネレーター)で1kHzの正弦波を出力します。

VAIO側でのオシロスコープで1KHz正弦波をモニターしています。

VAIO側でのピークレベルメメーターです。前図のオシロスコープは、ミキサーの出口での波形のモニターでした。試験信号はミキサーからヘッドフォーン兼用のアナログ増幅アンプを経由して、ヘッドフォン出力端子からそこにつながった、アンプ内蔵の無指向性スピーカーOMINI5に出力されています。

INSPIRON 7500側でのオシロスコープのモニターです。SONY ECM999 マイクから、TASCAM DATマイクアンプを経由してLINE IN入力端子から取り込んでいます。

INSPIRON7500側での同パワースペクトラム表示

VAIOのSGです。方形波を出力しています。

VAIO側でのオシロスコープで1KHz方形波をモニターしています。

INSPIRON7500側でのオシロスコープのモニターです。

INSPIRON7500側での 方形波のパワースペクトラム分析表示です。

この部屋の暗騒音のパワースペクトラムです。

 

すべての周波数のチェックとなると、いちいちシグナルジェネレーターで操作していては面倒なので、ピンクノイズを使用します。1/3オクターブ分析器(実時間分析器)を使ったすべてのスピーカーの試験の適正な試験信号はピンクノイズです。ホワイトノイズは高い周波数で過大なパワーを供給し、ドライバーを損傷することがあります。(「サウンドシステムエンジニアリング」 ドン・デイビス著)

ピンクノイズを出して、1/3オクターブバンド分析表示。水平に表示されれば、周波数特性がフラットといえます。これは理想です。ただ、最近のハイエンドオーデイオスピーカーは、周波数特性より、スピードの速い、応答特性を重視しています。といっても、周波数特性も決して悪くはありません。

下図はこのスピーカーの周波数特性です。周波数特性は人間の可聴領域は満足していますが、ハイファイではありません。低域も高域も下がっています。明瞭度の高い無指向性スピーカーです。

VAIOのヘッドフォン兼用アナログアンプの性能と、部屋の音響特性が影響しています。ただ、この場合はスピーカーの周波数特性よりVAIOのヘッドフォン兼用アナログアンプのほうが、性能がいいので、測定結果にはそれほど影響はありません。部屋の影響という点では、無響室が理想的です。

20〜20,000Hzを1.8オクターブ秒で正弦波をスイープさせます。

 

スイープ信号と 3次元表示は、最も優れたスピーカーのテスト方法です。スピーカーのクロスオ−バーネットワークなどの時間的なつながり具合や、周波数変動に対する時間応答など、この測定結果はいろいろ啓示するものが多いといいます。(「サウンドシステムエンジニアリング」 ドン・デイビス著)

スイープを3次元表示しています。時間が進むと一番手前から後ろのほうに動いていきます。

前の図を後ろから見た形です。時間方向を逆転させました。

ホワイトノイズを出力し、スピーカーの周波数特性を測定しました。

縦軸をズームし、周波数に対しての音圧レベルの変化をわかりやすくしました。

 

April 2003 by Masatsugu Sakurai