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2013年01月27日 (日) | Edit |
プチ実験君シリーズ、今回はFrieveAudioの補正効果を再度確認してみました。マイク断線の症状がますます悪化しているので、DAYTON計測システムの入荷が待ち遠しい。。。

今回使った信号波形です。
gene2.jpg
200Hzと600Hz(3次)の合成波にパルスを追加しました。

ソース波形とDACアナログ出力波形の比較です。
Signal DAC
グレーがソース、黄がDAC出力。以前の記事に書いたように、DACのアナログ出力でも少し位相が変化(高周波が遅れる傾向)するため、DAC出力で既に波形が変形しています(3次成分が少し遅れている)。

パルス位置で揃えたスピーカからの音響出力波形です。ZAP Alpair6を使って、いつものリスニング位置で計測しました。
Frieve 3次d
赤が補正OFF、水色がF特補正ON/位相補正OFF、緑がF特補正ON/位相補正ONです。音響波形では逆に3次成分が進んでいるように見えますね。でも、アレ?位相補正が180°分足りていません。。。

ところがパルスを見ると、他の波形ではパルスが上向きなのに、緑だけ下向きです。極性が反転しているようです。そこでON/ON(緑)の波形を上下反転してみました。
Frieve3次
すると位相補正は正しく働いているように見えます。そういえば、以前もFrieveAudioの出力は反転して見ていました。どうもこのへんの極性はヤヤコシイ。。。3次との合成波だと上下が対称形になってヤヤコシイので、下図のように2次を合成してみました。これだと波形は上下対称にはなりません。
gene3.jpg
スピーカ音響波形です。
Frieve 2次
黄がDAC出力、赤が補正OFF/OFF、緑が補正ON/ONの極性反転波形です。

パルス入り信号音だと、耳で聞いても補正のON/OFFで音が少し変わるような気がしました。でも、実際の音楽再生の場合、僕には位相補正の効果を特に感じる事はできません。また、以前の記事でも書いたように、マイクロフォンからの変換/逆変換過程を考えると、電流駆動方式と同様に、このような位相の補正が(聴感上の変化が有るにしても無いにしても)理論的に筋の通った事なのかどうか、ちょっと考えて見る必要があるような気もします。でも、せっかくだから普段は補正ON/ONで聞いていますけどね。

いよいよマイクロフォンが駄目かもしれません。次回はバイノラルマイクを使ってヘッドフォンでプチ実験君してみようかと思います。オッタノシミニ!

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2011年12月13日 (火) | Edit |
前の記事に掲載し忘れた補足データです。

40Hzパルス入り正弦波を再生した時のスピーカ音響出力波形をFrieve Audioの位相補正あり/なしで比較してみました。

アンプにはCP400を使用しました。
グレーが信号波形、青が位相補正なし、赤が位相補正ありです。クリックで拡大してご覧ください。

信号の先頭部
40 パルス 始め 補正

信号の終端部
40 パルス 終わり 補正

補正あり(赤)は驚くほど源信号(グレー)に一致しています。正弦波が一致するのは当然なのですが、信号の立ち上がりおよび立ち下がり部の追従性が飛躍的に改善されているのには驚かされます。念のために言っておきますが、これはアンプの電気信号ではなく、スピーカから実際に出てくる音をマイクで拾った音波波形です。

CP400で計測した補正特性を使用してアイコンで再生してみました。緑がアイコンです。
40 パルス 始め 補正 ICON
CP400の特性で補正すると、Icon AMPでは過補正になる事がわかります。このデータからも、Icon AMPの位相特性が非常に優れている事が裏付けられました。

あ、それと、前の記事で「どのアンプでも大して変わらないように感じる」と書きましたが、それは、それぞれのアンプの特性で補正して聴き比べていたからかもしれません。こんなに正確に補正されたら、違いが分からなくて当然ですね。。。補正を外して聴き比べ直すべきなのかもしれませんが、ソンナノメンドクサイシ。。。補正してオンナジやったら、それでエーヤン。。。

データは以上です。

いつもの事ながら、Frieve Audioの補正精度の高さには驚かされます。このように、信号入力からマイク位値までの伝達関数(ゲインと位相)を計測し、デジタル信号処理で補正する事により、部屋を含むシステム全体を極めて正確にキャリブレートして、可聴帯域の下限近くまで位相遅れの無いフラットな特性を簡単に実現できます。Alpair6 Mは8cmクラスの小径フルレンジですが、マンションの6畳間であれば、40Hzまでフラットにブーストしても、近所に気兼ねするくらい音量を上げる事ができます。

オーヂオマニアの間では、「イコライザ」というだけで敬遠されがちですが、このような補正は「音」をイヂッテいるのではなく、本来あるべき音が聞こえるようにシステム全体を「校正」しているに過ぎません。一般的にマニアと呼ばれる人々がやってる事の方が、余程好き勝手に、アノテコノテで、「音」をイヂクリマーシテいるように僕には見えます。

低音をこのように正確に再生すると「音楽」を聴く楽しみが一気に深まるという事は、LEANAUDIOに着手するきっかけとなったカナル型イヤフォンでの衝撃的体験と、LEANAUDIOを通しての経験から、僕には極めて明白であるように思えます。何故ならば、西洋音楽はクラシックであれ、ジャズであれ、ロックであれ、マドンナであれ、このような低音を土台に積み上げられているからです。そのような低音をしっかりと正確にリスナーの「耳」に届ける事こそが音楽再生の基礎であるというのは、僕の経験を通して得た重要な結論の1つです。

例えば、2つ前の記事の、ベースとトランペットの波形を見るとわかるように、ベースの低音による大きなウネリによって波形の基本形状が決まり、そこにペットの高音が乗っかります。特にジャズでは低音ビートの絶妙なグルーブが極めて重要です。僕はジャズを聴き始めた時から、ベースラインを追いかけながら聴くくせが付いているのですが、各奏者はこのベースの波に乗るようにして演奏しているように聞こえます。ジャコが大編成のビッグバンドをベース一本でグリングリンと煽り立てるようにドライブするのがいかにカッコイー事か! 学生時代はよくライブハウスや屋外のジャズフェスに出かけましたが、ベースとドラムスがヘボなバンドは聴くに堪えず、あまりに酷い時は席を外したりしました。僕が特に小容積のバスレフ型に堪えられないのは、おそらくそういう事だと思います。今度はクラシックのストリングの重奏部の波形を解析してみましょう。

本当に正確な低音を聴けるカナル型イヤフォンや密閉型ヘッドフォンで、真剣に「本当に大好きな音楽」を(オンシツやテーイやリンジョーカンやナンタラカンではなくオンガクを!)聴き直してみれば、その事に気付くかもしれません。

デジタル信号処理によって、このように正確な低音を容易に再生できるという事は、基本的にダイナミック型スピーカを音響出力手段として発展してきた音楽再生技術の歴史を理解するならば、極めて画期的かつ重大な事であり、リスナー側にとっては、音源のデジタル化によってもたらされた最大の恩恵であると言えます。製作側はとっくの遠に、その恩恵を使い倒しているにもかかわらず、何故、家庭用再生装置の分野は、この事実を長年無視し続けてきたのか、僕には全く理解不能としか言いようがありません。

やたらコマケー事ばかり見てオッキイ事が見落とされているような気がします。ヒョーロンカが悪いのか?メーカの技術屋もオーヂオマニア出身だからか?マニアがうるさいのか?

高級オーディオというものを業界がこぞって「音」で遊ぶための道楽的道具であるかのようにしてしまい、本来の「音楽」を鑑賞するための道具としての根本的な部分での進化が、余りにも疎かにされているのではないでしょうかねぇ????

追記
このような補正は密閉型だから可能だという事をお忘れ無く。。。過去の実験では、バスレフ型の位相は完全には補正できませんでした。音波波形がダイアフラムの振動と一対一に対応しないためだと思われます。バスレフ型を補正する場合は、ポートを粘土等で塞ぐ必要があります。

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2011年12月04日 (日) | Edit |
Frieve Audioの自動音場補正は、「周波数特性」と「位相特性」の両方を補正してくれます。すなわち周波数ドメインと時間ドメインで補正してくれるという事です。これらの補正は別々にON/OFF可能です。「周波数特性」の補正効果はF特グラフを見れば直ぐに確認できますし、聴覚でも比較的容易に効果を実感できます。これに対し「位相特性」の補正効果は簡単には確認できません。

アナログチャンデバを介する2.1システムやバスレフ型では、位相の遅れによって特にピチカートベース音で違和感を覚え、波形でも簡単に確認できました。しかし、密閉型馬鹿ブー方式では位相特性の補正をOFFにしても違和感を殆ど感じません。今回の実験君レポートでは、馬鹿ブー方式で位相補正がどの程度影響しているのかを検証すると共に、比較のためにヘッドフォンで初の計測を試みました。

以前は、ベースソロの信号を使用して密閉、バスレフ、サブウーハー方式で位相遅れ補正効果を確認しましたが、今回は密閉型馬鹿ブー方式だけを対象に、高音楽器の音も混じった信号を使用して、より明確に補正効果を確認しました。

サンプルに使用したのはマイルスのMadnessという曲です。ロンさんのベースとマイルスのトランペットがうまく重なっている部分を抽出しました。下がその波形とスペクトルです。
波形
Madness.jpg
約55Hzのロンさんベース音に、約520Hzを基音として綺麗な倍音を含むマイルスのペット音が重なっています。

部屋の反射波の影響を小さくするために、マイクロフォンはスピーカ前方約10cmに設置しました。下はFrieve Audioが計測したAlpair 6Mの位相遅れ特性です。
位相遅れ
密閉形であっても、周波数が下がるほど位相が遅れます。バスレフ型の場合はもっと大きく遅れます。500Hz近辺の位相の乱れは主にデスクトップからの反射によるものです。

それでは、波形を比較してみます。グレーが信号波形、赤がスピーカ出力波形です。再生音量はハチマルの実用上限音量です。クリックで拡大してご覧ください。

● まずは全く補正していない波形です。
位相 OFF OFF
なんだかゼンゼン違いますね。


● 周波数特性と位相遅れの両方の補正をONにしました。補正範囲は20Hz~20kHzです。
位相 ON ON
嘘みたいにバッチリ合っています。ここまで一致するとは、ちょっと予想していませんでした。


● 位相遅れ補正だけをOFFにしてみました。
位相 ON OFF
低周波数のベース音がトランペット音に対して遅れている事がよくわかります。ペットの波形もなんだか変ですね。


● 今度は位相補正をONにして周波数特性補正をOFFにしてみました。
位相 OFF ON
ペットの波形はかなりソース波形に近付きましたが、低域がブーストされないのでベース音が弱まって、全体的に平らな波形となっています。


● 最後に、SONYの高級密閉形モニタ ヘッドフォンMDR-Z1000でも計測してみました。マイクロフォンは例のバイノーラル録音用です。初のヘッドフォン再生での計測です。
ヘッドフォン
さすがですね。もちろん全くの未補正です。何の苦労もありません。再三申しているように、ヘッドフォン/イヤフォン再生はスピーカ再生に比べて「圧倒的に高音質」であるという事をご理解いただけると思います。でも、波形を詳しく見るとベースが若干進み気味です。

下はFrieve Audioで測定したヘッドフォンの位相遅れ特性です。
HP位相遅れ copy
やはり低域で位相がわずかに進んでいます。こんな事ってあるのね?

下はヘッドフォンのF特です。
HP F
このバイノーラル用マイクの周波数特性はあまり信用できません。特に高域の特性は全く信用できません(マイクの表と裏の両方で音を拾う構造であるため、耳穴の気柱振動が影響している模様)。聴感では、カナル型イヤフォンや馬鹿ブーフラット再生よりも低音がブワッと出過ぎる気がしていたのですが、やはり低音が盛り上がり気味ですね。しかし、そのおかげで、40Hzまで中域と同等レベルのレスポンスが確保されています。Frieve audioで500Hz以下をフラットに補正すれば、馬鹿ブーやカナル型イヤフォンとと比べて違和感のない低音を聴けるかもしれません。

と言う事で、Frieve Audioの音場補正により、周波数ドメインだけでなく時間ドメインでも、密閉形モニタヘッドフォンに匹敵する非常にクオリティの高い音楽再生を実現できるという事を再確認できました。非接触型ヘッドフォンを標榜するLEANAUDIOニアフィールド方式の面目躍如ってとこですね。

Alpair5を使っていた頃は、アナログチャンデバを介してサブウーハーを使用すると、大幅にウーハーの位相が遅れたため、位相遅れ補正をOFFにすると時々違和感を覚える事がありました。しかし、密閉型の馬鹿ブー方式の場合、OFFにしても殆ど違和感を覚えた事がありません。ですので、OFFにするとこんなに波形が崩れてしまうという今回の結果には逆にちょっと驚きました。ONにした場合の弊害というのも特に感じませんし、CPU利用率もほとんど増えないめ、今後も位相遅れ補正ONを標準設定にしたいと思います。

オーディオを趣味とされる方々は、こんなのツマラナイと思われるかもしれませんが、このように「音楽再生クオリティ」を高める事によって、「音楽」(アーチストさんがやらはった事)を非常に聴き取りやすくなります。また、僕には「音」自体も癖や違和感のない素直で自然な、従って美しい、「響き」方に聞こえます。これはマイクで拾った波形が素直にそのまま耳に届くからだと思われます。例えば、録音されたストラディバリの響きを本当に味わいたいのであれば、倍音をタップリ含んだ精妙極まりない波形を出来るだけ正確に耳に届ける以外に方法はないはずです。

今回驚いたのは、密閉型スピーカであっても、位相を補正しないと、トランペットの各倍音成分の波形の時間的順番がソースとは異なっているよう見える事です(スペクトルは同じはずですが、波形が全然違って見える)。僕の耳では同じようなペットの音にしか聞こえませんが、電線の違いを聞き分けられるくらい耳の良い方には違いが分かるかもしれません。例えば、ストラディバリの微妙な響きを真剣に聞き分けようとする場合、このへんの波形の崩れはどの程度影響するのでしょうか? (僕にはそこまで聞きわけようという熱意はありませんが。。。)

スピーカとしては最もシンプルなフルレンジ1発でも、スピーカの位相特性によって、このように大きく波形が変形しているというのは驚きです。アナログフィルタを介したマルチウェイ方式の状態は「推して知るべし」ではないでしょうか。

対して、ヘッドフォンでは、何の苦労もなく非常に正確な波形を耳に届けられるという事が、今回の計測で実証されました。ヘッドフォン/イヤフォン再生は、テーイがドータラコータラを無視してしまえば、めっちゃ気持ち良いですよ。ホンマニ。特にベトベン交響曲はヘッドフォンで聴く方が好きだな、未だに。。。。真面目なバイノラル盤出ないかなぁ。。でも、長時間の装着が鬱陶しいのよね。。。

LEANAUDIOでは、常にカナル型イヤフォンの聞こえ方をリファレンスとしてきました。そこそこ上等のカナル型イヤフォンなり密閉型モニタヘッドフォンを真剣に聴いた事のない方には、一度じっくりと聴いてみる事をお薦めします(あんまりジョートーなやつはジョートー感を演出している可能性があるので、イヤフォンなら1マンエン前後のクラスが適当かと思います)。僕はジョートーすぎるヘッドフォンを買ってしまった事を少し後悔しています(超特価を見付けて衝動的にポチしてしまったのよ)。多くのスタジオで愛用されているMDR-CD900STくらいにしておけば良かったかもしれません。ハチマルはVictor製のダイアフラムがトップマウントされたタイプのカナル型イヤフォン(HA-FXC71、6K円くらい)をリファレンスとして使用しています。外出時およびジョギング中も、いつもこいつを愛用しているので、ボロボロになってきました。値段も手頃ですのでお薦めします。

ヘッドフォン/イヤフォンで定位に違和感を覚える方は、モノラルにして「オンジョー」とか「テーイ」を気にせずに「オンガク」を聴いてみてください。何か新しい発見があるかもしれませんよ。ハチマルもソースによってはモノラルで聴いています。

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