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2012年01月11日 (水) | Edit |
前回からの続きです。

既に説明した方法で十分にシステムの基本的音楽再生クオリティを評価できますが、特殊なテスト信号を作成する事により、スピーカ出力の過渡応答性を詳しく調べる事ができます。このような方法により、360°を超える位相回転も評価できます。今回はその方法について簡単に説明します。

過渡応答性を調べる場合、時間軸の絶対基準となるパルスなりステップを信号に挿入する必要があります。このため、多くの場合WAVファイルの加工が必要となります。

今回は、WAVファイルの編集用に、CDリッピング用フリー ソフトウェア Exact Audio Copy を使用します。このソフトウェアはコチラからダウンロードできます。このソフトウェアは、データを厳重にチェックしながらCDをリッピングしてくれるため、普段から愛用しているのですが、簡単なWAVファイル編集機能も備えているのでとても便利です。

今回は、例として、数サイクルの正弦波信号の先頭と末尾に時間基準となるパルスを挿入する方法について説明します。

まず、2つ前の記事で紹介したWaveGeneを使用して50Hzの正弦波信号(パルスなし)を作成しておきます。今回は2秒間のファイルを生成しました。

このファイルをExact Audio Copyで編集します。
1) Exact Audio Copyを起動し、メニューの[Tools]から[Process WAV]を選択して、作成したWAVファイルを開きます。
CD1.jpg
作成した2秒間の正弦波信号です。1秒間でも良かったかもしれません。

2) まず、信号の先頭区間を加工して、時間基準となるパルスを作成します。
- 下の[Zoom In]ボタンを何度かクリックして、時間方向に適当に拡大し、上の水平スライダを左一杯にスライドしてファイルの先頭に移動します。
- 次に、先頭からマウスをドラッグして、適当な波形のピークまでの区間を選択します。下図では8番目のピークまで選択しています。
CD2.jpg

3) メニューの[Edit]から[Silence Selection]を選択して、選択した部分を無信号状態にします。

4) 同じ方法で、ピークから最初のゼロ交差点までの区間を無信号状態にします。この時[Zoom In]で拡大すると正確に作業できます。
CD4.jpg

5) 正弦波を数サイクルだけ残し、信号の末尾区間でも上と同じ作業を行って最終的に下図のような波形を作成します。下図では5サイクルだけを残しました。最後のパルスは別に無くても構いません。
CD5.jpg

6) このように作成した信号を別の名前で保存します。以上で、信号の加工は終わりです。

この信号をFrieve AudioなりiTuneなりでリピート再生し、スピーカからの音を2つ前の記事で紹介したオシロスコープ(HandyOscillo)で観察します。その波形をソース信号波形と比較する事により、システムの過渡応答性を評価します。

Exact Audio Copyで表示した波形と比較しても良いのですが、同じオシロの画面で比較した方が容易であるため、PCの信号出力をマイクロフォン入力に接続して、ソース信号波形をオシロに表示させます。この際、出力レベルを相当下げないと信号が飽和してしまいますので注意してください。オシロに表示した波形の頭が平になっている場合は、出力レベルを下げる必要があります。下がオシロに表示したソース信号波形です。
oc1.jpg
この画面をキャプチャして、画像ファイルとして保存しておきます。

最後に、マイクロフォンをマイクロフォン入力に接続して、スピーカからの音響波形をオシロに表示します。この際、波形の振幅が上で保存したソース信号波形と同じくらいになるように、オシロの右側の縦スライダとアンプのボリュームで調整します。また、時間スケール(オシロの下の水平スライダ)は、ソース信号を表示した時と必ず同じにする必要があります。

下がマイクロフォンで計測したスピーカからの音響波形です。
oc2.jpg
これもキャプチャして、画像ファイルとして保存します。Frieve Audioで再生した場合、音響波形とソース波形の極性は逆になります(上下逆さま)。このため、実測波形を上下を反転して比較する必要があります。

PhotoShop等のレイヤ機能を備えた画像処理ソフトウェアを使用すると、画像を重ね合わせて比較できますが、そのようなソフトウェアを使用できない場合は、画面のキャプチャ画像を薄い紙またはOHP用紙に印刷して、重ね合わせて透かして見れば比較できます。この際、極性を反転するために片方の紙を上下逆にする事と、パルス位置を合わせて時間を一致させる必要があります。

下はPhoto Shopで重ね合わせた波形です。Alpair6MとIcon AMPによる再生、Frieve Audioの補正は一切なしです。
oc3.jpg
赤がソース信号、青が実測波形です。パルスを基準に時間軸を合わせています。また、実測波形は上下を反転しています。

この結果から、Frieve Audio未補正の実測波形は1/8周期程度遅れている事がわかります。また最初の2発の波形は振幅が小さく、完全に追従できていません。もちろん、再三お見せしたように、Frieve Audioの補正を適用すれば驚く程正確にソース信号に追従させる事ができます。

今までの経験から、バスレフ型では信号初期の応答で波形が大きく崩れます。僕は、バスレフ型の位相遅れそのものはそれほど問題ではなく、ビートが入った時の初期の過渡応答性に問題があるのではないかと見ています。これについては、そのうち実験で確かめてみますね。

今回はシンプルな正弦波信号を使用しましたが、CDの楽曲データの一部だけを切り出してテスト信号を作成する事もできます。例えば、仕事中に音楽を聴いていてオヤッと思う箇所があった場合、僕はまずカナル型イヤフォンで確認し、そちらが問題なければシステムに問題があると考えて、その部分の信号だけを切り出して再生波形を観察します。典型的な事例は、あの「春の祭典」の最強バスドラ信号です。LEANAUDIOでは、そのようなアプローチで対策と効果の確認を積み重ねてスピーカを開発してきました。

ちょっと手間がかかるので、誰にでもお薦めできる方法ではありませんが、工夫次第でいろいろ活用できると思います。高周波の現象になるとオシロのサンプリングレートが問題となりますが、1kHzくらいまでの現象には十分使えると思います。

位相遅れが何度かとか歪み率が何%かを見るだけであれば、スピーカ計測用ソフトで極めて簡単に計測できると思います。しかし開発屋としての経験から、生の波形をじっくりと観察する事が非常に重要だと思います。波形を見る事によって、単純な特性値を並べるだけでは決して得られないインスピレーションを掴む事ができるからです。なので、メンドクサがりやのハチマルでも、波形観測には手間を惜しみません。

とはいえ、深追いは禁物です。デンセンの違いによる最終的な音響出力のブツリトクセーの変化なんぞ、超精密計測器でも検出可能かどうか甚だ疑問です。そんなコマケー事を言っておるのではありませぬ。どうもブツリトクセーという意味を勘違いしている向きもあるようなので敢えて言っておきますが、デンセンだハイエンドだは、ハチマルの言うブツリトクセーとは最もかけ離れた存在です。

ハチマルが言っておるのは、再三再四申しているように、装置の個性や「オンシツ」ではなく「音楽」を真っ当に楽しみたいのであれば、基本中の基本である音楽再生クオリティを最低限整える事がまずは大切だよ!という事です。何もヒステリックな原音再生を求めるのではありませぬ。従って後は好みに応じて適度にオンシツを調整すればヨロシ。基本的に、それ自体を趣味とする者用ではなく、「音楽」を真剣に聴きたいリスナ用装置について申しておるのです。オーディオ装置による「音」の変化を楽しみたいマニアは好きにやればヨロシと思います。主たる目的が異なるという事です。

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2011年09月03日 (土) | Edit |
LEANAUDIOに新しい仲間が加わりました!

名付けて「GAMA」(ガマ)君です。

Alpair5とPPコーン13cmウーハー(DYNAVOX LW5002)を組み合わせた一体型2.1chシステムです。「KERO(ケロ)」君の兄貴分なので「GAMA(ガマ)」君。。細かい調整はまだですが、とりあえず写真を公開します。

846.jpg
LEAUAUDIO 3兄弟。真ん中のがガマです。新参者のくせに一番押し出しが強そう。

最近ネットラジオを聴く事が多く、またiTuneのイコライザはどうも信用できないので、イコライザを通さなくても十分な帯域幅でフラットな特性を持つ再生装置の必要性を強く感じました。このため手持ちの材料を有効利用して、手っ取り早く「ガマ」君をでっち上げたというのが今回の経緯です。

ウーハー用のボックスにはポチ1型(ケロの片割れ)を使用し、これに13cmウーハーをムリヤリ取り付けました(厚さ30mmの集積材の端材で箱の断面よりも大きなバッフルを作成してポチに接着!。。かなり強引な作り方です)。。

844.jpg
Alpair 6Mの上に載っけて使用します。雑な仕上げを目立たなくするためにマットブラックで塗装したら、ちょっとメカニカルな悪役ロボ的外観になりました(というか帝国軍のTIEファイター?)。ぜんぜんカエルっぽくありませんが、ケロの兄貴なので、名前は「ガマ」で問題なし!としましょう(ほんとはカエルぽくしたかったのですが、ALpair 5が大きすぎてデザイン的にまとまりませんでした)。

Alpair 5のエンクロージャには呼び径75の塩ビ管エルボー継ぎ手を使用し、上下に角度調整可能としました。写真ではやや下向きにしています。今回買い足したのは、このエルボーだけです。容積は500ccくらいかな? サブの容積は基本的にポチなので2.5Lです。もちろん、どちらも密閉型+吸音材ぎっしり仕様です。総容積3.5Lと結構コンパクトな構成なのですが、見た目は厳つくなってしまいました。。ケロのような可愛らしさはありません(こちらは総容積たったの1L)。R/Lスピーカの軸間距離は約290mm。ケロやA6Mよりもやや広めです(あり合わせの材料で極力メンドクサイ事をしないで作ったらこの寸法になってしまったのよ)。

アンプにはKENWOOD KA-S10(メインSP用)とONKYO A-905FX(サブ用、片チャンネルだけ)を使用します。チャンデバ(ベリンガー CX2310 SuperX Pro)にはモノラルのサブウーハー用出力も備わっているので、2.1chシステムにも容易に対応できました。

今回のシステムでは、メインSPの信号もチャンデバ(HIGHチャンネル)を通してからKA-S10で増幅しています。メインSP信号をチャンデバを介さずにダイレクトにアンプで増幅し、サブウーハー信号だけチャンデバ(LOWチャンネル)経由でハイカットしてから増幅する、いわゆるアドオン方式も当然可能ですが、このチャンデバの場合アドオン方式で使用すると、ダイレクト信号とLOWチャンネル出力信号間の位相差がかなり大きくなるため、今回はアドオン方式を採用しませんでした。以前のバイアンプ システム(2.2chシステム)ではアドオン方式を採用しましたが、それはFrieve Audioが位相遅れを完璧に補正してくれるためです。しかし、今回はFrieve Audioを使用しない事が前提であるため、位相特性を優先したという次第です。それでも密閉型の2倍かそれ以上位相が遅れます。このへんはアナログフィルタ方式なので仕方ありません。手軽なデジタルチャンデバ内蔵DACの製品化が望まれます。

細かい調整はまだですが、40Hz/-6dB程度は簡単に確保できそうです。また、Alpair 6Mをイコライザなしで使用すると高域(4kHz以上)が不足気味(コモリ気味)に聞こえるのですが、Alpair 5は高域がフラットに伸びているため、イコライザなしを前提とする本システムには理想的です。先ほどからネットラジオを聴いていますが、今のところすこぶる具合良しと言えそうです。今のところはね。。

これから暫くオシゴト中に聴きながら、調整を進めます。僕の場合、いわゆる「音質?」というのではなく、長時間聴いて違和感がないか?不自然に聞こえないか?聴きたい音が聴きにくくてフラストレーションが溜まらないか?等が重要な指標となります。A6P交響曲用システムのように、短時間聴いて「良い!」と感じても、癖があるとどうしても段々と違和感がつのり始め、最終的に耐えられなくなってNGとなります。今回はそうならない事を祈ります。

ある程度調整が済んだら、計測結果等を適宜ご紹介したいと思います。オタノシミニ!

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