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オーディオ参考資料

図1・オシロスコープ波形

図1・オシロスコープ波形
アイネクライネナハトムジークの4秒間のオシロ波形です。
ステレオなのでLRの両方が上下です。
その下は普段オーディオ測定に使用するサインウエーブです。
実際の波形はなめらかな立ち上がりや立ち下がりではなく、
ノコギリの山のようなVの字のターンですので、すばやい動きがスピーカー振動板に要求されます。



図2 ピアノと各楽器の音域

図2・ピアノの各鍵盤の周波数と他楽器の周波数帯域
このグラフはスピーカーの設計にとても役に立ちます。
中心の44番鍵盤は329Hzです(約330Hz)ここが楽器の中心の音となります。
ここをからめて高音用楽器と低音用楽器におおよそ分布しています。
最重要の周波数となります。
この帯域はオーディオでいうと一般的にウーハーの領域になります。


図3 人の声の周波数特性

図3・人間の声の周波数特性
楽器同様に約330Hz付近が一番音圧が高くなります。
周波数帯域としては、男女共に330数十ヘルツを中心としたピークを持つ特性であるのがグラフ上からも読み取れます。



図4 一般的なオーケストラの再生周波数帯域

図4・オーケストラの周波数特性
10%-1%のピークレベルはカマボコ特性ですが、約700Hzが音圧が高くなります。
先の図2-3で考えると、330Hzになりそうに感じますが、音には基音と倍音があります。楽器は特に倍音(余韻の音等)が沢山でます。
倍音は、低音に1/2-1/4-1/8・・・の周波数に発生し、高音に2倍-4倍-8倍・・・の周波数に発生します。
高音側には小さな匡体や弦等にのりますので沢山発生しますが、低音側には大きな匡体になりますので少なめとなります。
また部屋の残響等も足して行くと、結果として700HZ位が大きくなります。
この周波数が2番目の重要ポイントです。
(ピークレベルについては下記にて解説致します)



図5 フレッチャー・マンソンの等ラウンドネス曲線(人の耳の聞感上の音圧レベル)

図5・人間の耳の周波数特性
タイトル通りの耳の感度の周波数特性で、聴感上同じ音量に感じる音圧レベルを表します。
この特性の反対が人間の耳のF特となります。
この特性は図4のピークレベルの周波数特性と似ています。
2KHz-3KHzが低く200Hz付近から高くなってます。
図4で見ますと120Hz位がとても大きくなります。
この周波数が3番目に重要ポイントとなります。


120Hz-330Hz-700Hzの重要ポイント周波数をもう少し広げて、100Hz-1000Hzが音楽信号の密集地点です。
ここの部分がノコギリ山の波形のごとく極力動ききるスピーカーシステムを目指します。
できれば高性能の1つのユニットで使うのがベターですが、どうしてもクロスオーバーが入ってしまう場合は、
極力同質(ホーン型と箱型との組み合わせ等の状態を避ける)のユニットでつなぎます。
100-1KHz外の周波数は以外と簡単にチョイスさせてもさほど問題ございません。


簡単ですが、お手持ちの装置のグレードアップ、また音質改善のヒントとしてのお役に立てればと思います。

 

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