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日記

位相(1) インパルス

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2019年05月12日

最近はグルマンさんを始めCENYAさん・平蔵さんなど「実践派」の書き込みがあってコミュが盛り上がりますね。読んでいて実に楽しいです。

さて私は4月の技術書典6にサークル参加して、「Raspberry Pi でマルチアンプ」という冊子を40部頒布しました(ここの日記に書いた内容も一部含まれてます)。IT関係のサークルでは数百部売上るところも多いのですが、オーディオ関係ではこんなものです。オーディオ趣味の衰退を感じますね。

この冊子の中でタイムアライメント・位相合わせについて私がどうしているのか簡単に書いたのですが、説明不足でかなり分かり難い表現になってしまいました。

というわけで頭でっかちの理論だおれ派(しかも素人)の分かったようで分からない「位相」の話を何回かに分けて書いていきます。
クロスオーバー付近の位相の話なのでスピーカーを作ったり改造したりする人には意味がありますが、 市販品をそのまま使う人は全く気にする必要はありません。フルレンジの人も関係ありません。またマルチアンプに特化してるのでネットワークの設計の話もありません。

まずは位相といえばインパルスレスポンス測定!
その「インパルス」についてです。

スピーカーのなどの測定ではテスト信号を再生してそれを録音、その結果を解析します。

テスト信号に含まれない周波数は測定できません(当たり前)。
したがってテスト信号には測定したい範囲の周波数の信号がまんべんなく含まれている必要があります。

全ての周波数が一様に含まれている信号の代表が「ホワイトノイズ」です。
この場合には周波数毎の位相はランダムです。

80Hz 160Hz 240Hz 320Hz 400Hz を位相ランダムで足し合わせたもの


20Hz、40Hz,・・・48000Hzの周波数を位相ランダムで足し合わせたもの


全ての周波数が一様に含まれていて、なおかつその位相のピークが揃っている信号が「インパルス」になります。これは色々な波長のコサインを足し合わせることによって簡単に確かめられます。

80Hz 160Hz 240Hz 320Hz 400Hz をcosで足し合わせたもの


20Hz、40Hz,・・・48000Hzの周波数をcosで足し合わせたもの



インパルスは時間幅0の信号です。再生しても一瞬「ぷっ」というだけです。
直感的には納得し難いのですが、超低域から高域までの周波数が万遍なく含まれています。

位相がランダムな信号で測定したら位相特性はわかりません。
位相が揃ったインパルスをつかって測定すれば位相特性もわかります。

インパルスを入力したときの出力(応答)がインパルスレスポンス(応答)ということになります。インパルス応答には線形性の範囲で位相を含めた全ての情報が含まれていることになります。

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  1. assiさん、こんばんは。

    実に有り難い!
    位相のことと、その確認方法がよく分かっていないので非常にタイムリーな講義で続きが楽しみです。
    宜しくお願いします!

    byCENYA at2019-05-12 22:49

  2. assiさん、こんにちは。

     最近は「位相」という言葉が独り歩きして、いろいろな意味で使われているので混乱していますね。

     ひとつ整理してみるのもいいです。よろしく。

    byケン at2019-05-13 09:45

  3. assiさん、こんにちは。

    ちょうど自作スピーカーのユニットの前後調整をしている日記をご覧になったブロ友さまが、スピーカー測定ソフトとマイクら一式送っていただけました。

    DAYTON AUDIO社のOMNIMIC v2 SYSTEMというものです。

    GWはオーディオでもやることだらけで、こちらに手が回っていませんが、お書きの内容ともども参考にさせていただきます。

    by平蔵 at2019-05-13 15:45

  4. 平蔵さん。

    OmniMICは中々便利で使い易いですよ。

    拙ブログのトップに簡易マニュアルへのリンクがありますのでご参考までに。

    byケン at2019-05-13 22:25

  5. ケンさん、ありがとうございます。

    肝心のリンク先を見つけることができませんでした。

    by平蔵 at2019-05-13 22:45

  6. 平蔵さん

    こちらです。
    http://www5d.biglobe.ne.jp/~s_tone/Ken's%20bar/data/OmniMICmanual504.htm

    byケン at2019-05-14 10:24

  7. ケンさん、ありがとうございます。

    測定のときには、是非参考にさせていただきますm(_ _)m

    by平蔵 at2019-05-14 14:12

  8. CENYAさん、ケンさん、平蔵さんこんばんは。
    これが「正しい方法」というわけではなくて単に「私はこうやってます」という内容を自分の頭の整理も兼ねてぼちぼちと書いていきます。
    気が向いたら次回の技術書典のネタにするかもしれません。
    間違いや不正確なところがあったら指摘して下さい。

    byassi at2019-05-14 21:39

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