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| ラボ013：部屋の周波数特性（下）測定編（１） まずは部屋とマイクを紹介する。リビングはダイニングと一緒になっているので、かなり異型である。オーディオよりTVと家庭団欒が優先されているので、必然的に以下のような配置になっている。専用部屋を持っている方が羨ましい。測定点での差異、スピーカの位置も変えて、部屋の定在波とか考察したいのだが、とりあえず通常のリスニング位置での測定データを公開する。よって今後測定したら追加でUPLoadしていく予定。   マイク位置 A マイク高さ 93cm 写真にあるようにカメラの三脚にセットして測定した。 注意：11月9日に掲載した波形は左と右のスピーカを同時に再生させたときの波形で、マイクの特性も補正していなかったので改版しました。 追記：マイク位置Bについてはラボ０１６に特性を載せている。  ホワイトノイズをオーディオ装置から再生させて、マイクをPCのマイクジャックに接続して録音し、Waveファイルを作成する。私の使ったマイクはフラットな周波数特性でないので、このWaveファイルをCoolEdit2000を使ってマイクの逆周波数特性でイコライジングを行って、FFTで分析した。上図の波形はFFTの分解能が５．３８Hzの時のものである。分解能を上げればもっと詳しく見れるが、大体の特性をつかむのにはこれで良いだろう。 赤いラインが10秒程度の時間をかけてピークホールドをした波形で、部屋の周波数特性と考えて良いだろう。上のLeftは左スピーカだけ再生させたときの特性で、下のRightは右のスピーカだけを再生させたときの特性である。左右で特性が異なっているのはスピーカの位置の違いによる特性の違いである。しかしとにかくボコボコである。大まかに言えば50-60Hzに谷、100-200Hzに山があり、200-300Hzがまた谷になっていて、鋭いピークとディップがいくつもみられる。まあ、特別に音響的に設計されてない部屋はこんなものだろう。 さて、定在波について少々 定在波は波長の1/2から整数倍の波長が両端閉じ込めになって減衰しない（し難い）波のことを言う。部屋には壁がありこれが閉じ込めの両端になって定在波が発生し、部屋の周波数特性のピークやディップを発生させる。定在波が発生する周波数Fは音速をSｖ、壁間の距離をdとすれば F = 1/2 * N * Sv / d N：１、２、３・・・・ 定在波は床と天井、奥行き方法の壁、横方向の壁で発生する。これらが相互に干渉して複雑なピークとディップを発生させる。次回にデータとの関係を考察してみたい。 さらに続きで、測定点の影響、マイクの高さ、スピーカの位置等いろいろやってみたいと考えている。今日のところはここまで。 ラボ014：定在波の考察 ピークとディップの周波数と定在波の関係を考察してみる。下の波形はFFT分解能を１．３５Hzに上げてある。  各ポイントの周波数は以下の表で示す。
定在波周波数を温度20度として計算すると（室温ｔの時の音速 331.5+0.6t m/s） 天井高さ２．５ｍ：69.3Hz(1)、138.6Hz(2)、207.9Hz(3)・・・・ 部屋の奥行き４ｍ：43.3Hz(1)、86.6Hz(2)、130Hz(3)、173.3Hz(4)、216.6Hz(5)・・・・ 部屋の横幅７．５ｍ：23.1Hz(1)、46.2Hz(2)、69.3Hz(3)、92.4Hz(4)、115.5Hz(5)・・・・ 部屋の横幅奥行き５ｍ：34.7Hz(1)、69.3Hz(2)、104Hz(3)、138.6Hz(4)・・・・ (N)のNは定在波の次数でこの数字でピークとディップの場所が決まる。Lを閉じ込めの両壁の距離とすると
ピークディップの周波数は全部一致していないが、L1,R1,L4,R4,L6など近い数字が見つかる。単純言えば、部屋の真中、そしてその真中はディップが発生する場所なので、部屋の中に対称に機器を配置すると必然的にディップのある場所がリスニングポイントになる。 上のあげた周波数は1次元で考えた定在波であり、現実は3次元の空間で定在波が発生する。直方体を仮定して、波動方程式から定在波振動数は以下の式になるのは周知である。３つの各Nの２つが０の場合が上の場合になる。 F = 1/2 * Sv * ((Nx/X)^2 + (Ny/Y)^2 + (Nz/Z)^2)^0.5 X,Y,Z 直方体の各辺の長さ Nx,Ny,Nzは各辺における定在波の次数 ＾はべき乗演算 上の計算と同じ部屋の各辺のデータ（X = 7.5m Y = 4m Z = 2.5m）で低次の周波数を出してみると
特に、私の場合、部屋の形が単純な直方体でないので単純にあてはまらないのだろう。とにかく定在波だらけで最適ポイントを探すのは大変な労力がいりそう。特別な部屋をあつらえない限り、一般的な部屋の周波数特性はボコボコのようです。これでは、ケーブルの材質とか、アンプの歪みとかCDプレーヤのDAがどうのとか、４０Khの再生がどうのとか、部屋の問題に比べれば微々たる問題のように思えます。 故オーディオ評論家長岡氏が5角形のリスニングルームを作ったのは理にかなっているということ。壁が平行になっていない部屋は定在波の発生が抑えられて、オーディオルールとしては向いているけれど建築の手間や、生活のことを考えると一部の人の為の解決方法だろう。普通の人は一生懸命、設置の調整に励むしかない。あとは気にせず音楽そのものを楽しむかである。 データをもう少し集めて、また掲載したいと思う。もし、このHPを見て測定した方は、差支えなければ参考にデータを教えて下されば感謝します。 |
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