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ポーラープロットは特定の周波数におけるさまざまな角度に対するスピーカーやマイクロホンの応答を示す測定手法です。図１のような複数のプロット図では、さまざまな周波数で測定した結果を表しています。例えば、図１のプロットから、スピーカーが250Hzで全方位、その他高い周波数でどの方向で強い応答を示しているかが分かります。ただし、同時に複数の周波数のプロっとを行うことは出来ません。

コンタープロットは全周波数の指向性情報を表示することができます。図２は図１で利用したスピーカーのコンタープロットです。横軸は全周波数レンジで、縦軸は0度を中心に360度方位を示しております。コンタープロットは色を使って、周波数による指向性の変化を示す手段となります。

VACS Software

図２で使ったコンタープロットは、VACSと呼ばれるサードパーティ製ソフトウエアを使って表示しております。このソフトはアコースティック測定データを視覚化、処理、組織化するようなもので、ドイツの開発会社が販売しております。(www.randteam.de)VACS Viewerは無償でダウンロード可能です。機能はVACSと同じように使えますが、プロジェクトファイルを保存することは出来ません。VACSやVACS　Viewerをインストールしたら、APｘポーラープロットユーティリティーで測定したデータも移植することができます。図３はVACSアプリケーションを使ったコンタープロットです。4つの表示になっています。（左上；コンタープロット、左下；ポーラープロット、右上；周波数応答プロット、右下；ビーム幅のプロット）ポーラーと周波数応答プロットは3次元コンターデータを介して構成しています。カーソールを動かすと、ポーラーや周波数応答プロットは、指定した周波数、角度位置に沿った曲線を更新します。ビーム幅のプロットは、カラーマップ上のカーソールレベルに紐づいており、カーソールからレベルを選択できるようになっています。

詳細は以下のサイトをご参照願います。

www.ap.com/blog/improved-polar-plot-utility/

APｘシーケンスは一つのグラフで測定結果を報じし、比較することが出来ます。

今回は同じグラフに複数のデータを載せる手順に関して説明致します。

• NavigatorのPre-Sequence StepsのDevice IDプロンプトをチェックします。

シーケンスが走る際のDevice IDを入力してください。（下図参照）

これでどこでもプロンプトが出てくるようになります。

図 1: Device ID prompt window.

2.測定結果や条件等はExport Result Dataでエクセルファイルで作成するように致します。

　Data Specificationを使って、グラフの条件を合わせこみます。Append if File Existsをチェックし、Y Data Onlyをチェックしません。Insert Variable in Headerをチェックし、DeviceIDを可変にします。

図 2: The example above exports the Gain result from Frequency Response.

３．テストしたいシーケンスを走らせ、X,Yの項にデータが追記されます。

４．測定が完了すれば、エクセルでExportデータが開きます。

　　これは編集のみ対応でき、新たに入力はできません。

図3: The screenshot above shows a file created from 6 Gain measurements using Frequency Response.

５．ここからは要望に見合った編集を行います。

・セルA1のタイトルを変えます。

・DeviceIDの値を削除し（この場合はEQ1,EQ2,,,）、チャンネルラベルを入力します。（この場合は、CH1、CH2,,,）

・3列のX,Yのヘッダーを編集します。Xは周波数、YはGainと今回修正します。

・ファイル名を変更します。

図4. The edited version of the file for this example looks as shown above.

６．各測定での右クリックをし、Define New Resultを選択し、（X.Y）を選ぶと、グラフの下には前項で作ったファイル名のグラフが表示されます。これにはすべてのデータがプロットされます。（下図参照）

詳細は以下のサイトを参照願います。

How to Plot Multiple Measurement Data Sets on One Graph

APx500 Flexはサードパーティー製のオーディオインターフェースとAPx500ソフトウエアを使って測定できます。APx500ソフトウエアはVersion4.2 以降、サードパーティー製のASIOオーディオインターフェイスに対応しています。これにより、Automotive Audio Bus®(A2B)や Dante™やFocusrite RedNet PCIe®サウンドカードやSoundwire™ MIPI Interface®などの他のインターフェースとASIOインターフェースを介して測定できます。

多くのオーディオ測定が従来のAPｘアナライザから見いだされる自らの機器の低ノイズや高い入力電圧やわずかな歪曲の測定だけを求めているのではありません。例えば、スピーカーの製造ラインでは、代表値としえ80～114dBSPLの間で測定しています。マイクの感度においても１Vrmsよりもはるかに高い入力信号を求める必要もありません。多くの工場は80dBSPLのような騒音があり、その中でマイクロホンの測定が容易になされているのが現状です。

Acoustics Measurement vs ASIO Interface Residual vs APx555 Residual

例えば上のグラフはVrmsで示した3種類のFFT特性ですが、

１．50mV/Pa感度のマイクロホンの出力で、1kHz時に１パスカルのサイン波を発生しています。

２．同様の条件で、ASIOオーディオインターフェースの高調波歪みとノイズを表しています。

３．APｘ５５５Bを使って、同条件での高調波歪みとノイズを表しています。

結果、１の場合、-36dBのTHD+Nを得られ、２のASIOインターフェースは28μVの機器自身のノイズと50mV時では-65dBのTHD+Nが、３のAPｘ５５５Bでは840nVrms、50mV時で-96dBのTHD+Nの結果が得られました。

つまり、APｘ５５５BはASIOより50dB程低いノイズ制御がある一方、ASIOは約３０ｄB程アコースティックの周りのノイズよりも静かであることが分かります。

オーディオプレシジョンが設立する５年ほど前は、Creative Labs™ SoundBlaster®がPCサウンドカードとして隆盛を誇っておりました。その時点ではオプションにも加えることはなかった時代ですが、３５年経った今は、状況が大きく変わりました。

高品質のDAコンバーターやADコンバーターが低価格のオーディオインターフェースの良さを引き出すような今般では、APx500FLEXは、価格と測定環境、性能との間のバランスで選ぶような製品として位置付けるものとして、評価される製品と認識しています。

サウンドカードでは、高出力アンプや低ノイズ・低歪みのDAコンバーターやADコンバーター等多くのデバイスは測定できないかもしれません。しかし、ASIOインターフェースやサウンドカードはスピーカーやマクロホンやヘッドホンなと充分に測定する機能はあります。ただし、APｘアナライザに比べると、忠実に、ダイナミックレンジやその他機能を測定することは難しいことも否めません。

例えば、Bluetoothヘッドホンやジッター測定等ユニークな測定等APx500Bアナライザでないとできないものとすみ分けを行いながら、各製品共存していければと考えています。

さらに詳しいことは以下のサイトをご参照願います。

Using Sound Cards for Audio Measurement

スピーカーの周波数応答測定は、非常に重要なものです。特に自由空間での測定は代表的なものです。無響室を備えているお客様であれば、特に気にする必要はありませんが、必ずしも誰もが測定できる環境下ではありません。

今回APｘ500ソフトウエアを使って、一般的な半残響室で無響室の環境に近い測定をご紹介致します。ただし、スピーカーや部屋の大きさによって、数百Hzそれ以上の周波数の測定が行えるものと致します。

技術、理論上の確認を行いたい際は下記のリンクからApplication Noteをダウンロード頂ければ、参照できます。

AppNote: Loudspeaker Electroacoustic Measurements

測定で利用する際の部屋は周囲の騒音が低いレベルである点やスピーカーの指向方向に対して、距離があることが望まれます。図１のように、マイクとスピーカーの距離ｄ（Mの3倍以上の距離を確保）し、可能であれば、10倍程度の距離を保てるようなスピーカーや部屋の広さが望ましいところです。

図 1. Schematic of loudspeaker on-axis measurement showing the direct sound path and the path of the nearest reflection

音はDUTからマイクロホンまでの距離ｄに対して進むのと一方、床や天井、壁等の反射による反射音が２ｄ_Rの距離で進んできます。

最も近い反射時間はT = (2dR – d)/c　となります。ｃは質問時の音速（約344m/sec）です。高さ2.4-3mの天井の一般的な部屋ではTは約5-6msecです。

図 2. A loudspeaker’s measured Impulse Response with the time window cursor positioned at T = 5 ms after the main impulse.

主インパルスの後に発生する細かいインパルスは反射によるものと思われます。（図２参照）また図３のような目立ったエネルギー曲線（高調波）としても判別できます。

図3. The Energy Time Curve result.

図２や３の点線は5msec時に引いています。APxソフトウエアは新たに設定した時間枠でRMSレベルを再計算致します。

図4はT=5msec(青)と1sec(紫)時におけるスピーカーのRMSレベルの結果を示しています。

灰色部分は1/T=200Hz時以下となり、データとしてあまり正確でない部分です。図４の結果からは400Hzから1kHｚｍでの周波数が非常に近似したデータとなっています。

図 4. The RMS Level result with curves corresponding to time windows of 1.0 s and 5 ms after the main impulse.

またその他スピーカー測定の環境としては、

・長方形の部屋であること。その際スピーカーとマイクロホンは対角線上に配置し、壁の反射による影響を防ぐように致します。

・2ウエイ、3ウエイのスピーカーに関しては、マイクをツイーターに向けることで高い周波数の測定にも有用になります。

詳細は下記のサイトでも参照できます。

Loudspeaker Acoustic Measurements in Ordinary Rooms