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The “Big Six” Audio Measurements(Big6オーディオ測定)

ベンチマークはR&Dの開発チームの指標として使われますが、オーディオテストの世界ではDUTの性能を示す「Big6」という数少ないベンチマークが代表的なものとして活用しております。

         ・Level

         ・周波数応答

         ・全高調波歪みとノイズ

         ・位相

         ・クロストーク

         ・信号とノイズの比率(SN比)

①Level

最も基本的なオーディオ測定に使われる要素で、装置がどの程度のエネルギーを出力するのか?一方GainはAmplitude(振幅)を共通認識としての測定単位として利用されています。

各DUTはいくつかのLevel測定を持ち、エンジニアは目標となるLevelを設定して測定にあたっております。例えば、

・入力Levelは1Vや1Wやその他単位を使って出力Levelを導きだします。

・入力LevelはTHD+N1%のような出力の歪みを生み出します。

・あるLevelは操作卓で心地の良いノイズ性能を生み出します。等々

これらの値は、参照Levelを使っての測定結果となっています。

例えば、周波数応答測定は、中域周波数のLevelの相関性を使って表示しています。

THD+Nは特定のLevelの測定を行った結果を表示しています。等々Level測定を用いたGain考察例

DUTの入力電圧に対する出力電圧の比がDUT電圧のGainとなります。

またあるDUTはGainの調整が出来ず、固定であるケースもあります。さまざまなGainからLevelを測定するケース

ボリューム制御やGainに影響を及ぼす設定等のもつDUTはGainを変更できる装置です。

測定や設定に際して、望むような結果を導くDUT制御設定ができます。

②周波数応答

周波数応答は明らかに異なる周波数をもたらしているDUTの出力Levelを表示致します。

通常、全周波数応答測定は、2,3トーンから構成しています。同じLevelでトーンが発生すると想定したら、DUTの出力レベルは、それぞれの周波数において、表示されます。

全範囲の周波数応答測定はさまざまな方法で行うことはできますが、一般的には低周波数域から高周波数域へサイン波をスイープさせます。結果は平坦なグラフが表示されます。これは、DUTが全ての周波数に対して、同等に応答していることを示します。

下の図はその一例です。

Figure 1: Typical DUT flat frequency response curve.

③THD+N(全高調波歪み+ノイズ)

高調波歪みはオーディオ信号の新しいトーンに対する望まれていない追加の産物です。ある周波数F1のサイン波の信号にはF2,F3と2次、3時の高調波が発生しています。これらの高調波の合計が高調波歪みとなります。ところがノイズを除去して高調波を測定することは困難なことです。そこで一緒に測定することと致しました。この手法は特別ですが、広く受け入れられている性能測定となっています。

Phase(位相)

位相測定は参照する波形に対して、サイン波のような周期的な波形のサイクルにおける時間のオフセットに対して正か負を示す指標として利用されます。参照するものはシステムの中の異なったポイントにある同等の信号や違ったチャンネルにある関連した信号を利用します。

Figure 1: Demonstration of two channels being out-of-phase

この位相測定は装置の入出力やチャンネル間の位相に利用されます。位相変移は周波数により変化しますが、ある周波数の位相測定や周波数スイープの位相応答のプロットに使わることは珍しくありません。

⑤Crosstalk(クロストーク)

クロストークはあるチャンネルに他のチャンネルの出力からLevelを減少させる望ましくない信号の漏れになります。これを消失することはかなり困難なことです。クロストークはチャンネル間で影響を及ぼした結果であって、周波数と共に上昇する傾向があります。

⑥Signal-to-Noise Ratio(信号とノイズの比率;SN比)

SN比はDUTの最小または最大時の運用Levelで設定された信号比になります。例えば最大値での利用の場合は、ダイナミックレンジと呼ばれます。SNRはマイナス(-)で示されます。SNRはまず信号Levelを測定して、その後、測定帯域に対してフィルターを施しながら、ジェネレーターをoffにしてノイズLevelを測定します。この二つの比率がSNRとなります。

R&Dの開発者から製造に携わるところで、オーディオ測定は様々な評価方法を求められます。各DUTにおけるベンチマークや処方の確立は技術者にとって、製品の開発や創造における明確な判断を導く手段となっています。

尚、詳細な情報を参照したい場合は、以下の英語版サイトをご参照願います。