ノイズ周波数を測定したいのですが・・・

質問

前回質問したスピーカーユニットについてなのですが、

　自作のスピーカーを作るつもりで、スピーカーユニットを買ったのですが、高音域がノイズ（ひずみ）となって出力されてしまいます。そこで、フィルタを通して高音域のノイズを取り除こうと思うんですが。肝心のどのくらいの周波数から上が、ノイズとなってしまっているのか分かりません。そこで、そのノイズとなっている周波数を測りたいのですが、測り方が分かりません。　機器としては、オシロスコープで測定することになります。
　またそのとき、入力インピーダンスを７５Ωにしなければならないとなっているのですが、何が75Ωなのか、また、どのようにして75Ωにするのか分かりません。
スピーカー作りは、はじめてなので、分からないことがたくさんです。宜しくお願いします。

回答No.7

p-taro52 · ベストアンサー

何か回答者も質問者も行き違いが有る様です。
専門家／経験者は今回何が必要かは既に分っていて。素人（失礼）のdo-kuさんは測定規格どうりにしなければならないと思い込んでいる。ここに希望する答えが出ない原因が有る様です。

で、75Ωの答えです。
簡易的に考えるならオシロスコープのプローブの先端(+)ホット側と(-)コールド側の間に75Ωの1/4W P型抵抗を繋げば良い。オシロスコープ自体の入力インピーダンスは1-10MΩも有るので外から見れば入力インピーダンス75Ωと見なせます。（約74.999Ω以上になる）
これが答えです。

で、↑上の答えの部分は読み飛ばして下へ↓行って下さい。
********************************************************************
[[測定法法]]

【事前準備】
スピーカーを標準ボックスに装着します。（スピーカーのデーターは指定ボックスなどに装着しての数値です。裸で測定するのもでは有りません）
※周波数が1,000Hz以上で音量を上げないのであれば内容積2リットル位の段ボール箱にタオルを入れた物に取付けでもOK

【機材】
スピーカーの歪みが始まる周波数を調べたいのですから、スピーカーから出た音を観察する必要が有りますので測定機材が少し増えます。
a.低周波信号発生器(SG)
b.マイク（測定周波数は5,000-15,000Hz位なので通常の物でOK）
c.音声（低周波）アンプ2台（ステレオプリメインアンプ1台を左右それぞれに音声アンプ-1、-2と割り当てれば代用可／プリアンプ出力が有るのも）
d.オシロ／シンクロスコープ（入力インピーダンス1or10MΩのプローブ付き）
e.必要であれば600-1,000Ω1/4WのP型抵抗器1本。
　　　（SGの出力抵抗をLowインピーダンスに出来ない場合に出力端子のホットとコールド端子の間に繋ぐ為）

【接続方法】
1).「低周波信号発生器」の出力インピーダンスをLowにする。（高インピーダンス固定の場合は「e」の抵抗器を取り付ける）
2).「低周波信号発生器」出力と音声アンプ-1の入力とを繋ぎます。
3).音声アンプ-1のスピーカー出力と検査スピーカーを繋ぐ（当たり前(^^;）
4).マイクをマイクアンプ入力に繋ぐ。
5).マイクアンプ出力を音声アンプ-2の入力に繋ぎます。
6).音声アンプ-2のライン出力にオシロスコープのプローブを繋ぐ。
7).スピーカーの前面10cm位前に対向させてマイクを置く。

イ）これでマイクで取った音がオシロスコープ上に出ます。ただし周囲の音が入って波形は多少ノイズが乗ります。
ロ）「低周波信号発生器」の周波数を上げていって波形が乱れ始めた所が限界点です。（波形に表れる前に音を聞いていれば分ります）

※低周波信号の周波数をオシロスコープなどで計る場合、それぞれが機器と接続した状態では1-10MΩのプローブを使います。
すでにインピーダンス75Ωになっている個所に測定器の内部インピーダンス75Ωが並列に繋がると、合成インピーダンスは75*75／75+75=37.5Ωとなり測定電圧に誤差が出ます。また「信号発生器」の中にはこの負荷インピーダンスによって出力周波数が変化してしまい、表示目盛りとの間でズレが発生する事が有るためです。
（1MΩと75Ωの並列接続になると1,000,000 X 75／1,000,000 + 75=74.9943...Ω。元の75Ωと比べても6/1000以下の誤差しかない）

=================　それともbo-kuさんの接続はこっちかな　=============
「低周波信号発生器」→inオシロout→アンプ→スピーカー　音を聞いて判断。
　　　　　　　　　↑（低周波信号発生器の出力端子かオシロの入力に75Ωを１本、(+)と(-)の間に並列に繋ぐ）

　※この為、信号発生器は負荷としての75Ωが必要なのかな。まぁこっちの方がアマチュア的／現実的でいいですね。
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何か全て計算で答えを得ようとされているみたいですが、あまり細かくしても意味が無いように思えるのですが...。
規格表のMOもQ0もこのスピーカーの標準値です。お手元に有るものとは違っています。それにお手元の２つが同じ特性とは言い切れないのです。
また１年位するとダンパーやエッジなどが柔らかくなりMOやQ0の数値も少し変ってしまいます。
それにバスレフは部屋の構造でも音が変るし、スピーカーは置かれる位置でも音に違いがでる。
前は置き場所は壁から1cm離して....、バスレフの穴に単３電池を置いた方が音が締まるなぁ、夏だとスポンジで半分塞いだり...などなど。（置方は密閉式でも同じ様に変るんですけどね）

我が家の30年前に作った「My・フォスター103」は約1.5リットルのバスレフに入っている。もう殆ど出番が無く棚代わりになってしまっています。

★セイコーエロクトロ産業株式会社の HPが有りましたので載せておきます。ただSES-F101が無いのが気になるのですけど。まぁがんばって下さい。悩むのも勉強。ではm(_ _)m

参考URL：

http://www.seikouerekutoro.com/

お礼

ありがとうございます。ほかの質問も答えていただいて・・・まとめてお礼もうしあげます。貴方の意見を参考に考えていきたいと思います。本当にありがとうございます。

回答No.8

noname#11476

どうもあまり他の回答者の助言を聞いていないようなので、無駄かもしれないけど一応アドバイスすると、

きちんとした測定をするのであれば、スピーカーの背面からの音は吸音材で遮断しないと波形も正確にははかれないですよ。
つまり、何度もアドバイスされているように、背面からの音を遮断しないと特性は分からないということです。
いちばん簡単な方法は、スーパーなどででかいダンボールをもらって、スピーカーの穴をあける（スピーカをちょうどはめ込むように）。そしてダンボールの中には毛布をいっぱいに入れる。

まずはこれをやることです。
これをやらないと耳で音を確かめることも、p-taroさんが解説してくれた測定器で測定することもそのスピーカーが悪いのかどうか分からないということです。
理由は簡単で音は回り込むし、部屋の壁で反射するからです。

あと、低周波発生器をお持ちで、正弦波信号を出せるのであれば、１０～１２ＫＨｚ位の信号をいれて耳で聞いてみてください。
きれいにキーンと聞こえるのであればそんなにひずんではいないでしょう。

スピーカーの自作はカット＆トライで計算式で求めた結果とは一致しません（大体計算式などはあくまで目安となる近似式でしかありません）ので苦労しますけど楽しいものですから、がんばってください。

お礼

ありがとうございます。いろいろ試してみます。

回答No.6

nrb

７５オームで無くても測定はできますよ
インピーダンスが違うのをつないだ時は
つないだインピーダンスが判れば補正できます
もし判らないときは
絶対レベルは測定できませんが相対レベルは測定できます

なぜ７５オームにしないといけないか
測定した値が正確では無くなるからからです
まー補正をすればいいだけですがと
一般人がそんな難しいこと判からないので

補足

申し訳ありませんが、その75Ωにする方法と、測定方法を教えていただければ助かります。

回答No.5

noname#4242

「歪む」というのが、ほんとうに変調してしまっている状態なのか、それとも高域が突っ張っているのかかがよく分からないのですが、とりあえず、Ｍoが２０ｇとは考えられません。２．０ｇのことだと思います（これだったら特に高いと言うことはないです）。これで計算してみれば、出来ないことはないですよ。
前の回答で軸をずらしてみる、というのは、仰るとおりユニットを真上に向けてしまうと言うことです。高音が指向性が強いので、軸をずれるとレベルが下がります。
　／―――――→
■　―――――→耳
　＼―――――→
普通はこうですね？　これを。

↑↑↑
｜｜｜
＼　／　　　　　耳
　■　　

こうすることによって、聞こえてくる高域のレベルを落とすんです。ちょっとした無指向性になります。ただ、必ず上手くいくとは限りません。一度、背面の音を段ボールか何かで閉じこめて、上向きの音を聴いてみて高域の感じがどう変わるのか試してみてください。

とりあえず、使おうとされているユニットはフルレンジなのでまずはフィルターなしの状態で設計を考えたほうが無難だと思いますよ。また、バスレフのダクト計算を厳密にしても設計値通りにはいかないと考えたほうがいいです。とりあえず、大きめのダクトを作って、塞いだり、長さを変えながら（短めに作って足せばいいですよね）耳を頼りに調整するほうがいいと思います。

※個人的には、ユニットに対して大きめの密閉箱（１０リッターくらい）をまずは作ってユニットを収めてみて、（吸音材などで）内容積を変えてみたり、フロントバッフルをポート付きにしてみたり密閉用にしてみたりしながら、作るといいと思いますけど。初めて作るスピーカーで最初から完璧に出来るということはないですよ。メーカーでもさんざん計算もしてますが、カット・アンド・トライで試しているはずですから。

「歪み」というのがどういうものなのか、もう一つピンとこないので、あまりお役に立てていませんね。

お礼

別の質問にも答えていただいてありがとうございます。初めての試みで分からないことがたくさんです。本当ありがとうございます。

回答No.4

Pesuko

ノイズというよりも歪みなんですよね。
じゃあ、スィープジェネレーターで正弦波をアンプ経由でＳＰに入力して（ＳＰとアンプの許容電力に注意）、出てきた音を測定用マイクでひらい、ひらった音をオシロで正弦波になっているか確認すれば、どの周波数で歪み出しているか解ると思います。
またオシロがなくても可聴範囲で歪むポイントもわかるのでは無いかと。

http://www.toyo.co.jp/awg/generator/1404a.html

機材そろえると百万近くかかりますよ。

とりあえずＰＣをお持ちなのなら、ＰＣで再現できるスイープジェネレータもありますので一度どの周波数帯で起こっているか耳で確認されても良いと思います
http://www.ymec.co.jp/auction/diagnostic2r/r2-3.html

歪みをフィルターでカットするのは賢明ではありません。
原因を解決するべきだと思います。

ネットワークの出力する周波数帯域とＳＰの帯域は整合してるのでしょうか？

またアンプで歪んでいませんか？、他のＳＰではまともに再生できますか？

高音域は許容入力を超えるとすぐにＳＰで歪みやすくなります入力している電力は適合していますか？。
元の音楽ソースはなんでしょう、ちなみに使用しているアンプとＳＰの機種は？

よくあるのはのツィータに大きなピーク電力をいれて、エッジが壊れてしまった時は歪みます、この場合はツィータの交換か修理しかないです。

お礼

ありがとうございます。参考にしていきたいと思います。

回答No.3

p-taro52

インピーダンス75Ωなんてどうでもいいのです。
必要なのは振幅でなくて周波数。それに可聴帯域なのですから。
その前にオシロスコープは有るのですか。測定用のプローブはオシロの付属品です。なければBNCコネクタと同軸線にワニ口でそのまま繋げてしまえばいいだけです。

でもオシロスコープで見えるのは電気信号波形だけです、オシロで何を見るつもりでしょうか、スピーカーに送られる信号、それともスピーカーから出てきた「音」ですか？
送られる音ならプリアンプの入力に並列に、スピーカーから出た音なら別のマイクとマイクアンプとで増幅したものをオシロで見れば良い。但しこの場合はノイズが多くて周波数を見るのも辛いし、スピーカーで歪んだ物でも
空間に出された後での波形では判断つきません。どちらにしても歪み点は耳でチェックになるのでしょうけれども。
これでオシロの説明書を読めば管面に出た波形から周波数を計算式を用いて大まかですが読み取れます。

もう１つ、この場合周波数を知る為には元の信号は純音でなければなりませんが、その信号源は何を用いるつもりでしょうか。
通常自然界の音は色々な音の合わさったものです。音楽では20-20,000Hzの周波数が全て混ざっていてオシロでは全く周波数も歪みも波形からは判別出来ません。音の全てが正弦波の集合体ではないのです。必要な機材は「標準信号発振器」です。

測定に使う「標準信号発振器」にはスピーカーのチェックに必要な程度の周波数目盛りは付いています。オシロは波形の歪みを目視で見る為だけに使います。
ただし、よほど波形が歪んでいない限りオシロの精度では歪みは20パーセント位は分かりません。
●周波数測定ではどちらかと言うとオシロスコープよりシンクロスコープの方が精度は上です。ですがどちらも周波数を正確に計るものでは有りません。本来は周波数カウンター（純音のみ）かスペアナの仕事です。

確か使用しているSPは10cm径のものだったのでは？周波数の上限が15,000Hzだからと言って、越えた分が歪みになるとは限らないのではないでしょうか。
また下限は80Hzとなっていましたが、コーン紙が低音域で振られる事により高音域が変調されていませんかねぇ。

何か疑問が残ります。加えている電力（Ｗ数）はどのくらいでしょうか、入力Maxは60Wですがこれは瞬間ですよね、定格入力（歪み20パーセント位かな？）は幾らなのでしょう。
おまけですが最大／定格入力は333Hzか1,000Hzで測定していますので高音域側では60Wとは限りません。

今回bo-kuさんが周波数を知るのに必要なのはオシロではなく「低周波信号発生器」です。音の歪み発生の判断は聴感で十分だと思います。

もう１つ追加です。フィルターを作ってそれがその周波数で働いているかを知るのにも、この２つの測定器は必要ですが十分では有りません。電圧計（ミリバル）がフィルターの前後に一台ずつ計２台必要です。（通常のテスターでは高音域の周波数では誤差が大きいです）これはフィルターの前後での減衰量を連続で観察する必要が有る為です。

補足

とりあえず、オシロスコープや発振器、電圧計はあります。標準信号発振器と低周波信号発生器はおなじものと考えていいのでしょうか？この低周波信号発生器は、100ｋHzぐらいまで出る発振器でよいのでしょうか？

回答No.2

noname#4242

こんばんは。
仮に、ノイズのピークが１ＫＨｚの所にくるとしますよね。そこの部分をフィルターを使ってレベルを落とすと、音楽の部分の１ＫＨｚまでレベルが落ちてしまいます。これでは、音楽の音のバランスが大幅に狂いますよね？
さらに、仮にローパスのフィルターを組み込むとして、１ＫＨｚのところで、スパッとはレベルは落ちないんです。６ｄＢなり１２ｄＢなりのカーブを描いて落ちていきます。また、その周波数だけのレベルをネットワークで落とすということもやりません。グラフィック・イコライザーで落とすことはある程度出来ますが、これも（デジタルなら別ですけど）、その周波数だけがスパッと落ちるわけではなく周辺の周波数も引っ張られてレベルが変わります。
ところで、箱の中にいれるなり、スピーカーに入力するレベルをさげて聴くなりはしてみましたか？　それでも、これほどの歪みを感じてしまうのでしょうか？
ネットワークを組み込まないで、スピーカーユニットを真上に向けてしまって、軸をずらしてしまって耳に届く高音のレベルを下げるという方法もあります。
とにかく、ノイズの低減はネットワークで処理するのは出来ないと思いますよ。
あと、もう一つの方法は、厚手の布（グリル）をスピーカーの前においてしまうことです。上手くすれば高音のうるささは低減します。ただ、あのスピーカーのスペックを見る限り、ほんとうの意味では高音は伸びてませんねぇ。
とりあえず、軸をずらしてみてはどうですか？

補足

こんばんわ。
　まだ、箱にれるということはしていません。と言うかなにより、Moの値が大きすぎて、バスレフ型の設計ができないのです。
　入力のレベルを変えることはしてみました。その結果、正常に出ている音も下がってしまうので、歪みだけがなくなるということはありませんでした。　
　スピーカーユニットを真上に向けると言うのは、通常は、正面を向けるのを上向きにするということでしょうか？
また、軸をずらすとは、どういうことですか？

すみません、初心者なので分からないことが多いです。

回答No.1

Spur

答えを先に言うと「できません」

高音域のノイズなのか、高音域の音なのかをどうやって区別しますか？
区別できないですよね？
ですから、ノイズをカットしようとして、高音域をカットすると、音楽の高音域もカットされ、音質が落ちます。
それより、ノイズの原因を探して、それを絶つのが本来の対策です。
アンプから出ているのか、スピーカ線が悪いのか、またはスピーカそのものが悪いのか・・・

オシロスコープのインピーダンスの質問は意味が分かりません。
７５オームというのは、インピーダンスですよね？
インピーダンスが７５オームということが分かっていて、「何が75Ωなのか」という質問にどう答えれば良いのでしょう？
「インピーダンスが７５オーム」としか答えられません。
どこを７５オームにしたいのですか？
なぜ７５オームにしたいのですか？

補足

ノイズの原因としては、スピーカーそのものだと思います。というより、スピーカーです！　それで、どのくらいの周波数からひずんでいっているのか測りたいのです。
入力インピーダンス75Ωというのは、信号源のインピーダンスのことだと思いますが、どうやって75Ωにするのかわからないんです。