ハウリングについて2つほど質問

質問

ハウリングについて調べていてわからないことがあったので2つほど質問。

・なぜ同時に1つの周波数領域でしか発生しない？
「ハウリングが発生する周波数の候補は複数存在するが、実際に発生する周波数は1つである」といった内容の記事を読んだのですが、これはなぜでしょう？

・発生候補の周波数の音であっても一定以上の音量でなければ発生しないのはなぜ？
ハウリングが発生しうる周波数なら音量が小さくても発生するのではないのでしょうか？

専門分野について深い知識を有しているわけではないので、せっかく回答していただいても理解できないかもですが…　解説よろしくお願いします！

回答No.1

A88No8 · ベストアンサー

>・なぜ同時に1つの周波数領域でしか発生しない？
　先の質問で回答された内容は、原理的な回答でした。
　現実には、特定の周波数に偏った感度を持つ機器が使われる（例えば周波数が完璧にフラットな機器はありえない）ため、その部分が先に拾われて、正帰還現象（先の質問者さんの回答「ハウリングの原理」）の結果、ハウリングになると考えられますよね(^^;
>>なお、ハウリングのサイクル周期は、マイクやアンプ回路やスピーカーの特性に左右されます。

>・発生候補の周波数の音であっても一定以上の音量でなければ発生しないのはなぜ？
>ハウリングが発生しうる周波数なら音量が小さくても発生するのではないのでしょうか？
　正帰還はエネルギーが溜まっていく現象なので正帰還を形作る仕組みの「感度」に左右されるからです。

　ハウリングをPAなどの電子機器的な仕組みで考えると直感的にわかりにくいのだと思います。
　例えば、ハウリング対策の先輩、アナログレコードを再生する際は「ハウリング」との戦いです。
　なぜならば、レコードとプレイヤーが作り出す小さな振動を高感度なピックアップカートリッジで拾い出し、スピーカーが振動するほどアンプで増幅して鑑賞しますがそのスピーカーからの音で床や壁が振動しレコードプレイヤーのキャビネットに伝わりピックアップカートリッジが振動の影響を受け正帰還が始まるのです（レコードプレイヤーの出すとカバーは外して聞くというのも同じ理由です）。

　なのでハウリング対策をしていないとピックアップカートリッジの感度に影響する「大きな音」では鑑賞出来ないのです。

　小さな音しか出せない一般人にとって大きな音の出せるアナログレコード再生の仕組みを作り上げた方は「マニア」として尊敬されたものだそうですよ(^^;

お礼

みなさん回答ありがとうございます！

今回は質問ごとにわかりやすい解説をして下さったA88No8さんをベストアンサーにさせていただきましたが、他のお二方の回答も大変参考になりました。ありがとうございました。

回答No.3

xxxx__xxxx

実験には機材(建物も含めて)が無いので、仮説を立てて見ました。

先ず、どう言う時にハウリングが起こるか？

私の体験では、補聴器(昔のアナログタイプ)←はよく、ハウリングを起こします。

街頭演説(車載用トランペットスピーカーと)でのマイク。

今では見られ無くなった、レコードでのカートリッジがハウリングを起こしました。

ギター(エレキも含む)用のピックアップでのハウリング。
------------------
不思議に思うのは、現在の、

カラオケ専門店では、マイクをスピーカーへ向けても、余程感度を上げ過ぎない限りハウリングを起こした経験が有りません。

後、ライブ等で、スピーカーを何台か床に置き、演奏者側に向けている事が多いですが(然も大音量で)ハウリングは起こして居ません。
--------

ハウリングは、マイク→アンプ→スピーカー→マイク。での正帰還現象だとされていますが、
↑
例えば、マイクに向かって(テスト、テスト、只今マイクのテスト中…)←と音声を入れても(ボリューム「音量」が)適正ならハウリングは起きません。←この状態で(音声入力無しの状態で)マイクをスピーカー側へ向けると、ハウリングを起こす事があります。
↑
マイクへの音声入力が無いにも関わらずハウリングを起こす「ボリューム位置も同じなのに」

マイクから入った音と→スピーカら出る音の波形は相似ではありません。天井、壁、床、その他の置物等にぶつかった音の波形(位相)は様々に変化し、反射して元のマイクまでに到達するには、各々の時間差が生じます←(この時間差も又位相の変化をもたらします)
正帰還現象←だと言うのには、位相も同じでないと　　？？？です。
-----------
無饗室で、マイクへ音声入力無しの状態でも、マイクの向きと(増幅度の)条件が揃えば、ハウリングは起こり得ると思います。
「人間には感じないアンプでのノイズ等」が連続のフィードバックを起こして居るのでは無いだろうか。

マイクの感度(帯域も)はフラットでも←筐体(マイクを構成する外側が)が有る条件で共振を起こし←スピーカー→マイクの筐体の共振→アンプでの増幅それがフィドーバックで連続するのでは無いかと考えて見たのですが…

回答No.2

noname#215107

音声信号などを増幅するアンプは負帰還増幅回路が使用されています。
増幅回路に帰還がないと上限まで増幅して信号が頭打ちとなり、直流出力となってしまいますので、
通常は1倍未満に増幅された信号を入力に戻し、入力信号から差し引いて増幅する仕組みとなっています。

この時、入力信号に戻す波形の位相と、入力される位相が一致している必要があり、原則的に位相遅れは許されません。実際には遅れがゼロということはないので、増幅回路には設計上ある程度位相がずれてもいい余裕があり、これを位相余裕と言います。
しかし、スピーカーから一旦出て、秒速340mで空気中を音として伝わってマイクに入った信号は、当然ながら位相に遅れが発生します。この時増幅回路の位相余裕を超えて遅れると、負帰還回路が増幅回路となってしまいます。自励発振は、きっかけさえあれば発振を開始します。

増幅回路には必ず共振周波数があり、正帰還発振回路となってしまったアンプは、その共振周波数の信号を増幅し発振してしまいます。これは自励発振回路と同じものです。

詳細はオペアンプの動作について調べられたら良いかと思います。