埴原さんちのオーディオルーム音響特性の改善 導入編
１，はじめに
横浜の富岡の小高い丘の上に立つ埴原さんちのオーディオルームは、オ−ディオ歴３５年強の埴原さんのご自慢の音響空間ですが、会社の同僚が集まって昼休みに音楽やオーディオを話題にワイワイ、ガヤガヤ話すうちに、聞きに行こうということになり ３月のある日集合して大音響でならしました。
その結果、有るスピーカーの音が悪いと指摘され、改善をせまられました。これから続く文章とグラフ等は、埴原さんの試行錯誤の末に築いた音響空間の改善方法とその結果です。
どうも思った様な音がでないとか、迫力がないとか、音がこもるとか、気にしているオーディオマニアの参考になればと思い、作成しました。メールのやりとりを元に作成しています、必要な部分には解説を付け加えました。
2,測定ソフトの発見
１)ＦＦＴソフト
ソフトウエアＦＦＴ見つかる。インターネットで「ＦＦＴ」の検索をかけたら、シェアウエアのFFTアナライザーが見つかりました。「サウンドモニター FFT Wave」 登録料がなんと\1000です。１ヶ月の試用期間があるそうです。試しに箱根「オルゴールのちいさな博物館」のオルゴールのwave音声を分析したところ、ウイリアムテルの序曲で10Hz以下にもスペクトルエネルギーが有りました。
２)ソフトウエア Wave Generator見つかる。
オーディオ装置の特性を調べるために必要なホワイトノイズ発生ソフトを探していたらありました。正弦波、矩形波、三角波、ホワイトノイズ、ピンクノイズ等いろいろPCM音源で作り出すようです。またFFTの簡易版が有りましたのでついでに乗せます。この２つのソフトともにフリーソフトです。
FFTは、簡易版といわれるだけ、あまり拡張性が有りせんが、スピーカーの特性くらいなら十分使えそうです。
EFU WG:Wave Generator WS : FFT ANALYZER
解説 １ ＦＦＴとは
ＦＦＴとは信号のエネルギーを周波数分析する装置で、１５年ほど前に、カメラの振動試験の解析用に利用していた物です。当時１００万円以上する高価な測定装置で、音響測定に最適な装置です。このＦＦＴの機能の８０％以上をパソコンで利用可能なソフトウエアが見つかったのです。Ｗｉｎｄｏｗｓ版です、マック版はＦＦＴのホームページにて確認してください。
解説 ２ 箱根 「オルゴールのちいさな博物館」
箱根にあるオルゴール博物館で、学芸員が解説とともにオルゴールをならして実際の音を聞くことが出来ます。
こんなちいさな箱から豊かな低音がでる驚きと機械に音楽性を持たせた、当時の技術に感銘します。興味の有る方はどうぞいてみてください。箱根湯本駅から発車している「小田急 箱根ガーデンミュージアム」に行くシャトルバスが便利です。
解説 ３ Ｗａｂｅ Generator とは
これもパソコンのＳＯＵＮＤボードを利用して信号を取り出せるフリーソフトです。ＳＢ１６以上の出来ればＳＢ３２，ＳＢ６４同等品を推奨します。SB16では、信号波形があまり綺麗は有りません。
３，ＦＦＴの活用事例 その１ ＪＢＬの性能確認
カットオフ周波数を800→1500Hzにしたところ中域とのつながりが良くなりました。カットオフは、-6dB でつなぎました。-12ｄｂでは、切換付近で穴があくようです。ミドルレンジを-8dB ハイレンジを-6dBにして音だし中今までの設定は、カットオフ 800HZ −６ｄｂ ミドルレンジ −４ｄＢ ハイレンジ-6ｄＢまた250Hz付近にあったピークがへこみましたので、ビール瓶を８本 ブラックニッカ６本を部屋の外へ取りだして見ました。ブラックニッカを取り出したところ、かなり低い定在波が目立ち耳を圧迫される感じがでてきましたので４本戻しました。
マントバーニのストリングスがいっぱいでくるクラッシクアンコールを流しながらＦＦＴでモニタリング、125HZのDeepを気にしながらみるとまだ少しへこんでいるのでビール瓶を２本はずして計１０本にしました。
カットオフ周波数 800Hz
カットオフ周波数 1500Hz
カットオフ周波数 1500Hz でビール瓶をはずした場合の特性
解説 4 測定方法
ペンチュアム４ 2.0GHz DOS-V パソコンにてＷｉｎｄｏｗｓ 2000を使用して、Ｗａｖｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒを起動して、サウンドボードからでホワイトノイズを発振させアンプラインインに接続、エレクトリックコンデンサーマイクで試聴位置に設置して再生音を取り込み、ＦＦＴで解析した結果です。
横軸は周波数を表し、左が低音で右が高音です。縦軸はエネルギー量を表し表示はｄＢです、グラフの上に赤い線はピークホールドのデータです。
音響空間を含めた周波数特性がフラットな時凸凹が少なく水平なパターンが、再現出来ます。凸凹がある時には、スピーカーネットワークの調整や吸音瓶や拡散板などを利用して音響特性を整える作業が必要です。今後実例を含めて解説していきます。
解説 ５ ここで言うＪＢＬとは
自作で作ったスピーカーシステムです。詳細は「オーディオの履歴書」を参照願います
ウーファーは３８センチアルテック
ツーター：ＪＢＬのホーンツイター「JBL HL-91+FOSTEX D232」
スーパーツィーターオンキョウTW-3001
４，調整した設定で音楽再生
クラッシクの再生
大編成のクラッシクも低音が元気になり音響空間の再現もできました。現在は、バロック以前の教会ミサのテープをかけていますが、聖歌隊のボーイソプラノの口がぱくぱく見えるようななまめかしい演奏をしています。しばらくすると「ノエル」のオルガン演奏が始まります。
ジャズの再生
サラボーンのジャズ 前よりもなまめかしくなりました。ベースは相変わらず元気いっぱい。周波数特性的には、あまり変わった様な感じがしませんが、定位感がさらに良くなり楽器の大きさ、場所、動きが何となくわかる様な気がします。オスカーピターソントリオのコンボジャズもぐーです。
解説 ６ ノエル
クリスマスの時に良く歌われる賛美歌です。聞いているオルガンには、クリスマスの時だけしか使わない鐘のストップが有り、今その鐘の音がチャリンチャリンとすがすがしい音を出しています。このクリスマス向けのストップが付いているオルガンが日本にも有り、関東学院大学のチャペルについています。これが日本にただ一つの鐘付きのオルガンではないかと思います。夏の暑い日にオルガンのコンサートがあり、このストップを使って演奏してくれたことを思い出しました。パイプオルガンの最上部に雪の結晶の様なマークまたは天使が付いているとたぶんクリスマス用の鐘が付いていると思います。ヨーロッパでもあまりないとのことです。
解説 ７ ビール瓶の効果の確認
ビール瓶の基本周波数は125Hz、倍音の250Hz、３倍の 375Hz、500Hz、1KHz 2kHz 3KHz とかなり倍音成分が豊富で、基音に比べ 30dB下がりますがほぼ同じレベルです。さすがＦＦＴさまさま、スピーカーのスペクトルをみても、ビール瓶の共振点にDeep（へこみ）があります。正直３ｋＨｚまで吸音していると調べるまでわかりませんでした。
解説 ８ 吸音瓶に関する詳細データ
吸音瓶に関する詳細データは 埴原さんちのオーディオ音響特性の改善 その３に有ります。
５，今後の課題
JBLには、あまりでてこない10khz以上のピークを出すために、スーパーツイターのコンデンサーの容量を少なくしてさらに高域に持ち分をずらそうかと思います。現在は3.3μF→１μF位かな。マイクアンプを作ろうかとも思います。パソコンサウンドボードのマイク端子のゲインが足りないこととステレオ入力ができないのでＭＣヘッドアンプを流用するか。サトリアンプで作るか？しばらく話題が付きそうも有りません。
今度くるまでに、もう少しＦＦＴで測定して、瓶を調整します。むしろ高域の吸収でオロナミンやリポビタンの瓶が必要かもしれません。３Ｋから５Ｋまでのピークが結構残っている様子。ビール瓶が１０本無くなった影響と思われる
またしばらくしたら、音の変化を聴きにきてください。今度は、ゆっくり赤ワインを飲みながらチーズやサラミをつまみましょう
６，その他現有スピーカーの音
１）ＡＫＡＩの音
ＡＫＡＩの音はどうなったかビール瓶をのぞいただけ少し125Hzの谷が埋まり低音が少しばかり元気になりました。ＦＦＴでみていると10kHz以上の部分にピークがたちます。これが弦楽器の艶を出していると思われます。
ＡＫＡＩ ５ｗａｙ ６ｓｐ システムのＦＦＴ測定結果
２）パイオニアのスピーカーユニットの音
音響測定のついでにパイオニアの２０センチ３ウエイスピーカーの音を確認しました。構成は２０センチウーハー＋５センチコーンツイター＋ドームスーパーツイターです。後ろに穴がある変形バスレフ方式です。能率は少し低め、アッテネーターが無いので調整のしようがないけれど、メーカーの推奨設定となっています。JBL、AKAIと比較するのはあまりにかわいそうですが、以外といい線行っています。ストリングもジャズも結構こなすし、２０センチにしては結構低音がでる。床に直においているためもあると思いますが、例のサラボーンのベースが結構でてきます。高音域は、少しレベルが低いが、シンバルやトライアングルなど結構それなりにでています。但しヴィオリンの艶や張りのあるffなどは少し弱くなりますがそれなりにでています。スーパーツイターのレベルをもう少しあげると艶がでそうな感じです。グラフィクイコライザーで調整して８Ｋから１６Ｋ＋２dBあげると結構いけます。カナディアンブラスがさえ渡る。軽く聞き流すＢＧＭ的な音の作りです。DENONのスピーカー端子が１組あまっているので。ここにつないでしばらく音馴らしをして様子を見ようかと思います。
解説 ９ マイクの性能で高域の特性が変わる
ボーカル用のマイクよりゲインが低いがコンデンサーマイクの方が、高域特性が良好な様子です。10Khzで3dBほど上がりました。
