周波数特性の測定

はじめに

　ここではDAPの周波数特性の測定方法について説明します。

必要なもの

  1. DAP
  2. 0dB スイープ音源 ※1 ▶ダウンロード
  3. デジタルマルチメーター ※2
  4. DMM - PC 接続ケーブル
  5. ICクリップ ⇔ テスターピン変換
  6. 負荷
  7. Ts Digital Multi Meter Viewer
  8. 周波数特性測定サンプル ▶ダウンロード

※1 音源は96kHz24bit、48kHz16bitの2種類用意しています。ハイレゾ再生可否でお選びください。

※2 高音域周波数のAC電圧が測定出来、周波数の測定も出来る2表示タイプのDMMが必要です。

測定

  1. Ts Digital Multi Meter Viewer の Log Start!
  2. スイープ音源再生
  3. 再生が終わったら、Ts Digital Multi Meter Viewer の Save LogでCSVファイル作成。

を2チャンネル分実行します。

　DAPのボリュームは、普段自分が使う音量や1mWに統一する等予め決めておくとスッキリします。


編集

  1. CSVファイルの測定値以外の不要なデータを削除します。不要な測定値も削除します。
  2. CSVファイルが2チャンネル分整理出来たら、周波数特性測定サンプルの生データの部分にコピペします。
  3. 列 F / Hで周波数の単位をすべてHzに変換します。
  4. 1kHzに最も近いセルを見つけ、列 I / Kで 1kHzを0dBに補正します。
  5. グラフを調整して完成。

今回使用したDMMは sanwa PC7000です。

PC7000のAC電圧測定周波数は仕様上45Hz～20kHzです。

一見すると綺麗に測定出来ている様に見えますが、グラフの45Hz～20kHz以外の部分は参考値となります。

 


実験

　DAPのイコライザーを調整した状態で周波数特性を測定してみました。

背景黒の図は、ウォークマンNW-A106 のイコライザーのエキサイティングという設定です。

  1. イコライザーの補正幅 ±10dB は本当か？
  2. 設定画面のカーブをトレースした特性になるのか？

 という観点で確認した結果、

  1. 正確に+10dB補正していた（マイナス側は未確認）
  2. 設定画面と同じカーブでなはく、アナログイコライザー調の補正（基準の周波数に対して±〇〇dB）でした。気持ち悪い特性ですが、イコライザーとしてはこの方が普通だと思います（表示方法も含めて）。

イコライザー調整時の注意点

　イコライザーの調整をする時、まず中音で音量を合わせ、メリハリや迫力を出すために低音と高音を +方向に調整をする事が多いと思います。

　低音と高音が足りないのでイコライザー補正したつもりでも、DAPは補正した分出力を上げますので、爆音+イコライザー補正はかなり大音量になってい可能性があります。耳を傷めますのでお気をつけください。

追記：測定精度の検証

　アンプの周波数特性は、信号の周波数を固定し出力レベルを測定する方が多いと思います。

　信号周波数固定でDAPの周波数特性を測定する場合、複数の音声ファイル or 周波数が段階的に変わる音声データを用意しなければならず測定が面倒なので、今回sweep音源を使用した測定方法を紹介しましたが、測定結果がデタラメだったら困るので sweep音源と周波数固定で特性差があるか検証しました。

 

　結果、高音域で僅かに特性差が有りますが、精度良く測定出来ていると言えます（0.2dB程度なので実害なし）。

 

今回検証した sanwa PC7000に限ってしまいますが、sweep音源で測定して問題無いと言えます。


＜sanwa PC7000の周波数特性＞

　PC7000の交流電圧の測定範囲は45Hz～20kHzです。対して今回紹介したsweep音源は測定範囲外の周波数も含まれています。実際どのような特性なのか測定してみました（負荷：無負荷）。信号はVP-7723Aの発信器を使用しました。

 

　結果、50kHzを超える辺りから測定値が高目に表示されますが、それ以下の範囲の精度は、非常に良いと思います。


＜DMMの検証方法＞

　周波数特性の測定に使えるか確認する方法は、

  • 信頼出来る発信器に接続して電圧を測定する。
  • 信頼出来る交流電圧計と比較する。

のどちらかで、計測器が揃わないと確かめようがありません。

※本来は計測器の仕様範囲内で測定するのが絶対条件になります（M-01のTEST RESULTは、計測器の仕様範囲内で測定してますのでご安心ください）。

 

　とはいえオーディオ関係の計測器を揃えるのは結構ハードルが高い（予算と保管場所）ため、いくつか比較結果を紹介します。個体差は必ずありますので、そこは考慮してご覧ください。

 

  • CREATIVE Sound Blaster Digital Music Premium HD r2

　PC + WaveGeneで再生し、VP-7723Aの電圧計で計測しました。VP-7723Aと発信器違いの比較になります。

 

　結果、10Hz～20kHzまでフラットに出力します。20kHzまではDMMのチェックに使えると思います。

　尚、Sound Blaster は windows10 標準？のドライバーではハイレゾ領域の周波数は出力しませんので、メーカーのドライバーをインストールする必要があります。

  • 交流電圧の測定範囲、40～400HzのDMM

　測定範囲が400Hz迄のSPEC.はDMMとしては普通ですが、これでは周波数特性の測定は出来ません。出力特性なら400Hzの信号で測定出来ます。

 

　古いながらも専用機なので特性は良いです。アナログなので、視差で読み取り値が変わってしまうので大変です。目盛は有効桁2桁迄で、3桁目は雰囲気で読み取りグラフ化しました。


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