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はこにわオーディオ工学研究分科会 (旧名: バスレフ研究所)

音場型と位相(1)

今日も雨ですね。
今週はあまり気乗りしないので、工作はお休みしています。
そこで、音場型の発想の元となる位相について少し書いてみたいと思います。

位相とは、特定の周波数に着目したときの、相対的な遅れや進みを意味すると理解しています。
但し、位相というのは極めて分かりにくいもので、オーディオ業界で使われている位相という用語は、様々な意味を含んでいると思います。自分にはとても理解できないことに出くわしたりもします。

さて、音場型を論じる前に、2チャンネルの普通のステレオ再生の図を書いてみました。
自分と同じような狭い部屋にして書いています。
音場型と位相(1)_a0246407_14255488.png

一般的な2チャンネルステレオ再生の場合は、図のように直接音(a)の他、壁などを反射して遠回りした音波(b, c, cなど)がリスナに届けられます。この遠回りして届けられる信号が間接音と呼ばれるものです。
生の演奏には、間接音がたっぷり含まれており、これが臨場感をつくります。録音物にも大なり小なり間接音が含まれていますので、再生プロセスで更に間接音を付加するのは正しくないという説もあるようです。ヘッドホンで聴く場合には、部屋の間接音は付加されないので、この説を頑なに信じる人はヘッドホンで聴くか、無響室で聞くと良いでしょう。
多くの人は、適度な間接音が必要だと考えているようです。
さて、上の図で直接波(a)に対し、(b)~(d)は、遠回りしているので、これらの間接音は、(a)よりも遠回りして届きます。
音速は無限大ではないので、この遅れが問題になります。
音源の強さを"I0"とすると、"l"だけ離れた場所での、信号の強さは、床のない三次元空間においては、距離の2乗に反比例します。
また、音速を"c"とすると、"l"離れたところに届くのに、"l/c"だけ時間がかかるので、音源の信号はリスナーのところでは、以下のようになります。
音場型と位相(1)_a0246407_1433298.png

"α"は、様々な要素を含めた係数と考えてください。追求するとキリがありません。
ということで、こうしていろいろなところを経由した音を合成した信号が聞いている音になります。
これをグラフに書いてみましょう。
音場型と位相(1)_a0246407_14415328.png

このグラフは、上の式に従って、1kHzの信号を、到達経路の距離(トラベル)ごとに書いてみたものです。
トラベルは、グラフの右側にある線ごとの数字で、単位は[m]、sumはこれらを単純合計したものです。
オレンジ色が基準で、距離が違うと、山の位置がずれてしまいます。
これが、位相のずれと呼ばれるものです。
全部足したものもずれていますね。
実際には、反射するごとに一部が吸収されるのでこのようにはなりませんが、イメージはこれで良いと思います。
また、経路は無限にあるので、実際はもっとずっと複雑です。
このように、オーディオシステムは、理想とはかけ離れた状態で聞いていることになります。

続きは、また、次に書きます。
by mcap-cr | 2014-06-07 14:47 | オーディオ一般 | Trackback | Comments(0)

生演奏を主とすれば、オーディオは箱庭で充分でしょう。
by MCAP-CR

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