JPH0410800B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロホンの特性を測定するため
の音響特性測定方法に関する。

〔背景技術とその問題点〕

従来において、マイクロホンの特性、たとえば
出力電圧周波数特性を測定するために、一般に次
のような測定方法がとられる。すなわち、第１図
は、この音響特性測定のための設備を概略的に示
しており、音の反響を極力抑えたいわゆる無響室
１内に被測定マイクロホン２を設置し、スピーカ
３から輻射された音波を受けてこのときのマイク
ロホン出力を測定する。この場合、スピーカ３か
らは、周波数がたとえば低域から高域に向かつて
掃引するいわゆる周波数スイープ信号が出力され
るわけであるが、スピーカ３自体の周波数特性の
ために、一定レベルの周波数スイープ信号がスピ
ーカ３に供給されても、被測定マイクロホン２の
位置における音圧レベルの周波数特性は平坦なも
のとはならない。このため、周波数スイープ信号
発信器４とスピーカ３との間に信号レベル制御手
段としての電圧制御形増幅器（いわゆるVCA）
５を挿入し、被測定マイクロホン２に近接して周
波数特性の平坦な（あるいは周波数特性が予め知
られている）標準マイクロホン６を配設し、この
標準マイクロホン６からの出力に応じて上記
VCA５を制御することにより、被測定マイクロ
ホン２の位置での音圧レベルを周波数によらず一
定となるようにしている。上記VCA５は、音響
特性測定分野ではコンプレツサとも称されるもの
である。

ところで、このような従来のマイクロホン特性
方法においては、次のような欠点があつた。すな
わち、先ず被測定マイクロホン２に近接して標準
マイクロホン６を設置しているが、スピーカ３か
らの出力音圧レベルが正確に一定となる位置は標
準マイクロホン６の膜面であり、近接していると
はいうものの被測定マイクロホン２と標準マイク
ロホン６とは正確に同じ位置に配置することは物
理的に不可能であり、また、標準マイクロホン６
自身による音の反射分や回析分が被測定マイクロ
ホン２に影響を与えるため、被測定マイクロホン
２の配設位置での音圧レベルは必ずしも一定とな
つていない。次に、スピーカ３から標準マイクロ
ホン６までの距離を音波が進むために要する時間
や、VCA５の応答時間等を考慮して、上記周波
数スイープ動作を緩慢に行なう必要があり、測定
時間が長くかかる。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の点に鑑み、被測定マイクロホ
ンとともに標準マイクロホンを同時に配設する必
要をなくし、互いの干渉等による悪影響や設置位
置のわずかなずれによる音場の変化等を防止して
精度の向上を図り、かつ測定時間の短縮も精度を
低下させずに実現できるような音響特性測定方法
の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明に係る音響特性測定方法の特徴は、測定
用標準信号の記録動作時には、測定用信号発生器
からの出力をレベル制御手段を介してスピーカに
供給し、このスピーカからの音を標準マイクロホ
ンにて収音し、この標準マイクロホンからの出力
に応じて該標準マイクロホンの配設位置における
音圧レベルが一定となるように上記レベル制御手
段を制御して測定用標準信号を得るとともに、上
記レベル制御手段からの測定用標準信号と上記測
定用信号発生器からの出力信号の内容に対応する
情報信号とを記録媒体に記録し、測定動作時に
は、上記記録媒体を再生して得られる上記測定用
標準信号を上記スピーカに供給するとともに、上
記標準マイクロホンの配設位置に被測定マイクロ
ホンを配設し、この被測定マイクロホンからの出
力と上記記録媒体を再生して得られる上記情報信
号とを音響信号分析装置に供給して音響特性を測
定することである。

〔実施例〕

以下、本発明の好ましい実施例について図面を
参照しながら説明する。

第２図は本発明に係る音響特性測定方法に使用
される設備を概略的に示す図である。この第２図
において、音の反響を極限まで抑えた無響室１１
内には、音源となるスピーカ１２と、１本のマイ
クロホン１３とが配設されている。スピーカ１２
には、測定用信号源となる周波数可変形の発振器
１４からの出力が、信号レベル制御手段としての
電圧制御形増幅器（以下VCAという。）１５を介
し、パワーアンプ１６を介して供給される。発振
器１４は、発振周波数がたとえば低い20Hzから高
い20kHzまで時間とともに増加するようないわゆ
る周波数スイープ信号を出力する。この発振器１
４のスイープ動作は、たとえばスタート回路１７
からのスタート信号入力に応じて開始される。
VCA１５は、制御入力端子１８に供給される制
御電圧に応じてその利得（ゲイン）が変化する。
マイクロホン１３からの出力は、増幅器１９を介
してVCA１５の制御入力端子１８に供給される。
この場合、マイクロホン１３として周波数特性の
平坦な標準マイクロホンを用いることにより、マ
イクロホン１３の位置（正確には振動膜面の位
置）での音圧が周波数に依存することなく一定と
なるようにVCA１５が制御される。すなわち、
このときのVCA１５からの出力信号（以下測定
用標準信号という。）によつて、スピーカ１２の
周波数特性等が補償されて、マイクロホン１３の
位置における音圧周波数特性が平坦に表われる。

ここで、本発明の特徴として、VCA１５から
の測定用標準信号出力を記録再生装置２０に送つ
て記録している。この記録再生装置２０は、デイ
ジタル記録再生を行なうものが好ましく、上記
VCA１８からの測定用標準信号を一定周波数
（たとえば44kHz）でサンプリングし、量子化、
符号化して、いわゆるPCM（パルスコード変調）
信号に変換して記録し、これと逆の操作を介して
再生するPCM記録再生装置を用いることが望ま
しい。また、PCM信号の記録媒体には、磁気テ
ープ、磁気デイスク、光学デイスク等を用いて、
磁気的、光学的にPCM信号の記録、再生を行な
わせればよく、さらに、近年におけるデイジタル
集積回路メモリ素子の飛躍的な進歩を考慮して、
半導体RAM（ランダムアクセスメモリ）等に上
記PMC信号を記録させてもよい。また、記録装
置、再生装置をそれぞれ独立させてもよく、測定
用標準信号記録時には記録装置のみを用いて記録
媒体にデイジタル記録し、測定時には上記測定用
標準信号が記録された記録媒体を再生専用装置に
よりデイジタル再生すればよい。このようなデイ
ジタル記録再生を行なうことにより、音響特性測
定に必要とされる極めて高精度の測定用標準信号
を、精度を劣化させることなく記録し再生するこ
とが可能となる。そして、測定時には、記録再生
装置２０において上記記録媒体を再生して得られ
る測定用標準信号を、そのままパワーアンプ１６
を介してスピーカ１２に送り、マイクロホン１３
に被測定マイクロホンを用いて、音響特性測定を
行なう。

すなわち、たとえば上記VCA１５の出力端子
とパワーアンプ１６の入力端子との間に第１の切
換スイツチ２１を挿入接続し、また上記増幅器１
９の出力端子とVCA１５の制御入力端子１８と
の間に第２の切換スイツチ２２を挿入接続する。
そして、第１の切換スイツチ２１の共通端子をパ
ワーアンプ１６の入力端子に接続し、２個の切換
接点Ａ，Ｂのうちの一方ＡをVCA１５の出力端
子に、他方Ｂを記録再生装置２０の信号再生出力
端子にそれぞれ接続する。記録再生装置２０の信
号記録入力端子は、上記接点Ａ又はVCA１５の
出力端子に接続する。また、第２の切換スイツチ
２２の共通端子を増幅器１９の出力端子に接続
し、２個の切換接点Ａ，Ｂのうちの一方Ａを
VCA１５の制御入力端子１８に、他方Ｂを音響
信号分析装置２３の信号入力端子にそれぞれ接続
する。ここで、測定用信号源となる発振器１４の
周波数スイープ動作との同期を正確にとるため
に、上記スタート回路１７からのスタート信号入
力タイミングに位相合せがなされた同期信号を出
力する同期信号発生回路２４を設け、この回路２
４からの同期信号を記録再生装置２０の同期入力
端子に送つて記録し、上記特性測定時にはこれを
再生した再生同期信号を音響信号分析装置２３の
同期入力端子に送つている。

以上の構成において、測定前の上記測定用標準
信号記録時、あるいは初期設定時には、マイクロ
ホン１３に上記標準マイクロホンを用いるととも
に、各切換スイツチ２１，２２をそれぞれ切換接
点Ａ側に切換接続する。このとき、VCA１５は
標準マイクロホン１３からの出力により、マイク
ロホン位置での音圧レベルが周波数に依らず一定
となるように制御されることによつて、VCA１
５からの出力はスピーカ１２に対応した（周波数
特性補償のなされた）測定用標準信号となつてお
り、この測定用標準信号が記録再生装置２０に送
られて信号記録媒体にデイジタル記録される。こ
のとき、同期信号発生回路２４からの同期信号も
記録再生装置２０に送られて上記信号記録媒体に
記録される。これらの測定用標準信号の１サンプ
ル値および同期信号は、１ワードにまとめて記録
してもよく、また、それぞれ個別の記憶場所に記
録してもよい。※ 次に、被測定マクロホンの周
波数特性の測定時には、マイクロホン１３に上記
被測定マイクロホンを用いるとともに、各切換ス
イツチ２１，２２をそれぞれ切換接点Ｂ側に切換
接続する。このとき、記録再生装置２０あるいは
再生専用装置にて上記信号記録媒体を再生するこ
とにより得られた上記測定用標準信号が、切換ス
イツチ２１を介し、パワーアンプ１６を介してス
ピーカ１２に供給される。ここで、第３図はスピ
ーカ１２の裸特性、すなわち、一定レベルの周波
数スイープ信号がスピーカ１２に供給されたとき
のマイクロホン１３の設置位置における音圧レベ
ルを示し、周波数特性曲線は平坦になつていな
い。これに対して、上記測定用標準信号をスピー
カ１２に供給した場合の上記マイクロホン位置に
おける音圧レベルは、たとえば第４図のように表
われ、極めて平坦な周波数特性曲線が得られる。

したがつて、マイクロホン１３の位置に設置さ
れた被測定マイクロホンからの出力信号を、増幅
器１９および切換スイツチ２２を介して音響信号
分析装置２３に送ることにより、被測定マイクロ
ホンの周波数特性を容易に測定できる。さらにこ
のとき、周波数スイープ動作に関連して上記同期
信号が音響信号分析装置２３に供給されるから、
現在の周波数値を上記情報信号としての同期信号
（をカウントすること等）によつて検知すること
ができ、たとえばペンレコーダ等で周波数特性曲
線を描かせる場合の周波数軸方向へのペンの移動
を上記同期信号によつて制御させることにより、
測定を自動化することも可能である。

さらに、記録再生装置２０にて上記測定用標準
信号を再生する際に、いわゆる間引き再生を行な
つたり、デイジタル信号処理によつて時間軸の圧
縮、伸張処理を行なうこと等により、たとえば周
波数スイープ信号の周波数を変化させることなく
スイープ時間を短縮することができ、測定時間の
短縮化が図れる。この場合、上記情報信号として
の同期信号はたとえば周波数スイープ信号のスイ
ープ速度に対応して変化するから、音響信号分析
装置２３側では現在分析中の周波数値等を正確に
知ることができる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるも
のではなく、たとえば上記測定用標準信号に関連
した情報信号としては、単に同期信号の用いるの
みならず、対応する周波数値を示すデイジタルデ
ータ信号や音響信号分析装置２３側でのペンレコ
ーダ動作開始あるいはフイルタ切換動作等の制御
信号を含むような情報信号を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明に係る音響特性測定方法によれば、測定
用標準信号の記録時に、スピーカの特性を補償す
るようにレベル制御されたレベル制御手段（たと
えばVCA）からの測定用標準信号と、この信号
の内容に関する情報信号（たとえば同期信号）と
を記録媒体に記録し、測定時には、上記記録時の
標準マイクロホン配設位置に被測定マイクロホン
を配設し、上記記録媒体を再生して得られる測定
用標準信号をスピーカに供給し、上記被測定マイ
クロホンからの出力信号と上記記録媒体を再生し
て得られる上記情報信号とを音響信号分析装置に
供給して音響特性測定を行なつているため、被測
定マイクロホンは、標準マイクロホン配設位置と
物理的に正確に一致する位置に配設でき、測定時
には被測定マイクロホンのみが設置され、従来の
ような２個のマイクロホン間の位置ずれや相互干
渉等がなく、高精度の特性測定が行なえるのみな
らず、上記情報信号を用いて音響信号分析装置の
動作を制御することにより、測定作業の簡略化、
さらには測定の完全自動化をも図ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の音響特性測定方法を説明するた
めの模式図、第２図は本発明の一実施例としての
音響特性測定方法を説明するための模式図、第３
図はスピーカの裸特性を示す周波数特性グラフ、
第４図はスピーカに測定用標準信号を供給したと
きの周波数特性グラフである。 １１……無響室、１２……スピーカ、１３……
マイクロホン、１４……発振器、１５……VCA、
１７……スタート回路、２０……記録再生装置、
２１，２２……切換スイツチ、２３……音響信号
分析装置、２４……同期信号発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定用標準信号の記録動作時には、測定用信
   号発生器からの出力をレベル制御手段を介してス
   ピーカに供給し、このスピーカからの音を標準マ
   イクロホンにて収音し、この標準マイクロホンか
   らの出力に応じて該標準マイクロホンの配設位置
   における音圧レベルが一定となるように上記レベ
   ル制御手段を制御して測定用標準信号を得るとと
   もに、上記レベル制御手段からの測定用標準信号
   と上記測定用信号発生器からの出力信号の内容に
   対応する情報信号とを記録媒体に記録し、測定動
   作時には、上記記録媒体を再生して得られる上記
   測定用標準信号を上記スピーカに供給するととも
   に、上記標準マイクロホンの配設位置に被測定マ
   イクロホンを配設し、この被測定マイクロホンか
   らの出力と上記記録媒体を再生して得られる上記
   情報信号とを音響信号分析装置に供給して音響特
   性を測定することを特徴とする音響特性測定方
   法。