JPH11148857A

JPH11148857A - 基準音源

Info

Publication number: JPH11148857A
Application number: JP31329697A
Authority: JP
Inventors: Hideo Suzuki; 英男鈴木; Atsuyuki Takazawa; 淳之高澤
Original assignee: Ono Sokki Co Ltd
Current assignee: Ono Sokki Co Ltd
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】音響パワー測定用の基準音源に関し、放射音響
パワーを正確に測定する。【解決手段】箱体１１１に外向きに設置された１つ以上
のスピーカ１１２と、スピーカからの所望の放射パワー
スペクトルを持つ音が発せられたときにマイクロホンで
得られる、箱体内部の音圧の周波数分布比を記憶する記
憶部と、ノイズ信号発生器と、箱体内部の音圧の周波数
分布が、記憶部に記憶された周波数分布と合致するよう
に、ノイズ信号発生器で得たノイズ信号の複数の周波数
成分それぞれの信号レベルを調整するイコライザと、イ
コライザで調整された後の、複数の周波数成分が合成さ
れた信号を増幅してスピーカを駆動するパワーアンプと
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音響パワー測定用
の基準音源に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種機器が発生する騒音を如何に
して低減させるかということが１つの問題となってい
る。そのためには、機器が発生する騒音の大きさを正確
かつ簡易に測定する技術が必要となる。機器の騒音の大
きさを評価するにあたり、その機器からある程度離れた
ある点での騒音レベルを測定することが従来行われてき
たが、そのような騒音レベルはその機器の設置場所や測
定位置に大きく依存するため、そのような騒音レベルに
代わり、その機器が発するトータルとしての音響放射パ
ワーで評価するようになってきている。このような動向
に鑑み、近年、音響パワー測定に関するＩＳＯ規格が制
定された。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】音響放射パワー測定自
体は従来から行なわれており、従来、この音響放射パワ
ー測定には、通常、半無響室や残響室などで、コントロ
ールされた環境下でその環境の特性を考慮した測定が行
なわれている。しかしながら、半無響室や残響室を設置
するには大きなスペースと多大な設備費を必要とし、仮
に近くにそのような設備があったとしても機器によって
はその機器をそのような環境に持ち込めない場合もあ
る。

【０００４】コントロールされた環境下にない機器（音
源）の音響放射パワー測定法として、音響インテンシテ
ィを測定し、この音響インテンシティから音響放射パワ
ーを求める方法が知られている。この方法は、音源（機
器）を囲む閉曲面上の各点でその閉曲面に垂直な方向成
分を測定し、それを面積積分するという方法である。し
かしながら、音響インテンシティ法の場合、特別な測定
装置が必要であり、測定自体も極めて厄介であり、実験
的に一台だけ測定するような場合は別として、音源（機
器）の音響放射パワーを手軽に測定するといった場合に
は不向きである。

【０００５】コントロールされた環境下にない音源の音
響放射パワーのもう１つの測定法として、音響放射パワ
ーが既知の基準音源と、測定しようとする音源とを比較
する方法（比較法）がある。この方法は、基準音源と、
測定しようとする音源を、順番に同じ位置において、双
方について複数の同一点で音圧レベルを測定し、それら
の平均自乗音圧比を求め、この平均自乗音圧比から対象
とする音源の音響放射パワーを求める方法である。この
比較法は、適切な基準音源があれば、コントロールされ
た環境下でなくても、最も手軽に音響放射パワーを測定
することができる。

【０００６】この比較法を採用するにあたり必要となる
基準音源として従来用いられているものには、大別して
機械式（ブロア式）とスピーカ式との２種類がある。機
械式は通常、ブロアを回転させる方式であり、かなりの
広い周波数帯域にわたる音が発せられるが、放射音響パ
ワーの特性を、例えばホワイトノイズ、ピンクノイズ等
所望の特性に制御することが困難であり、放射音響パワ
ーのレベル（音の大きさ）も調整が困難であり、さら
に、温湿度等の環境の変化や経年変化等を受けやすくそ
の動作状態を常に一定の状態に保つことが困難である。

【０００７】一方、スピーカ式の場合、そのスピーカに
加える信号により任意のスペクトル分布を有する音を発
生させたり、必要な周波数帯域の音だけを発生させるこ
とも可能であり、スピーカ式の場合は、このように極め
て自由度が大きい。このスピーカ式には、１個のスピー
カを箱に入れたものや、多面体形状の箱の各面にスピー
カを取り付けたものなどがある。

【０００８】しかしながら、スピーカ式にも問題点が存
在する。すなわち、スピーカに入力する信号は電気的な
信号であって、それを一定に保っても、そのスピーカ自
体は機械的な構成要素を含み、温湿度の変化や経年変化
による特性変化を抑えることはできず、そのような特性
変化があるとその特性変化がそのままそのスピーカから
の放射音響パワーに影響する。また、スピーカの振動膜
の機械インピーダンスが機械式の基準音源と比較して小
さいため、狭い室内で測定を行なおうとすると、その部
屋の壁からの反射音によりその振動膜の振動量が変化し
てしまい、正しい測定が行なわれない結果となる。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、放射音響パワ
ーを正確に測定することのできる基準音源を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の基準音源は、箱体と、その箱体に外向きに設置され
た１つ以上のスピーカと、その箱体内部の音圧を測定す
るマイクロホンとを備えたことを特徴とする。ここで、
上記の基準音源を実際に駆動するにあたっては、上記マ
イクロホンで得られた、箱体内部の音圧の周波数分布を
求める周波数分解器と、スピーカからの所望の放射パワ
ースペクトルを持つ音が発せられたときにマイクロホン
で得られる、箱体内部の音圧の周波数分布比を記憶して
おく記憶部と、ノイズ信号を発生するノイズ信号発生器
と、マイクロホンで得られる、箱体内部の音圧の周波数
分布が、記憶部に記憶された周波数分布と合致するよう
に、ノイズ信号発生器で得られたノイズ信号の複数の周
波数成分それぞれの信号レベルを調整するイコライザ
と、イコライザで調整された後の、複数の周波数成分が
合成された信号を増幅してスピーカを駆動するパワーア
ンプとを備えることが好ましい。

【００１１】尚、箱体に複数のスピーカが設置されてな
る基準音源の場合、上記ノイズ信号発生器、上記イコラ
イザ、および上記パワーアンプは、複数のスピーカそれ
ぞれに対応して独立に備えられていることが好ましい。
ここで、マイクロホンで得られる、箱体内部の音圧の周
波数分布と記憶部に記憶された周波数分布との比較、調
整は、実際の測定の間、常に行なってもよいが、スピー
カの特性は短期的には変化しないことを考慮し、測定場
所に設置した後、実際の測定に先立って行ない、実際の
測定の間は、その測定に先立って行なった調整後の状態
を維持するようにしてもよい。

【００１２】また、複数のスピーカを備えた基準音源の
場合、その比較にあたり、複数のスピーカを同時に鳴ら
して時間的な平均をとることにより複数のスピーカそれ
ぞれを調整してもよいが、実際の測定に先立ってその比
較、調整を行なう場合は、スピーカを１つずつ順次鳴ら
して各スピーカそれぞれについて比較調整することが好
ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の基準音源の一実施形態の構
成図、図２は、図１に示すスピーカボックスの断面を示
した図である。図１に示す基準音源１０は、スピーカボ
ックス１１と信号処理系１２とからなり、スピーカボッ
クス１１は、多面体形状の箱１１１と、その箱１１１の
内部の各面に外向に取り付けられた複数のスピーカ１１
２と、その箱１１１の内部の音圧を測定するマイクロホ
ン１１３が備えられている。また、この箱１１１の内部
の底部には、通常内部の反射を防ぐことを目的として吸
音材１１４が配置されている。

【００１４】すなわち、このスピーカボックス１１は、
室内の床に置かれ、上方および斜め上方に音を放射する
タイプのものである。図１に示す基準音源１０の信号処
理系１２は、リアルタイムアナライザ１２１、演算部１
２２、記憶部１２３、ランダムノイズジェネレータ１２
４、イコライザ１２５、およびパワーアンプ１２６で構
成されている。ここで、ランダムノイズジェネレータ１
２４、イコライザ１２５、およびパワーアンプ１２６
は、スピーカボックス１１に設置された複数のスピーカ
１１２に対応して複数備えられている。

【００１５】ランダムノイズジェネレータ１２４は、広
い周波数帯域の信号成分を、例えばピンクノイズとして
定義される比率で含むノイズ信号を生成する。イコライ
ザ１２５は、演算部１２２の指令を受けて、ランダムノ
イズジェネレータ１２４で得られたノイズ信号の各周波
数成分毎の信号レベルを調整する。パワーアンプ１２６
は、イコライザ１２５で各周波数成分の信号レベルが調
整された後のノイズ信号を増幅してスピーカ１１２を駆
動する。

【００１６】スピーカ１１２の駆動により、スピーカボ
ックス１１の内部に発生した音圧はマイクロホン１１３
でピックアップされ、リアルタイムアナライザ１２１で
各周波数成分毎の信号レベルが求められ演算部１２２に
入力される。以下、図１に示す基準音源の初期校正と、
実際の測定との２段階に分けて説明する。

【００１７】図１に示す基準音源の初期校正時には、ラ
ンダムノイズジェネレータ１２４で生成された例えばピ
ンクノイズを、例えばイコライザ１２５で加工せずにパ
ワーアンプ１２６に送り、スピーカ１１２を駆動する。
ここでは、スピーカ１１２は複数存在するが、それらの
スピーカは１つずつ、そのスピーカ１１２に対応するラ
ンダムノイズジェネレータ１２４やパワーアンプ１２６
を用いて順次に駆動される。

【００１８】ある１つのスピーカ１１２が駆動されてい
る状態で、マイクロホン１１３でスピーカボックス１１
の内部の音圧がピックアップされ、リアルタイムアナラ
イザ１２１で周波数分析が行なわれる。その際、その駆
動されているスピーカ１１２の振動膜の動きを、例えば
レーザドプラ速度計で観察し、スピーカ１１２の振動膜
の各周波数毎の振動レベルを測定する。そのスピーカ１
１２をピンクノイズとしての周波数分布を持った信号で
振動しても、そのスピーカ１１２の振動膜の音響インピ
ーダンスは各周波数成分毎に異なるため、そのスピーカ
１１２からは必ずしもピンクノイズは放射されない。

【００１９】そこで、今度はランダムノイズジェネレー
タ１２３で生成されたピンクノイズにイコライザ１２５
を作用させ、スピーカ１１２の振動膜の動きがピンクノ
イズとしての周波数分布を持った動きとなるように調整
し、そのように調整された時の、マイクロホン１１３で
ピックアップされリアルタイムアナライザ１２１で周波
数分析された周波数分布を記憶部１２に記憶しておく。
ここで、スピーカ１１２の振動膜の振動レベルと、マイ
クロホン１１３でピックアップされる、スピーカボック
ス１１の内部の音圧は、いずれの周波数成分に関しても
比例関係にある。以上の校正を、スピーカボックス１１
に取り付けられた各スピーカ１１２について順次行な
う。

【００２０】また、例えば無響室等のコントロールされ
た環境下で、音響放射パワーを測定し、パワーアンプ１
２６の増幅率と音響放射パワーとの関係も調べておく。
さらに、ランダムノイズジェネレータ１２４が各種のノ
イズ信号（ピンクノイズ、ホワイトノイズ、ある周波数
帯域に制限されたノイズ等）の発生が可能なものである
場合は、上記の校正を各種のノイズ信号それぞれについ
て行なう。

【００２１】以上のような初期校正が済んだ基準音源１
０を用いて実際の測定を行なう場合、この基準音源１０
は以下のように取り扱われる。即ち、スピーカボックス
１１が所定の測定位置に置かれた後、初期校正のときと
同様にしてスピーカ１１２を１つずつ鳴らし、演算部１
２２は、その時点にリアルタイムアナライザ１２１で得
られた周波数分布と、記憶部１２２に記憶された、同一
のスピーカの周波数分布とが同一の周波数分布となるよ
うに、イコライザ１２５を制御する。この動作を各スピ
ーカ１１２について繰り返すと、各スピーカ１１２から
所望の、例えばピンクノイズが放射されることになる。
その後、全てのスピーカ１１２を同時に鳴らし、このス
ピーカボックス１１から放射された音圧と、このスピー
カボックス１１に代えて同じ位置に置かれた測定対象の
音源の音圧とを比較することにより、その測定対象の音
源の音響放射パワーを知ることができる。

【００２２】本実施形態では、上記の方式を採用するこ
とにより、スピーカ１１２の特性の変化や、スピーカボ
ックス１１の設置場所の環境によらず、安定した音響放
射パワーを実現することができる。また、上記実施形態
では複数のスピーカ１１２を備え、それら複数のスピー
カ１１２を独立に駆動しているため、個々のスピーカの
特性の変化を独立に補正することが可能となり、また複
数のスピーカからの合成音圧も位相干渉がなくなるた
め、指向性がより無指向性に近づき、理想的な基準音源
に近づくことになる。さらに、複数のスピーカを独立に
駆動していることから、個々のスピーカが互いに独立に
振動し、それぞれのスピーカ１１２がスピーカボックス
１１を、いわば’独り占め’した状態に近づき、同一の
信号源からの信号で複数のスピーカを同時に駆動した場
合に見られる、スピーカボックス１１の共振周波数が上
昇するという欠点も解消されることが期待できる。

【００２３】尚、上記実施形態は、複数のスピーカを備
えているが、本発明の基準音源ではスピーカは必ずしも
複数である必要はなく、その用途に応じて１つのみであ
ってもよい。また、上記実施形態では信号処理系１２は
スピーカボックス１１と別体のように示されているが、
この信号処理系１２は、スピーカボックス１１に内蔵さ
れていてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スピーカ式の長所をそのまま採用しつつ、より高精度な
音響放射パワー測定に用いることができる基準音源が実
現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基準音源の一実施形態の構成図であ
る。

【図２】図１に示すスピーカボックスの断面を示した図
である。

【符号の説明】

１１スピーカボックス１２信号処理系１０基準音源１１１箱１１２スピーカ１１３マイクロホン１１４発泡ウレタン１２１リアルタイムアナライザ１２２演算部１２３記憶部１２４ランダムノイズジェネレータ１２５イコライザ１２６パワーアンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】箱体と、前記箱体に外向きに設置された１つ以上のスピーカと、前記箱体内部の音圧を測定するマイクロホンとを備えた
ことを特徴とする基準音源。
【請求項２】前記マイクロホンで得られた、前記箱体
内部の音圧の周波数分布を求める周波数分解器と、前記スピーカからの所望の放射パワースペクトルを持つ
音が発せられたときに前記マイクロホンで得られる、前
記箱体内部の音圧の周波数分布を記憶しておく記憶部
と、ノイズ信号を発生するノイズ信号発生器と、前記マイクロホンで得られる、前記箱体内部の音圧の周
波数分布が、前記記憶部に記憶された周波数分布と合致
するように、前記ノイズ信号発生器で得られたノイズ信
号の複数の周波数成分それぞれの信号レベルを調整する
イコライザと、前記イコライザで調整された後の、複数の周波数成分が
合成された信号を増幅して前記スピーカを駆動するパワ
ーアンプとを備えたことを特徴とする請求項１記載の基
準音源。
【請求項３】前記箱体に複数のスピーカが設置されて
なる基準音源において、前記ノイズ信号発生器、前記イ
コライザ、および前記パワーアンプが該複数のスピーカ
それぞれに対応して備えられていることを特徴とする基
準音源。