戯れ言葉

サウンドI/F(オーディオインターフェイス) と WaveSpectra とその性能

カテゴリ:音響測定
タグ:

ファンクションジェネレータ(AFG-2005)を使用して
フリーのスペアナソフトWaveSpectra と
サウンドI/F(オーディオインターフェイス)の
SoundBlaster X-Fi Surround 5.1 Pro の組合わせでの
特性を確認します。
測定のブロック図(系統図)は下記の様になります。
2014080100 MeasBlock
PC とWaveSpectra の設定はちゃんとやっておきます。
これが正しくないと思わぬデーターとなり誤った評価を出してしまいます。
事実、私もとんでもない結果となり、最初から全ての見直しとなりました。

まずPC 側でのサウンドI/F の設定が必要ですが、
その前のドライバのインストでは、
サウンドI/F のドライバや適応ソフトは
提供メディア(CD 等)での導入が必須で、
Windows のOS 任せだけのドライバのインストだけでは
思った動作をしてくれませんでした。
で、PC の設定ですが私の場合は下記の通りです。
2014071402 DisaDevice
タスクバーのスピーカのアイコンから録音デバイスを選び、
無効なデバイスの表示をチェックして✔マークを入れ、

2014080101 RecDevice
使用するサウンドI/F の入力を有効にする。

2014080102 RecDeviceListen
このデバイスを聴く
は、ヘッドホン出力やLINE OUT から
音を出したいときにチェック。

2014080103 RecDeviceCustom
マイク入力を使用し一般マイクを使うときは
マイクブースト にチェック。

2014080104 RecDeviceLevel
レベルは最大。

2014080105 RecDeviceDetails
詳細タブでビットとレートを最大に。

2014080110 WaveSpectraInit
こちらはWaveSpectra の設定。
デバイス欄をPC と合わせます。
録音デバイスのフォーマットも。
窓関数はHanning にしています。

2014080111 Noise
ファンクションジェネレータの出力をLINE IN L に接続し
出力はOFF
LINE IN R はショート。
L チャンネルのスペクトルです。
上段真ん中に表示させたレベルメータで
残留雑音が
L :-68dB R :-78dB と知れます。
左上部にレベル最大値の周波数が出てます。
60Hz と表示されてますのでハムノイズが乗ってます。

2014080112 1kHz 1Vrms
PC 側の音量調整は最大にしておいて
ファンクションジェネレータのレベルを上げていくと、
あるレベルを境に高調波が激増します。
この点がクリップ点で、その直前が最大定格入力となります。
上の画像はそのレベルでのスペクトラムです。
ファンクションジェネレータの出力は1Vrms、
WaveSpectra の指示値は
ちゃんと0dB(V)(1Vrms )を指してますから、
この状態で、正確な低周波電圧計として利用できることが判りました。
(びっくり!)
また、サウンドI/F の最大定格入力も1Vrms と切りの良い数値ですから、
適当な数値でないことが判ります。
まぁできれば1.228Vrms の0VUにして欲しいところですが。
(後日追実験予定。サウンドI/F の最大入力はもっと高いのかもしれない)
ノイズのレベルが全体的に上がってますから
これはファンクションジェネレータのノイズ?
ファンクションジェネレータの性質上高調波成分は、
上図、スペクトラムで判然とするように奇数次の高調波のみです。
このときの全高調波歪率は0.08% を指してます。
(サンプリングの性質上約50kHz LowPass ∞ ?)

次に周波数特性を見てみます。
レベルを1/10 の100mV (-20dB )入力にして
周波数をゆっくり変えてみました。
2014080113 1kHz 100mVrms
1kHz

2014080114 10kHz 100mVrms
10kHz

2014080115 40kHz 100mVrms
40kHz
20Hz ~40kHz 間でフラットですから優秀です。

このサウンドI/F はマイク入力を持ってまして、
そのことに最近気づきまして、
大昔に買った安物のステレオマイクをつないでみると、
ノイズも少なくいけます。
雷を録音してやろうと待ち構えているのですが、
私の街は豪雨もなく今のところ平穏で・・・・・・

そのマイク入力
2014080121 MicNoise
無入力:残留雑音はこれで見るとひどいです。
なんか聴感上の印象とかなり違います。

2016 06 09:追記
このFFT は1/N oct (オクターブ)バンド幅で測定しているのではなくて
周波数を等分割して測定しています。
このため低域に向かって3db/oct でレベルが上昇しているんだと思われます。

2014080122 1kHz 9mVrms
LINE 入力時と同じようにクリップレベル(最大入力)を調べてみます。
入力電圧が9mV 近辺ですが、ファンクションジェネレータの下限近辺での測定なので、
ノイズがすごいですねぇ。
(測定系の問題かも?)
このときWaveSpectra は0dBV を指してますから、
このサウンドI/F のマイク入力の基準スペックは、
入力感度-40dBV  利得40dB
と推測されます。
今回のWaveSpectra の指示値が実際値に適合していることは、
色々便利です。

で、マイク入力の周波数特性を入力5mVrms で確認。
2014080123 1kHz 5mVrms
1kHz

2014080124 20kHz 5mVrms
20kHz

可聴帯域でフラットなので優秀。
音場測定(再生される部屋を含めた音響測定)では充分な性能を有してます。
もっとも音場特性でのマイクはコンデンサータイプが殆どなので、
マイク電源(ファントム電源)をどうするかの問題は残りますが。



はやく鳴らんかなぁ


2014 08 04
SoundBlaster X-Fi Surround 5.1 Pro の最大入力は
LINE で2Vrms、MIC で180mVrms でした。
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