音場分布測定装置とその応用 大

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音場分布測定装置とその応用

大 島 静 夫

InstrumentationformeasuringPressureDistributioninAcoustic FieldandApplicationbyuse it

Shizuo Ohshima

（昭和51年10月31日受理）

SP

，

､MIC

1． まえがき

,ハ

音波を写真撮影する音場分布装置について2， 3の報 告がなされている1）2)。同装置は，音場分布の定性的な 把握スピーカーの指向性等各種測定に有用である。

同装置を設計製作し，簡単ではあるが一面開放箱を試 音場とし，音場分布を測定したので報告する。

ｸﾛIEo

ノ

DlFF、

AMP

CLIP‑

PER

2． 装置について3） 4）

本装置の基本構成は，図1のごとくである。発振器か らの一定周波数連続信号波を増巾しスピーカに接続し，

供試箱に定常的な音場を形成させる。任意の測定点の音 波をマイクロホン（以下マイクと呼ぶ）で受け， この信 号とスピーカの信号とを差動増巾器の各,々の入力とす る。この電圧をEdi,, Edi2とすれば，差動増巾器の出力 Edoは，その機能により位相βに関し，図2(b)のような 出力を得る。この差動増巾器の前段にEdi,,Edi2に極端 な差がでないよう，一段の可変利得型のアンプを演算増 巾器を用い製作した。差動増巾器も次段への入力調整を 考慮し可変利得型とした。この出力に対し， しきい値を 設けるべくクリッパ回路を挿入する。動作例を図2(d)(e) (f)に示した。この信号を増巾すると位相差に応じ発光ダ イオード（以下LEDと呼ぶ）を動作させることができ る。ここでは，音波の波頭をはっきり撮影するためLED のV‑I特性のもつしきい値（約1.5Vまで発光しない）

だけではなく積極的な制御を目的とし， クリッパ回路を 製作した。しかし系としての増巾度が大きくなるためシ ョックノイズによる走査班等の問題があり検討の余地が ある。

装置としては以上の動作を確認した。各部の波形は図 2に載せた。図2は位相βに関し出力がどのように変化 するかを示すため，近接した周波数 (Edi,=100mV, 1000Hz, Edi2=8.7mV, 1025HZ)を差動増巾器の各端 子への入力とし，図4のA.B,C,D点における波形を 測定したものである。 この出力波形のエンベロープが位

昭和52年2月

SP 皿C

図1

PT‑20パイオニア（株）

ECM‑200改ソニー（株）

ブロックタイヤグラム

恥 撚 群 吟

︐ 蝉 僻 陶 腰 障 膨 牒 眈

(d) 2V/cm

Ec＝0V

／へ1 1qノ

瀕蟻

隈磯

藤

(e) 2V/cm

Ec＝2V

(c) 2V/cm (f) 2V/Cm

Ec＝4V

0 1 2

‑(cm)

T=5mS/cm

各部の波形

図2

大 』;ル 静 夫

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(b) f=2.5KHz吸音材なし (a) f=2.5KHz吸音材あり

(c) f=5KHz吸音材あり

(d) f=5KHz吸音材なし

(e) f=10KHz吸音材あり

(f) f=10KHz吸音材なし

相〃に関する出力となる。回路図は図4に示した。実験 の際は，本構成では利得不十分なため， アンプ(JA‑S5) を接続し，測定した。 この装置を暗室に設置し, LEDと 一体のマイクを走査させ写真撮影する。以上が装置の概 要である。

3． 実験方法と結果

音場分布測定装置を用い一例として一面開放箱の底面 に吸音材のある場合とない場合を測定した。箱の構造お よび寸法は図5のごとくである。寸法は研究室の1/10と (9) f=5KHz吸音材あり

図3 測定例

秋田高専研究紀要第12号

音場分布測定装置とその応用

9013P 0

、

／

工一︽

◎い

工一ゞ

VC

MAIN

＆LED

503 503

C

L踵

図4 回路図

す。図中Sは，スピーカーの位置の近傍を示す。

マイクが微小であれば，位相に関し完全な動作をする がマイクは実際上無視できない体積を有するので，その 部分の平均となる。また位相差が大きくてもマイクへの 入力が小さければ出力が小でありLEDは発光しない。

つまり発光区間は，音圧が大でありかつ位相差の大きな 区間といえる。定性的には音波の波頭をとらえるものと いえる。図3の測定例は，上記のことに留意しなければ いけない。

の︒③

4． あとがき

音場分布測定装置を設計製作し，一応の性能が得られ たので報告する。今後は，各種音源,音場の検討また理 論的な追求が必要であろうと考えている。

最後にいつも御指導載いている当校佐藤武治教授なら びに本研究を終始協力してくれた昭和50年度卒研生松本 郁夫君に深く感謝致します。

叩の側

参考文献

1）城戸，木村：音場分布測定装置とそれを用いての 音響中心の推定:音講論文集p271〜P272(74,6) 2）淡中ほか3名；音場構造測定装置の開発:音講論

文集p273〜p274(74,6)

3） トラ技：実用電子回路ハンドブヅク:cQ出版 (S50,6)

4)村岡:OPアンプ回路の設計:cQ出版(S48, 8）

MIC&LED 図5供試箱構造および測定方法

した。

マイクの走査は，前後はモーターを用い，左右は適当 な巾を手で移動した。マイクはなるべく音場を乱さない ように，市販品を改良して用いた。本報告では周波数と して2.5K, 5K,10K(HZ)で測定した。比率から上記 周波数は, 250,500,1K(Hz)相当となる。また特殊 例としてステレオ音場を測定した。測定例は，図3に示

昭和52年2月