簡易周波数測定・周波数特性グラフ・レベル変動測定グラフの製作

2013年10月30日

2013年11月12日更新 線グラフの周波数特性グラフとレベル変動測定グラフの製作を追加
2013年10月31日更新 スイープ信号の縦線を2kHzから2.5kHzへ周波数変更

Sound Forge Audio Studio 10.0でスイープ信号の製作

-4dBの0VU基準レベル用の設定
315Hzを-4dBで5秒
良く見る周波数測定グラフみたいになるように、スイープ信号を分割しながら間隔を調整して製作します。
別のソフトで3D周波数解析もできますが、カラーで綺麗なのですがレベル差がよくわかりませんでした。

リュージョン設定と名前変更
315Hz/5秒なので、315-5にしました。
 
315Hzの次に、-4dBの20Hzから30Hzを8秒のスイープ信号を貼り付けます。

リュージョン設定と名前変更。
20Hzから30Hzを8秒なので、20-30-8にしました。

次の信号は、30Hzから40Hzを7秒にします。
リュージョン設定の名前は30-40-7にしました。
このように、周波数設定と時間を調整します。

10Hz台の周波数と時間。
20Hzから30Hzを8秒、20-30-8。
30Hzから40Hzを7秒、30-40-7。
40Hzから50Hzを6秒、40-50-6。
50Hzから60Hzを5秒、50-60-5。
60Hzから70Hzを4秒、60-70-4。
70Hzから80Hzを3秒、70-80-3。
80Hzから90Hzを2秒、80-90-2。
90Hzから100Hzを1秒、90-100-1。

100Hz台の周波数と時間。
100Hzから200Hzを9秒、100-200-9。
200Hzから300Hzを8秒、200-300-8。
300Hzから400Hzを7秒、300-400-7。
400Hzから500Hzを6秒、400-500-6。
500Hzから600Hzを5秒、500-600-5。
600Hzから700Hzを4秒、600-700-4。
700Hzから800Hzを3秒、700-800-3。
800Hzから900Hzを2秒、800-900-2。
900Hzから1000Hzを1秒、900-1000-1。

1000Hz台の周波数と時間。
1000Hzから2000Hzを9秒、1000-2000-9。
2000Hzから3000Hzを8秒、2000-3000-8。
3000Hzから4000Hzを7秒、3000-4000-7。
4000Hzから5000Hzを6秒、4000-5000-6。
5000Hzから6000Hzを5秒、5000-6000-5。
6000Hzから7000Hzを4秒、6000-7000-4。
7000Hzから8000Hzを3秒、7000-8000-3。
8000Hzから9000Hzを2秒、8000-9000-2。
9000Hzから10000Hzを1秒、9000-10000-1。

10000Hz台の周波数と時間。
10000Hzから11000Hzを10秒、10000-11000-10。
11000Hzから12000Hzを9秒、11000-12000-9。
12000Hzから13000Hzを8秒、12000-13000-8。
13000Hzから14000Hzを7秒、13000-14000-7。
14000Hzから15000Hzを6秒、14000-15000-6。
15000Hzから16000Hzを5秒、15000-16000-5。
16000Hzから17000Hzを4秒、16000-17000-4。
17000Hzから18000Hzを3秒、17000-18000-3。
18000Hzから19000Hzを2秒、18000-19000-2。
19000Hzから20000Hzを1秒、19000-20000-1。

最後にもう一度、規準信号を入れます。
315Hz/5秒、315-5。

ここで、-4dB用として保存します。
別名で、-10dBと-20dB用として名前を付けて保存します。
それぞれ、3種類のグラフ用信号を製作します。
 
-4dB用スイープ信号から始めます。
繋ぎ目にグラフの縦線の代わりになる、信号を入れます。
0dB/2.5kHz/0.1秒の信号。
2013年10月31日更新 スイープ信号の縦線を2kHzから2.5kHzへ周波数変更。

-4dB用スイープ信号の完成。
 
-10dB用スイープ信号を製作します。
全体を選択して、ノーマライズで-10dBに設定します。
 
全体が-10dBになったら、繋ぎ目に縦線の0dB/2.5kHz/0.1秒の信号を入れていきます。
2013年10月31日更新 スイープ信号の縦線を2kHzから2.5kHzへ周波数変更。

-20dB用スイープ信号を製作します。
全体を選択して、ノーマライズで-20dBに設定します。
 
全体が-20dBになったら、繋ぎ目に縦線の0dB/2.5kHz/0.1秒の信号を入れていきます。
2013年10月31日更新 スイープ信号の縦線を2kHzから2.5kHzへ周波数変更。

-4dB、-10dB、-20dBの、各グラフ用スイープ信号ができました。
カセットテープに録音して、周波数測定をする

薦田紙工業鰍フ60分テープで測定テストをします。

パソコンからUSBオーディオインターフェース経由の出力を微調整フェーダーボックスに繋げます。
微調整フェーダーボックスの出力をカセットデッキに接続します。
カセットデッキの出力をミリパルにつなぎます。
基準レベルの-4dBの315Hzの信号で、録音同時再生出力レベルを合わせます。

基準レベルが合ったら録音を開始して、パソコンからテスト信号を再生ます。
0dBでテストする場合は、-4dB/315Hzを0dBに合わせて録音します。

次に 基準レベルの-10dBの315Hzの信号で、録音同時再生出力レベルを合わせます。

基準レベルが合ったら録音を開始して、パソコンからテスト信号を再生ます。
調整しなくても録音レベルつまみは、ほぼ同じになるはずです。

次に 基準レベルの-20dBの315Hzの信号で、録音同時再生出力レベルを合わせます。

基準レベルが合ったら録音を開始して、パソコンからテスト信号を再生ます。
調整しなくても録音レベルつまみは、ほぼ同じになるはずです。
 
キャリブレーションをして比較をします。
-4dB、-10dB、-20dBのテスト信号で、同じ作業を繰り返します。

カセットデッキの出力を、USBオーディオインターフェース経由でパソコンにつないで取り込み作業をします。
基準レベル-4dB/315Hzを、-4dBになるようにパソコン側の録音レベルを調整します。
キャリブレーション時との比較画面用に、モノラルで取り込み作業をしています。
0dBで録音したテープは、-4dBで取り込みをします。
スイープ信号がレベルオーバーするときは、オーバーしないレベルまで下げます。
 
取り込み終わった信号を、キャリブレーション有りと無しの-4dB、-10dB、-20dBに分けます。
規準信号315Hzを目印にします。

上からキャリブレーション無しの-4dB、-10dB、-20dBの再生周波数特性です。

-4dB比較用にに新規にステレオトラックを開きます。

キャリブレーション無し-4dBを、ステレオトラックの上にコピーします。

キャリブレーション有り-4dBを、ステレオトラックの下にコピーします。

マーカーを設定して、名前の変更をします。
ガイドになる縦線に、315Hz、20Hz、50Hz、100Hz、400Hz、1000Hz、4000Hz、10000Hz、14000Hz、20000Hz、315Hzの
各周波数を記入します。
マーカー設定と名前変更は、線グラフにする場合は必要ありません。

-4dBの周波数特性比較です。
上がキャリブレーション無し、下がキャリブレーション有り。

-10dB比較用に、新規にステレオトラックを開きます。
キャリブレーション無し-10dBを、ステレオトラックの上にコピーします。
キャリブレーション有り-10dBを、ステレオトラックの下にコピーします。

-10dBの周波数特性比較です。
上がキャリブレーション無し、下がキャリブレーション有り。

-20dB比較用に、新規にステレオトラックを開きます。
キャリブレーション無し-10dBを、ステレオトラックの上にコピーします。
キャリブレーション有り-10dBを、ステレオトラックの下にコピーします。

-20dBの周波数特性比較です。
上がキャリブレーション無し、下がキャリブレーション有り。

キャリブレーション有りと無しの、-4dB、-10dB、-20dBの比較です。

今回製作した各スイープ信号です。
sweep-4dB2.5.wav へのリンク
sweep-10dB2.5.wav へのリンク
sweep-20dB2.5.wav へのリンク
2013年10月31日更新 スイープ信号の縦線を2kHzから2.5kHzへ周波数変更。
カセットデッキの再生出力をミリパルで測定しながら、グラフ製作は出来ますがかなり大変です。
ミリパルの針をビデオ撮影して、コマ送りで2kHzのガイド信号を頼りに読み取ることも可能です。
このように、オーディオ編集ソフトがあれば簡易的な周波数特性測定ができます。

周波数特性グラフ(線グラフ)の製作

パソコンの画面を静止画として保存します。
キーボードのPrimt Screenのキーを押すと、画面全体がパソコン内に一時保存されます。
表示している画面を個別に保存するには、Primt Screen+Altで出来ます。
次にペイントのソフトを立ち上げて、貼り付けで画面に表示します。
後はJPEGなどで保存します。

フォトショップで線グラフ製作をします。
キャリブレーション無しと有りの、-4dB、-10dB、-20dBの波形を使用します。

レイヤーを追加して、線グラフ用の線と文字を入力します。

下のレイヤーの波形を消すとグラフだけになります。

下のレイヤーの波形の白い部分を自動選択ツールで選択し、選択範囲を近似値で指定して選択エリアを拡大します。

レイヤーを追加して、境界線を描くで線グラフ用の色をつけます。

下のレイヤーの波形を消すと、境界線だけになります。
選択を解除します。

線グラフに必要な部分以外を消します。

グラフの波形と重ねると、このようになります。

-20dB/-10dB/-4dBのキャリブレーション無しを黄緑色で、-20dB/-10dB/-4dBのキャリブレーション有りを同じ作業で重ねていきます。

必要な文字を記入します。
このまま、PSDファイル保存をします。

次に、ホームページ用に用紙サイズ変更と画像位置移動してPDFで保存しました。
レベル変動測定グラフの製作

波形のレベル表示を利用して、レベル変動測定グラフを製作してみます。
Sound Forge Audio Studio 10.0で1kHz/-10dBを1分間で作ります。

1kHz/-10dBです。

グラフ用の縦線が必要な場合は、10秒ごとに2kHz/0.05秒で挿入します。
この作業は無くても大丈夫です。

グラフ用の10秒間隔縦線入りです。

パソコンからUSBオーディオインターフェース経由の出力を微調整フェーダーボックスに繋げます。
微調整フェーダーボックスの出力をカセットデッキに接続します。
カセットデッキの出力をミリパルにつなぎます。
1kHzの信号を再生して、録音同時再生出力レベルを合わせます。

カセットデッキで録音を開始したら、1kHz/-10dbの信号を再生します。

カセットデッキで録音された音を再生して、パソコンにステレオで取り込みます。

取り込まれた信号の波形です。
上が左チャンネルで、下が右チャンネルです。

無音部分を切り取ります。

テストサンプルとして2種類録音しました。

テストサンプル1の波形を静止画として保存します。

テストサンプル2の波形を静止画として保存します。

フォトショップでグラフを製作します。

グラフ用の線を描きます。

テスト用のグラフですので簡単に作っています。

波形のレイヤーの白い部分を、自動選択ツールで選択します。

近似値で選択エリアを広げたあと、レイヤーを追加します。

境界線を描くを選びます。

境界線を好きな色で付けます。

下の波形のレイヤーを消すと境界線だけになります。
選択範囲を解除します。

線グラフ部分以外を消していきます。

線グラフ部分だけになりました。

グラフを重ねて表示。

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