吸音パネルを作ってみる。~その3~

こちらの記事で作成しました吸音パネルの効果がどの程度なのか調べるために、周波数測定をしてみました。

(記事リンク)吸音パネルを作ってみる。
~その1~(イントロダクション)
~その2~(製作編)
~その3~(この記事です。)
~その4~(測定編2)


ご注意! この記事は素人が適当に書いているものです。内容を保障するものではありません。参考程度にされますようお願いします。


[測定方法]
測定方法

上図のように、音源(KENWOOD LS-SK3-L)とマイクの間に吸音パネルを配置。音源と吸音パネル間、マイクと吸音パネル間は共に50cm程度離しています。

音源よりテスト信号を出力してマイクで測定を行い、吸音パネルがありの場合、なしの場合を比較します。テスト信号はサインスイープとピンクノイズの両方を使いました。

音源としてKENWOOD LS-SK3-Lというスピーカーを利用しています。このスピーカーを使った理由は、サイズがコンパクトであること、私が持っているスピーカーの中では一番フラットな周波数特性であるからです。なお、このスピーカーは改造されており、ケンウッドのオリジナルと同じではありません。(改造の詳細記事はこちら。)

マイク位置をもう少し低くしたかったのですが、所有しているマイクスタンドの関係で、高さ75cmの位置から音源(KENWOOD LS-SK3-L)のウーハーユニットに向けて、斜め下向きに設置されています。

使用ソフトウェア:
多機能 高精度 テスト信号発生ソフト WaveGene V1.40 efu氏
高速リアルタイム スペクトラムアナライザー WaveSpectra V1.40 efu氏


測定を行ったケースは以下の通りです。
[吸音パネルなし]
音源、マイク間に何も設置していない状態。この結果を吸音効果の比較対象とします。

[踏み台のみ]
音源、マイク間に踏み台のみを設置している状態。
吸音パネルは自立してくれないため、上図のように踏み台に立てかけた状態で測定しました。そのため、踏み台が吸音効果にどの程度影響するかを確認するために測定しています。

[吸音パネル(表面)]
ダンボール貼り付け面を音源側、フェルト貼り付け面をマイク側に向けて吸音パネルを設置した状態。通常使用での設置方法です。

[吸音パネル(裏面)]
フェルト貼り付け面を音源側、ダンボール貼り付け面をマイク側に向けて吸音パネルを設置した状態。[吸音パネル(表面)]ケースとの違いを見るために測定しました。

[(参考)コタツ板]
音源、マイク間にコタツ板を設置している状態。
吸音パネル以外の物体を、音源とマイク間に設置したケースがないため、参考として測定を行いました。身近にあったコタツ板を利用しています。

コタツ板

使用したコタツ板を吸音パネルを並べて置いた様子。写真を見ていただくと分かりますが、このコタツ板、吸音パネルが910×910(mm)に対して、750×750(mm)と一回り(二回り?)小さいため、あまりフェアな比較対象とはいえません(汗)。ちょうど良い物がなかったため、このようになってしまいました。


測定風景

測定の様子。見てのとおり、測定環境はあまりよろしくありません(汗)。


[測定結果]
ここからは、測定結果を掲載します。


グラフの見方:
[吸音パネルなし]の測定結果を「赤線」、他ケースの測定結果を「緑線」で示しています。「赤線」と「緑線」をオーバーラップさせて[吸音パネルなし]との違いを分かりやすくしています。また、両者の線が重なっている部分は「黄線」になっています。([吸音パネルなし]ケースはオーバーラップなし。)


[吸音パネルなし]
サインスイープ
吸音パネルなし 周波数特性(サインスイープ)
ピンクノイズ
吸音パネルなし 周波数特性(ピンクノイズ)

サインスープ(上段)に比べ、ピンクノイズ(下段)は中低域でかなりレベルダウンしています。やはりピンクノイズの再生は難しいようです。

実際の音楽再生では単一の周波数、しかもサイン波のみが入力されることはありえないので、ピンクノイズの測定結果のほうが参考になります。

設置方法の違いの影響だと思いますが、サインスイープの結果が以前測定したときに比べて、だいぶ低域が持ち上がっています。


[踏み台のみ]
サインスイープ
踏み台のみ 周波数特性(サインスイープ)
ピンクノイズ
踏み台のみ 周波数特性(ピンクノイズ)

サインスープ、ピンクノイズのどちらを見ても、踏み台を設置したことによる影響はないようです。

高域で多少影響が出るかな?と想像していたのですが、今回のケースでは、踏み台がマイク位置より低かったため、高域のレベル低下として現れなかったようです。


[吸音パネル(表面)]
サインスイープ
吸音パネル(表面) 周波数特性(サインスイープ)
ピンクノイズ
吸音パネル(表面) 周波数特性(ピンクノイズ)

吸音パネル通常利用方法での測定結果。

効果は指向性が鋭くなる2kHz以上の中高域を中心に現れています。おおむね2kHz~10kHzでマイナス10dB、10kHz以上でマイナス15dB~18dBといったところ。中域450Hz~2kHzの範囲でも5dB程度レベルダウンしているように見えます。

低域(450Hz以下)では指向性が広いので、まったく効果がないですね。音源を吸音パネルで包むように配置すれば違った結果がでるかもしれませんが、低域の吸音はやはり難しいです。


[吸音パネル(裏面)]
サインスイープ
吸音パネル(裏面) 周波数特性(サインスイープ)
ピンクノイズ
吸音パネル(裏面) 周波数特性(ピンクノイズ)

吸音パネルを裏返した状態での測定結果。

[吸音パネル(表面)]と比較してみると分かるのですが、これが困ったことにほとんど違いがないです(笑)。

細部を見ると微妙に違うところもあるんだけど、これくらいでは誤差の範囲をでないですねぇ(汗)。


[(参考)コタツ板]
サインスイープ
(参考)コタツ板 周波数特性(サインスイープ)
ピンクノイズ
(参考)コタツ板 周波数特性(ピンクノイズ)

比較用のコタツ板の結果です。

おおむね600Hz~2kHzがマイナス5dB、2kHz以上でマイナス8~10dBくらいレベルダウンしています。指向性の鋭い中高域を中心にレベル低下をしていますが、吸音パネルの場合より効果が少ないですね。

この結果の違いは、単にパネルサイズの違いからなのか、それとも吸音性能の違いからなのか、これを見ただけでは判断できませんねぇ。


[まとめ]
今回の測定で、吸音パネルを音源の前に設置することによって、パネルの後ろ側では音圧が中高域に限ってですが、レベルダウンすることは分かりました。

しかし、測定していて思ったのですが、今回の測定方法では、音源からの音をパネルで遮っているとは言えるかも知れませんが、吸音しているとは言えないですね。特にコタツ板の場合、音が板に反射して音源の方向に戻っているだけで、ほとんど吸音していないと思われます。

音源の後ろ側にマイクを設置して、音源の方向に反射している音圧レベルをケースごとに測定、比較すれば、反射しているか、それとも、吸音しているか判断できるかもしれませんが。うーむ…。


続くかもしれない… ->続き(その4)

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