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オーディオ用テスト信号を作る アーカイブ

2009年4月22日

連載(14)LTSPICEで回路の検討  オーディオ用テスト信号を作る(1)

 LTspiceでは、任意の波形の信号を作成できます。また、作成した信号をPCのオーディオ・システムから出力し音として確認することができます。
 オーディオ・システムのテスト信号として、オーディオ・テストCD-1と呼ばれるテスト信号を記録したCDがあります。このCDに記録されているテスト信号をLTspiceで作成し、シミュレーションを実行しWAVEファイルに保存し実際のオーディオ・システムで再生してみます。

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2009年4月30日

連載(15)LTSPICEで回路の検討 オーディオ用テスト信号を作る(2)

複数のWaveファイルを作る
  前回、ピーク0.1Vの大きさで1kHzの正弦波信号を2分間ステレオの左チャネルに出力するWaveファイルを作りました。今回はこの信号源を基に右チャネルのみ、左右両チャネル共に出力するファイルを作ります。


右チャネル用
 右チャネル用は、信号の大きさは前回作成した左チャネルと同じですので、次に示すようにV(OUT-L)とV(OUT-R)を入れ替え、ファイル名を変更して作成します。

    .Wave cd102060.wav 16 44.1k V(OUT-R) V(OUT-L)

L+Rのファイル
  両方に同じ信号を出力するので、次に示すようにチャネル1、2共にV(OUT-L)を設定します。
   .Wave cd102070.wav 16 44.1k V(OUT-L) V(OUT-L)
 このファイルを、一度のシミュレーションで書き出すように次のように設定します。

LTSP2150020.jpg

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2009年5月 7日

連載(16)LTSPICEで回路の検討 オーディオ用テスト信号を作る(3)

スポット信号の作成
 部屋の音圧の周波数特性を調べる場合、1kHzを中心に1/3オクターブ刻みの周波数でそれぞれ音響測定を行います。そのために1kHz を中心に20Hzから20kHzまでの間を1/3刻みで30ポイントの周波数で測定します。オーディオ・テスト用のCD-1には、この測定のための信号源としてL+R の0dBの出力レベルの信号が次の周波数で10秒間ずつ出力されます。

LTSP2160005.jpg

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2009年5月18日

連載(17)LTSPICEで回路の検討 オーディオ用テスト信号を作る(4)

オクターブを12分割する
  スピーカや部屋の音響特性を測定するための信号源として、1kHzの正弦波を中心に1/3オクターブ間隔で20Hzから20kHzの31ポイントの測定点が利用されます。
 また平均律の音階はオクターブ間を1/12分割して半音ずつの音階を作りミとファ、シとドの間を半音としその他は2/12の全音間隔でドレミファの音階が作られています。この音階の周波数に応じた正弦波を生成してみます。

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2009年6月 1日

連載(18)LTSPICEで回路の検討 オーディオ用テスト信号を作る(5)

音階の周波数
   前回、ラの音は220Hzと1オクターブ上のラの音の440Hzの間を12分割した正弦波の波形をBVで作成しました。

 各周波数と音階の関係は次のようになります。現在一般的に利用されていて、前回シミュレーションした平均律と純正率、ピタゴラス音階の周波数も載せてあります。

LTSP2180005.jpg

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2009年6月 9日

連載(19)LTSPICEで回路の検討 オーディオ用テスト信号を作る(6)

オーディオ・チェック信号を連続して作成
  オーディオ・チェック信号は1kHzを中心にして、1/3オクターブ単位で1kHz以下は20Hzまで17ポイント、1kHz以上は20kHzまで13ポイントあります。この各ポイントの周波数は、次の計算式で算出できます。

チェック信号周波数= 1000 × 2^(n/3)  ^は累乗を示す
 n : 1kHzを中心にしたチェック信号の1/3オクターブ単位の並びの順番
     1kHz以下は-の負号とする

 この計算方法でEXCELを用い計算した結果を次に示します。

LTSP2190010.jpg

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2009年6月16日

連載(20)LTSPICEで回路の検討 オーディオ用テスト信号を作る(7)

時間の経過をパラメータとする場合
 電圧源からの発振周波数は、基準周波数に対して2^(n/3)で計算される1/3オクターブ刻みの周波数で発振する正弦波が必要となります。
 チェック信号周波数、

 S= 1000 × 2^(n/3)=1000*pow(2,n/3)    (1)

 この正弦波を得るために、BV(Arbitrary behavioral voltage)の電圧源が利用できます。BVで正弦波を得るための指定は、前回確認したように次の式で指定します。

 

 V=A*SIN(2*PI*time*S)                (2)
    A:正弦波のピーク電圧値
    S:正弦波の周波数
(1)式と(2)式から
   V=A*SIN(2*PI*time*S)=A*SIN(2*PI*time*1000*pow(2,n/3))
   V= A*SIN(2*PI*time*1000*pow(2,n/3))        (3)

 nを時間の経過と共に0から13もしくは-17まで変化するパラメータが用意できれば、一度のシミュレーションで1kHzから20kHzまで、または1kHzから20Hzまでの1/3オクターブごとに変化する信号を作成することができます。
 nを .step のパラメータとして、次のように設定しました。

LTSP2200010.jpg

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2009年7月 1日

連載(21)LTSPICEで回路の検討 オーディオ用テスト信号を作る(8)

 BV(Arbitrary behavioral voltage)の電圧源が利用できます。BVで正弦波を得るための指定は、前回確認したように次の式で指定します。

  V=A*SIN(2*PI*time*S)              (1)
    A:正弦波のピーク電圧値
    S:正弦波の周波数

 時間の経過と共に、発振周波数を変えるためには(1)式のSの値を時間と共に変化させます。
     S=((SE-SS)/t)×time+SS
       SE : 開始周波数 Hz
       SS : 終了周波数 Hz
       t  : シミュレーション時間 秒


 LTspiceでこの設定を次のように行いました。

LTSP2210010.jpg

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