音動楽人(みゅーたんと)

スタジオモニターヘッドフォン SONY MDR-Z1000  購入・長期使用レポート 《最高の音質を求めて 》 その2 重低音チェック

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ソニーヘッドフォンの重低音性能を用いて"聴力テスト?"を行ってみた。結果は老化現象?で通常の音圧では30Hzが実用レベルでの聴感限界?でした。

というわけで、一般の方の誤解も含め、配信コンテンツ(デジタルコンテンツ)による聴力テストの問題点に触れてみます。

MDR-Z1000性能テスト編 低域(重低音聴力テスト?!)

今回以下の環境で聴感テストを行いました。

Test 環境

使用ヘッドフォンアンプ TEAC DSD USD301(生産終了)

PCMデータ

サンプリング周波数 32k/44.1k/48k/88.2k/96k/176.4k/192k Hz
量子化ビット数 16/24/32 bit

※アップコンバージョン 192kHz (PCM 96kHz以下の信号のみ、ON/OFF選択可能)

最大出力レベル +14dBu(1kHz、フルスケール、10kΩ負荷時、0dB設定時)
出力インピーダンス 200Ω

ヘッドホン出力

コネクター 6.3mm(1/4")ステレオ標準ジャック
対応インピーダンス 16Ω~600Ω

最大出力レベル +14dBu(1kHz、フルスケール、10kΩ負荷時、0dB設定時)
出力インピーダンス 200Ω

周波数特性 5Hz~55kHz (-3dB、サンプリング周波数192kHz時)

S/N比 105dB 全高調波歪率 0.0015%(1kHz、サンプリング周波数192kHz時)

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コンピューイコライザー SE-SE88(生産終了)

周波数特性 10Hz~100Khz/-3dB SN110dB 最大出力電圧 5v/全高調波歪率0.5%

入力電圧:出力電圧 150mV(1:1)

イコライザー 可変範囲 ±10dB 

musivtest1.JPG

TEAC Peak Level Meter AP-300(生産終了)

指示範囲 -40dB~+5dB

(表示範囲)周波数特性 20Hz~20Khz/±1dB

※USD301出力による実測 データ

  • 2Hz -30dB 感度あり!(つまりUSD301も出力している※但しこれは後述する「お化けノイズ」の可能性あり!)
  • 4Hz -12dB
  • 6Hz -6dB
  • 8Hz -4dB.
  • 10Hz -3dB 
  • 12Hz -2dB
  • 14Hz -1.5dB
  • 16Hz -1dB
  • 18Hz -1dB
  • 20Hz -0dB

とデジタル時代にも十分に通用する周波数レンジを持っている。

使用ソース Youtube の"音響テスト"コンテンツ

今回は一般に入手しやすいYoutube の"音響テスト"コンテンツをもちいいました。

聴覚テストも含めてYoutube の"音響テスト"コンテンツを楽しんでいます?が...。

Gogleデジタル配信コンテンツの問題点、周波数特性

Youtubeでは16KHzでハイカットフィルターがかけられており、16KHz以上の音は「デジタルフィルタリング」されていることは読者各位周知の事実?!

後述するA/D変換時の付加ノイズ(フラッター周期音)で、30Hz以下は、正確な波形再生が難しく後述するオシレーターを用いないと、本当の単音(正弦波)による聴覚検査はデジタルコンテンツでは不可能です!

Youtube 重点音コンテンツの公開コメントで「聞こえないはずの16Hzの音が聞こえた!...」といった風の書き込みをよく見かけますが!

ほぼ確実に100%あなたの再生系の「ノイズ・擬音」を低周波音と勘違いなさっているのでしょう!

アップロードするときはアナログミックスダウン処理が必要

YoutubeなどGoogleに音楽コンテンツをアップロードする際には、再生帯域はGoogle任せにするのではなく、あらかじめ16KHzでアナログミックスダウン処理(ローパスフィルター処理)をした音源を用いてAD変換したデータをアップロードすべきでしょう。

※デジタルフィルタリングでは「可聴帯域内に余分な混変調歪が加算」されてしまう心配があります。

AD変調ノイズが許容できる範囲内?のコンテンツ

https://www.youtube.com/watch?v=Su-pYZYAljM

※いずれも伝送(WEB配信上ではDC~出力されていますが...貴方がお使いのDAC(パソコン、スマホ、DAC、アクティブスピーカーのAmpの周波数特性の問題で、実質?Hz~音声出力されているのかは、それぞれの再生環境で異なります!)

更に後述する「デジタル音源」の問題を内包していて、すべてのコンテンツが「test sourceとして供用(許容)レベルにある...?」とはいいがたいのが実情です!

その他のデジタルコンテンツ全般の問題点 についてはこちら。

重低音テスト(聴覚テスト?)

1951年1月生まれ当年69歳の小生は少々耳が疲れてきたようで?...

30Hz以下の重低音は聞き取りにくくなっているようでした。

※周囲が静かで音源に雑音がなければ(SNが良ければ)あれば22Hz程度までは聞き取れました。

(後日のチェックで+12dBほど音圧を上げると20Hzの感知することが可能でした!)

推奨視聴テスト方法

USB DAC・ヘッドフォンアンプの使用

できるだけ伝送・増幅系の「ノイズ」を避けるために、パソコン→(USB)→DAC→ヘッドフォン とすることをお勧めします。

再生側(コンシュマー側)オーディオ機器の問題

再生側の注意としては、「デジタルレベルを飽和させない」ことが重要です!

musivtest1.JPG

小生はー10dBを基本に各機器間のレベル合わせを行っています。(つまり10dBの余裕マージンを取っています。)

これで、過大入力による「saturationノイズ」を避けています!

まあ基本的に、各機器のSNは110dB以上(但しAMPはー96dB)あるので、AMPの半導体素子によるホワイトノイズは環境ノイズに比して十分に小さくて、問題は生じていません。

むしろ、後述する「デジタルコンテンツに関する幽霊ノイズが」緩和されて、より聞きやすい音になって居ます。

※オーバーサンプリング機能を持つTEACのDACで192kHz、32bitのオーバーサンプリングでUSB伝送しても、Wikipediaでも触れられているように、時によりアナウンサーや歌手の「サ行」が強調される場合があるので、現在は推奨設定の48kHz、32ビットに変換(オーバーサンプリング)してUSB転送しています。

※参)TEAC  USD301のドライバ設定

諧調(量子化bit)とサンプリング周波数(KHz)との関係

  • 16bit の時 32、44.1、48、88.2、96、176.4、192 
  • 24bit の時 ー、44.1、48、88.2、96、176.4、192
  • 32bit の時 ー、44.1、48、88.2、96、176.4、192
  • ※ドライバはTEAC汎用なので352.8KHz設定までありますが、USD301では192KHzまでしかサポートしていません。

スピーカーの場合は

「f0(最低共振周波数)」より以下の音では「空振り?」状態となり「一般に言う」「風切り音」いわゆる「フラッター音」(パタパタ、ガサガサ音)が聴感上」認知されますが、これは周波数的には一般的な成人の可聴音域(20~20KHz)内の比較的高い音で実際のオシレーター(発振器)から作られたサインウエーブではありません!

ヘッドフォンで聞こえるフラッター音?の正体は...

100%と言って良いぐらい、あなたのヘッドフォンアンプもしくは外付けアクティブスピーカーのAMPの「混変調歪」=ノイズです!

試しにアクティブスピーカーを外して「パソコンのステレオminiピン端子に直付け」してみてください「あら不思議?」聞こえたと思った16Hzのフラッター(パタパタ音)は聞こえなくなるでしょう!

※ただし、パソコンのアナログ音声回路は貧弱なので「耳に感じない程度のかすかなパタパタ音は含まれています!」

TEAC USD301の場合

推奨設定の48kHz、32ビットの転送の場合でDC~22Hz程度まで周期フラッターが生じますが。

実際のサイン波に対して微小レベル(SN40㏈程度(1/100))なので、実際の音楽コンテンツ視聴増幅レベル(設定メモリ50%出力)ではリスニングルームの環境ノイズの中に埋もれて、気になりません。

チープなアクティブスピーカーに多い電源からの「ハム音」

パソコンのマザーボードでは「電源」レギュレーターで各IC駆動用の直流電圧を1/100V単位で作成していますが、オーディオAMPで用いられているようなLC(トランス、コンデンサ)平滑ではなく、「スイッチング電源」回路が主流であり、十分に電源周波数関西60 関東50Hzが整流しきれずに、リップルが生じている場合がほとんどです。

したがって、それぞれの電源周波数に相当したハムノイズ:ブーンノイズとその奇数偶数倍数列の低周波ノイズが発生しやすいことになります!

これが「ブーン」に代表される「ハム音」の正体です!

電源がおろそかにされる場合によく発生して、「安価なデジタルアンプ」や「DC電源内蔵のアクティブスピーカー」ではスピーカーの再生帯域との兼ね合いで避けられない問題です。

アクティブスピーカー付属のイヤホン端子に高性能ヘッドフォンをつないでも「ブーン音」の脅威!にさらされることになるわけです!

真面目に聴覚測定するにはオシレーターとシンクロスコープが必要

CDでも周波数測定用のコンテンツは出ていますが...。

前途したように、デジタルコンテンツ特有の問題があって「100万円クラス」のDACやCDプレーヤーを使っても「量子化誤差」は解消できず、さらに「お化け音」も解消できないので、本当に重低音の「聴力測定」とスピーカーのの特性を知りたければ、WEB上でフリーソフト(オシレーターソフトとFFTソフト)を探して、モノラルマイクがあればパソコンのマイク端子に接続するだけで「SUBウーファー」の特性とセッティングはできます!(ヤマハ NS-500シリーズ サブウーファー 長期購入レポートの記事で紹介予定)

ご自身の聴覚テストをしたい方や、自作スピーカー(BOX)にチャレンジしたい方は...

真面目にご自身の聴覚低域特性を調べたい方は"デジタル雑音"を避けるために以下の機材をそろえる必要があります!

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OSショップ楽天市場店 で取り扱っています。

自作スピーカー(BOX)を作っておられる方には、必須のアイテムでしょう!

単純な、低周波正弦波(サインウェーブ)の再現だけでも、いろいろな問題を含んでいるデジタルコンテンツですが、複雑な波形の楽曲中でいろいろな不可解な現象がおこっているとすれば...。

できるだけ、余分な付加音(ノイズ)がないクリアーな環境で音(楽)を楽しみたいものです。

次回は最終回音楽視聴編。


 

公開:2020年1月11日
更新:2020年2月16日

投稿者:デジタヌ

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