Bluetooth スピーカーであれ、オーディオマニアのヘッドフォン アンプであれ、オーディオ製品を購入する際には必ず歪みについて耳にするでしょう。しかし、オーディオの歪みとは何ですか?そもそも歪みはどこから来るのでしょうか?
オーディオの歪みとは何ですか?
たとえオーディオの歪みだけに限定したとしても、歪みの定義が非常に曖昧であるのは仕方のないことです。特定の信号から得られるオーディオ波形が入力信号と比較して変化または変形している場合、それは技術的には歪みです。
オーディオの歪みには、線形と非線形の 2 種類があります。線形歪みは信号の振幅の変化であり、非線形歪みは信号の周波数成分の変化です。どちらもオーディオ歪みの一種ですが、ほとんどの人が可聴歪みについて話すとき、それは非線形歪みについて話しています。
線形歪みは信号に何も加えません。代わりに、それを直接変更します。これは、サウンドのピッチやボリュームの変更などの非常に顕著な方法で行われる場合もあれば、信号の位相の変更などのより微妙な方法で行われる場合もあります。
非線形歪みにより、信号に周波数が追加されます。これらは、サウンドの上にザラザラしたテクスチャのように聞こえる場合があり、まるで 古いビニール レコードを聴いている かのようです。録音にブーン、シューという音、パチパチという音を加えることができます。
とはいえ、非線形歪みは必ずしも不快なものではありません。ほとんどのポップ ミュージック制作では、クリーンで自然な録音のように聞こえる場合でも、ミキシング プロセス全体を通じてさまざまな形の非線形ディストーションが使用されます。
この記事では、遭遇する可能性が高い 3 つの最も一般的な形式のオーディオ歪みの不快な側面に焦点を当てます。これらは、全高調波歪み、クリッピング、およびスピーカー歪みです。
全高調波歪み (THD)
高調波歪みは、信号に存在する元の周波数に追加された音です。全高調波歪みは、オーディオ信号が元の信号と比較して、新しく追加された高調波周波数でどの程度構成されているかを測定したものです。
高調波周波数は必ずしも不要なものではありません。もし音楽がすべて基本周波数だったら、それはかなり退屈でしょう。音の倍音は、楽器に独特の音色を与えるものです。ギターの低音 E 弦は約 83 Hz ですが、さまざまな周波数の倍音によってギター弦のサウンドが得られます。
高調波が役立つのはこれだけではありません。たとえば、オーディオ エンジニアは、物理的に基本周波数を再生できない小型スピーカーでも低音楽器を確実に聞こえるようにするために、低音楽器の周囲の高調波周波数を強調することがよくあります。
ステレオ システムのコンポーネントが信号に高調波を加えると、通常は快適なものではありません。メーカーがコンポーネントの全高調波歪みを可能な限り低く保つことを目指すのはこのためです。たとえば、 クラス D アンプ の THD は通常 1% をはるかに下回ります。
この 1% という数字には理由があります。それは人々が気づき始めるレベルだからです。歪みが 1% 未満で聞こえるのは一部の人だけですが、その数値を超えるとほとんどの人が歪みに気づきます。
高調波歪みは、電話機から ホーム シアター システム に至るまで、増幅段を含むあらゆる製品に存在します。幸いなことに、この音はあまり聞かれないので、心配する必要はありません。
クリッピング
クリッピングは、信号が特定のしきい値を超えると発生します。多くの場合、このしきい値はアンプの定格電力ですが、さまざまな理由により、さまざまな段階でオーディオ信号にクリッピングが発生する可能性があります。
信号がどのように、またはなぜ閾値を超えているかに関係なく、これにより信号のピークが効果的に切り取られます。信号チェーンのどこでクリッピングが発生するかによって、クリッピングがどの程度突然発生するかが決まります。つまり、クリッピングは、ほとんど目立たない歪みから、ステレオの電源ボタンを押したくなるような大音量でぎざぎざの音まで多岐にわたる可能性があります。
デジタル クリッピングは通常、最も不快な種類です。これは、ソフトウェア、コンポーネントのアナログ – デジタル (ADC) またはデジタル – アナログ (DAC) コンバーター、または 外部 DAC などのスタンドアロン製品で発生する可能性があります。いくら何でも、それは聞きたいことではありません。
もちろん、不快なクリッピングサウンドは使用方法に起因することが多く、アナログの世界では素晴らしいサウンドになる場合もあります。 ギターのディストーションとオーバードライブは どちらもクリッピングの一種であり、他の方法では不可能な方法でギターを歌うことができます。
とはいえ、コンポーネントの不一致や、単に音量を上げすぎたためにステレオ システムでクリッピングが発生した場合、それは決して良いことではありません。
スピーカーの歪み
スピーカーの歪みはまさにその通りのサウンドで、 スピーカー 自体が引き裂かれようとしているように聞こえます。
良いニュースは、ほとんどの場合、スピーカーが歪んで聞こえるのは、実際には単なるクリッピングである可能性があるということです。これはおそらく、アンプがスピーカーを駆動するのに苦労しており、スピーカーに音を届けようとして最大定格を超えて歪んでいる可能性があります。音量を下げると停止します。
また、直線的に動くはずのスピーカー ドライバーの非直線的な動きが聞こえる場合もあります。これは、強力すぎる アンプ を使用したり、スピーカーとアンプ間の オームの不一致が 原因である可能性があります。
スピーカーでは、電気信号がドライバーのボイスコイルに当たると、ドライバーが波形に合わせて順番に動くはずです。音声信号が強すぎると、モーションが極端なところで底をつき始め、空気を送り込むことができなくなります。ここから、実際のスピーカーの歪みが聞こえ始めます。
この状態が続くと、スピーカーが物理的に損傷する可能性があるため、スピーカーが歪んで聞こえると思われる場合は、できるだけ早く音量を下げるようにしてください。クリッピングであることが判明した場合でも、これは通常、ステレオまたはホーム シアター システムに何か問題があることを意味します。
すべてが正しく接続されていることを確認するには、 ホーム シアターの配線接続に関するガイド を参照してください。
