オーディオイコライゼーション

ステレオグラフィックイコライザー。サウンドコンテンツの左右の帯域には、垂直方向のフェーダーが並んでおり、特定の周波数帯域をブーストまたはカットできます。このイコライザーはスマイリーフェイスカーブに設定されており、中音域の周波数がカットされます。
イコライザーは、エレキギタリスト向けのコンパクトなペダル型エフェクターとしても作られています。このペダルはパラメトリックイコライザーです。

イコライゼーション（EQ）は、音声の録音・再生において、音声信号内の異なる周波数帯域の音量を調整するプロセスです。この処理を行う回路または機器はイコライザーと呼ばれます。[ 1 ] [ 2 ]

ほとんどのハイファイ機器は、低音と高音の調整に比較的シンプルなフィルターを使用しています。グラフィックイコライザーとパラメトリックイコライザーは、オーディオ信号の周波数成分をより柔軟に調整できます。放送局やレコーディングスタジオでは、不要な音を除去したり、特定の楽器や声を際立たせたりするなど、より詳細な調整が可能な高度なイコライザーが使用されています。こうした機能から、これらのイコライザーは「周波数特性に特化したボリュームノブ」と表現されることもあります。[ 3 ] : 73

イコライザーは、レコーディング・スタジオやラジオ・スタジオ、制作管理室、ライブ音響設備、ギター・アンプなどの楽器用アンプで、マイク、楽器のピックアップ、スピーカー、ホールの音響特性の補正や調整に使用されます。[ 2 ] イコライゼーションは、不要な音（ギター・アンプから出る低周波ハムなど）を除去または低減したり、特定の楽器や声を目立たせたり（目立たなくしたり）、楽器の音色の特定の側面を強調したり、拡声システムのフィードバック（ハウリング）を抑えたりするためにも使用されます。[ 1 ] [ 2 ]イコライザーは、音楽制作においても、個々の楽器や声の周波数成分を調整することで音色を調整したり、ミックスの全体的な周波数スペクトル内に個々の楽器を適合させたりするために使用されています。[ 3 ] : 73–74

用語

不完全なスピーカーから再生され、室内音響によって変化したホワイトノイズの非常に不均一なスペクトル（上）は、デジタルハードウェアを用いた高度なフィルターによってイコライズされます（下）。しかし、結果として得られるフラットな応答は、元のシステムでは補正できないヌル特性を持つ71Hzで破綻します。

イコライゼーションの概念は、電子増幅が発明される以前の、受動フィルタを用いた電話回線の周波数応答の補正に初めて適用されました。当初、イコライゼーションは、電気システムの不均一な周波数応答を、反対の応答を持つフィルタを適用することで補正し、伝送の忠実度を回復するために使用されていました。システムの正味周波数応答をプロットすると、どの周波数においても他のどの周波数においても応答が等しいため、平坦な線になります。そのため、「イコライゼーション」という用語が生まれました。

その後、この概念はオーディオエンジニアリングの分野に応用され、録音、再生、ライブ音響強化システムの周波数応答を調整するようになりました。サウンドエンジニアは、スピーカーを通して聞こえる音楽の周波数バランスが、マイクで拾った元の演奏とより一致するように、サウンドシステムの周波数応答を補正します。オーディオアンプには、周波数応答を調整するためのフィルターやコントロールが古くから搭載されています。これらは、低音域と高音域の可変コントロール、そして低周波のランブルノイズと高周波のヒスノイズをそれぞれ除去するためのローカットフィルターとハイカットフィルターを適用するスイッチといった形で提供されることが一般的です。

忠実度向上のために開発されたグラフィックイコライザーなどの機器は、その後、レコーディングエンジニアが美的観点から周波数応答を修正するために用いられるようになりました。そのため、オーディオエレクトロニクスの分野では、「イコライゼーション」という用語は、用途を問わず、こうしたフィルターの適用を指すために広く使用されています。したがって、この広い定義には、リスナーやエンジニアが利用できるすべての線形フィルターが含まれます。

英国式EQ、あるいは英国式イコライザーは、1950年代から1970年代にかけて英国で製造されたAmek、Neve、Soundcraft [ 4 ]などのミキシングコンソールに搭載されていたイコライザーと同様の特性を持つものです。その後、他のメーカーが製品を市場に投入し始めると、これらの英国企業は自社のイコライザーが他社製品よりも優れていると宣伝し始めました。今日では、BehringerやMackie [ 5 ]といった多くの英国外のメーカーが、自社製品に英国式EQを搭載することを宣伝しています。英国式EQは、高価な英国製ミキシングコンソールの品質を再現することを目指しています。

歴史

オーディオ周波数のフィルタリングは、少なくとも音響電信[ 6 ]や多重化全般にまで遡ります。ラジオ局のコンソールが放送だけでなく録音にも使用されるようになると、オーディオ電子機器はフィルタリング要素を組み込むようになりました。初期のフィルタには、固定周波数中心と固定レベルのカットまたはブーストを備えた基本的な低音域と高音域のコントロールが含まれていました。これらのフィルタは広い周波数範囲で動作しました。オーディオ再生における可変イコライゼーションは、 1920年代にRCAで働いていたジョン・フォルクマンによって初めて使用されました。このシステムは、映画館の音響再生システムのイコライゼーションに使用されました。[ 7 ] [ 8 ]

アート・デイビスが設計した Langevin EQ-251-A は、スライド・コントロールを採用した初のイコライザーであった。2 つのパッシブ・イコライゼーション・セクション、ベース・シェルビング・フィルター、およびパス・バンド・フィルターを備えていた。各フィルターは周波数の切り替えが可能で、15 段階のスライド・スイッチでカットまたはブーストを調整していた。パッシブ設計では 14 dB のメイクアップ・ゲインが必要であった。[ 9 ]ソルトレイク・シティで生まれたデイビスは、南カリフォルニアでの生活のほとんどを Cinema Engineering (1938 年以降)、Langevin、Electrodyne、Cetec、Altec など一連の企業で過ごした。[ 10 ]真のグラフィック・イコライザーの先駆けは、1950 年代にデイビスの Cinema Engineering 社で開発されたアクティブ・チューブ・デバイスであるタイプ 7080 であった。6 つのバンドを備え、各バンドは 1.5 オクターブの幅で、8 dB のブーストまたはカット範囲3つの加算アンプは、フィルター回路で失われたゲインをスムーズに復元しました。デイビスは1961年に7つのスライダーを備えたランジュバンEQ-252-Aを開発し、その後、アルテック・ランシング向けに改良を加えたモデル9062A EQを開発しました。このEQは1970年代まで販売されました。[ 11 ] 1967年、デイビスは最初の1/3オクターブ可変ノッチフィルターセットであるアルテック・ランシングの「Acousta-Voice」システムを開発しました。[ 8 ]

1966年、バージェス・マクニールとジョージ・マッセンバーグは、新しいレコーディング・コンソール用のチューナブルEQを構想しました。マッセンバーグの友人であるボブ・ミューショーが、このイコライザーを製作しました。マッセンバーグによると、「この現代的なコンセプトを主張できるのは、ボブ・ミューショー、バージェス・マクニール、ダニエル・フリッキンガー、そして私の4人です。…ボブ、バージェス、そして私の3人が考案したスイープ・チューナブルEQは、バージェスと私が1966年か1967年頃に思いついたEQのアイデアから生まれました。…3つのコントロールで、レコーディング・コンソールの3つのバンドそれぞれについて、パラメータを独立して調整する…私はパラメトリックに関するAES論文を執筆し、1972年のロサンゼルス・ショーで発表しました。…これは、スイープ・チューナブルEQに関連して「パラメトリック」という言葉が初めて登場した例です。」[ 12 ]

ダニエル・N・フリッキンジャーは、 1971年初頭に世界初のパラメトリック・イコライザーを発表しました。彼の設計では、独自に設計した高性能オペアンプ535シリーズ[ 13 ]を活用して、それまで不可能だったフィルタリング回路を実現しました。1971年初頭のフリッキンジャーの特許[ 14 ]には、今日までオーディオ・イコライゼーションを支配することになる回路トポロジーと、その優れた回路の理論的根拠が示されていました。個々の周波数帯域で動作するスライド・ポテンショメータやロータリー・スイッチの代わりに、フリッキンジャーの回路では、オーディオスペクトル全体にわたって3つの重なり合う帯域で周波数とカットまたはブースト・レベルを任意に選択できました。彼の初期のイコライザーの6つのノブで、これらのスイープ可能なフィルターを制御しました。最大6つのスイッチが組み込まれ、高帯域と低帯域でシェルビングを選択し、未使用帯域をバイパスして最も純粋な信号パスを実現しました。

同様の設計は、その後すぐにGeorge Massenburg (1972 年) と ITI 社の Burgess McNeal からも登場しました。1972 年 5 月、Massenburg はオーディオ工学協会の第 42 回大会で発表した論文の中で「パラメトリック イコライゼーション」という用語を使用しました。[ 15 ] 1971 年から現在までに製造されたミキシング コンソールのほとんどのチャンネル イコライゼーションは、セミパラメトリックまたはフルパラメトリック トポロジーの Flickinger、Massenburg、McNeal の設計に依存しています。1990 年代後半から 2000 年代にかけて、パラメトリック イコライザーはデジタル信号処理(DSP) 機器として、通常はさまざまなデジタル オーディオ ワークステーション用のプラグインの形で、ますます利用できるようになりました。DSP パラメトリック イコライザーのスタンドアロンのアウトボード ギアバージョンも、ソフトウェア バージョンに続いてすぐに導入されました。

フィルターの種類

2 つの 1 次シェルビング フィルター: -3 dB の低音カット (赤) と +9 dB の高音ブースト (青)。
2次線形フィルタ関数。青：1kHzで9dBブースト。赤： Q値が高い（帯域幅が狭い）100Hzで6dBカット。

イコライゼーション機能の範囲は線形フィルタの理論によって決まりますが、それらの機能の調整と調整の柔軟性は、ユーザーに提供される回路とコントロールのトポロジによって異なります。

シェルビングコントロールは通常、カットオフ周波数よりもはるかに高い周波数とはるかに低い周波数間の相対的なゲインを調整する、単純な一次フィルタ関数です。ほとんどのHi-Fi機器に搭載されているベースコントロールのようなローシェルフは、カットオフ周波数よりも高い周波数のゲインに影響を与えず、低い周波数のゲインを調整するように調整されます。トレブルコントロールのようなハイシェルフは、高い周波数のゲインのみを調整します。これらは、厳密な意味でのイコライゼーションを提供するというよりも、リスナーの満足度を高めることを目的とした、幅広い調整です。

パラメトリックイコライザーは、1つまたは複数のセクションから構成され、それぞれが2次フィルタ機能を実装しています。この調整には3つの要素が含まれます。中心周波数（Hz）の選択、帯域幅の鋭さを決定するQ値の調整、そして選択した中心周波数から大きく上または下の周波数に対する、これらの周波数のブーストまたはカット量を決定するレベルまたはゲイン制御です。セミパラメトリックイコライザーでは、帯域幅は設計者によって事前に設定されます。準パラメトリックイコライザーでは、ユーザーは帯域幅の切り替え可能なオプションが限られています。[ 16 ]

グラフィックイコライザーも、よりユーザーフレンドリーな方法で2次フィルタ機能を実装しますが、柔軟性はやや劣ります。この機器は、最大31の周波数帯域にわたるオーディオスペクトルをカバーするフィルタバンクに基づいています。各2次フィルタの中心周波数とQ値は固定ですが、レベルは調整可能です。ユーザーは各スライダーを上下させることで、意図した周波数応答の グラフを視覚的に近似することができます。

オーディオ再生におけるイコライゼーションは、機器や伝送チャネルの欠陥を補うためだけに用いられるものではありません。ハイパスフィルターは、低周波数帯域のみを除去することで信号を変化させます。その一例がローカットフィルターまたはランブルフィルターで、アンプの電力を過剰に消費し、スピーカーの振動板の過度な変位（場合によっては損傷）を引き起こす可能性のある超低周波エネルギーをプログラムから除去するために使用されます。ローパスフィルターは、高周波数帯域を除去することでのみオーディオ信号を変化させます。その一例がハイカットフィルターまたはヒスフィルターで、これはプログラム素材の鮮明さを犠牲にして、耳障りなホワイトノイズを除去するために使用されます。

1 次ローパス フィルタまたはハイパス フィルタには、カットオフ周波数よりかなり上または下の不要な周波数を 6 dB/オクターブの傾きで削減する標準的な応答曲線があります。[ a ] 2 次フィルタは、12 dB/オクターブの傾きでこれらの周波数を削減し、さらに、カットオフ周波数付近でさらに急峻な応答を実現するために、より高い Q または有限のゼロで設計される場合があります。たとえば、2 次ローパスノッチフィルタ セクションは、非常に高い周波数を削減する (除去するのではなく) だけですが、特定の周波数 (いわゆるノッチ周波数) で 0 に下がる急峻な応答を持ちます。このようなフィルタは、たとえば、19 kHz FM ステレオ サブキャリアパイロット信号を完全に削除すると同時に、ステレオデマルチプレクサから残っているさらに高い周波数のサブキャリア成分をカットする場合に最適です。

オーディオイコライザーは、周波数帯域の相対的な振幅を調整するだけでなく、通常、それらの周波数帯域の相対的な位相も変化させます。人間の耳はオーディオ周波数の位相に対してそれほど敏感ではありませんが[ 17 ]、音楽のプロは、可聴位相アーティファクトによって音楽コンテンツの音色に影響を与えるイコライザーを好む場合があります[ 18 ] 。

ハイパスフィルタとローパスフィルタ

ハイパスフィルタは、高周波数を良好に通過させ、低周波成分を減衰させるフィルタ (電子回路またはデバイス) です。ローパス フィルタは、信号の低周波成分を通過させ、高周波数を減衰させます。オーディオ アプリケーションでは、これらのハイパス フィルタとローパス フィルタは、元の信号に対する効果を強調するために、それぞれローカットとハイカットと呼ばれることがよくあります。たとえば、オーディオ機器には、ハイカットというラベルの付いたスイッチ、またはヒス フィルタ(ヒスは高周波ノイズ) と呼ばれるスイッチが含まれることがあります。蓄音機の時代には、多くのステレオに、超低周波を除去するために、ランブル フィルタと呼ばれるハイパス (ローカット) フィルタを導入するスイッチが含まれていました。ハイパス フィルタとローパス フィルタは、オーディオ クロスオーバーで、それを再生できるスピーカードライバーにエネルギーを送るために使用されます。たとえば、ローパス フィルタは、サブウーファーの前の信号チェーンで使用され、深い低音周波数のみがサブウーファーに届くようにします。

シェルビングフィルター

ハイパスフィルターとローパスフィルターは、設定された周波数以上または以下の不要な信号を除去するのに役立ちますが、シェルビングフィルターは、設定された周波数以上または以下の信号を減らしたり増やしたりするために使用できます。[ 19 ]シェルビングフィルターは、家庭用ステレオなどの民生用オーディオ機器、ギターアンプ、ベースアンプなどで見られる一般的なトーンコントロール（低音と高音）として使用されています。これらは一次応答を実装し、特定のポイント以上または以下の周波数を調整してブーストまたはカットします。

ハイシェルフまたはトレブルコントロールの周波数応答は| H ( f )|で、その2乗は次のように表されます。

|H（f）|2＝1+（f/fz）21+（f/fp）2{\displaystyle |H(f)|^{2}={{1+(f/f_{z})^{2}} \over {1+(f/f_{p})^{2}}}}

ここで、f pとf z はそれぞれ極周波数と零周波数と呼ばれます。トレブルコントロールを下げると、f zが増加し、f pが減少するため、f pよりも高い周波数は減衰されます。トレブルコントロールを上げると、f pが増加し、f zが減少するため、f zよりも高い周波数がブーストされます。トレブルコントロールをセンターに設定すると、 f z  = f pとなり、| H ( f )| 2  = 1 となり、回路は効果がありません。遷移領域におけるフィルタ応答の傾きは、最大で1オクターブあたり6 dBになります。[ a ]

同様に、ローシェルフまたはベースコントロールの応答は次のように表すことができます。

|H（f）|2＝（fz/fp）21+（f/fz）21+（f/fp）2。{\displaystyle |H(f)|^{2}=(f_{z}/f_{p})^{2}\;{{1+(f/f_{z})^{2}} \over {1+(f/f_{p})^{2}}}.}

この場合、主因数が含まれているということは、fzやfpよりもはるかに高い周波数での応答が1であり、低音域のみが影響を受けることを示しています。[ 20 ]

f zが無限大に設定されたハイシェルビングコントロール、またはf zがゼロに設定されたローシェルビングレスポンスは、それぞれ一次ローパスフィルターまたはハイパスフィルターを実装します。ただし、通常のトーンコントロールは範囲がより限定されています。これは、その目的が特定の周波数を除去することではなく、たとえば高音が不足して音が鮮明でない場合に、より大きなバランスを実現することにあるためです。シェルビングフィルターからの可能なレスポンスの範囲は非常に限られているため、一部のオーディオエンジニアは、シェルビングコントロールはイコライゼーションタスクには不十分であると考えました。一部のベースアンプとDIボックスでは、ユニットにローシェルビングコントロールとハイシェルビングコントロールの両方と、追加のイコライゼーションコントロールが搭載されています。

グラフィックイコライザー

音響強化アプリケーションで使用するためのステレオ 31 バンド 1/3 オクターブ グラフィック イコライザー

グラフィックイコライザーでは、入力信号はフィルターバンクに送られます。各フィルターは、それぞれの周波数範囲（バンド）に含まれる信号の一部を通過させます。各フィルターを通過する振幅は、スライドコントロールを使って調整され、フィルターを通過する周波数成分をブーストまたはカットします。各スライダーの垂直位置は、その周波数帯域に適用されるゲインを示し、スライダーはイコライザーの応答を周波数に対してプロットしたグラフのように見えます。

周波数チャンネルの数は、対象となるアプリケーションの要件に合わせて調整できます。カーオーディオ用イコライザーは、合計5～10の周波数帯域を備えています。プロフェッショナルなライブ音響強化用のイコライザーは、通常、フィードバック問題のより正確な制御と室内モードの均一化のために、約25～31の帯域を備えています。このようなイコライザーは、フィルターの中心周波数が1オクターブの3分の1ずつ、つまり1オクターブあたり3つのフィルターで構成されていることから、1/3オクターブイコライザー（通称「サードオクターブEQ」）と呼ばれます。より精密な制御が求められない場合、オクターブあたりのフィルター数が半分のイコライザーが一般的です。この設計は2/3オクターブイコライザーと呼ばれます。

パラメトリックイコライザー

Audient ASP8024ミキシングコンソールのイコライザーセクション。上部にはハイシェルビングEQとローシェルビングEQ、下部にはフルパラメトリックEQが搭載されています。

パラメトリックイコライザーは、ゲイン、中心周波数、帯域幅という3つの主要なフィルターパラメータをユーザーが制御できるマルチバンド可変イコライザーです。ゲインは、ブーストまたはカットの調整を可能にします。中心周波数は、影響を受ける周波数を制御します。帯域幅（ Qと反比例関係）は、影響を受ける周波数の範囲を制御します。パラメトリックイコライザーは、他のイコライザーよりもはるかに正確な調整が可能で、録音やライブサウンドの強化によく使用されます。

パラメトリックイコライザーの派生形として、スイープ可能なフィルターであるセミパラメトリックイコライザーがあります。ゲインと周波数をユーザーが制御できますが、帯域幅はプリセットされています。セミパラメトリックイコライザーの中には、プリセットされた帯域幅を広いものと狭いものから選択できるものもあります。

フィルター機能

抵抗とコンデンサのみを使用して実装された1次ローパス（ハイカット）フィルタ

線形フィルタの応答は、数学的には伝達関数、あるいは平易に言えば周波数応答によって記述されます。伝達関数は、 1次応答と2次応答（双2次セクションとして実装）の組み合わせとして分解できます。これらは、極と零点の周波数によって記述でき、2次応答の場合は 複素数となります。

一次フィルタ

2つの1次シェルビングフィルター：-3dBの低音カット（赤）、および+9dBの高音ブースト（青）

一次フィルタは、あるポイントより上と下の周波数の応答を変化させることができます。遷移領域では、フィルタ応答は1オクターブあたり最大6dBの傾斜を持ちます 。[ a ]ハイファイシステムの低音域と高音域のコントロールはそれぞれ1次フィルタであり、1つのノブであるポイントより上と下の周波数のバランスを調整できます。1次フィルタの特殊な例として、1次ハイパスフィルタまたは1次ローパスフィルタがあります。これは、低音域または高音域を1オクターブあたり6dBカットする範囲が無制限に拡張されます。これらは、個別に実装するフィルタの中で最もシンプルで、コンデンサと抵抗器のみが必要です。

2次フィルタ

2次フィルタ応答

2次フィルタは、特定の周波数付近で共振（または反共振）を起こすことができます。2次フィルタの応答は、周波数だけでなくQによっても規定されます。Qが高いほど、特定の中心周波数付近での応答が鋭くなります（帯域幅が狭くなります）。例えば、添付画像の赤い応答は、100 Hz付近の周波数を高いQでカットしますが、青い応答は1000 Hz付近の周波数をブーストします。Qが高いほど、共振動作に対応し、半値幅または-3 dB帯域幅BWは次のように表されます。

BW ＝ F0/質問{\displaystyle BW\ =\ F_{0}/Q}

ここで、F 0は2次フィルタの共振周波数です。BWは帯域幅で、 F 0と同じ周波数単位で表される。Q値が低いフィルタ応答（Q  < 1 ⁄ 2）は共振とはみなされず、上記の帯域幅の式は適用されません。

バンドパス関数のQを次のように定義することもできます。

質問 ＝ 2北2北−1 ＝ 12シン⁡（ln⁡（2）2北）、{\displaystyle Q\ =\ {\frac {\sqrt {2^{N}}}{2^{N}-1}}\ =\ {\frac {1}{2\sinh \left({\frac {\ln(2)}{2}}N\right)}},}

ここで、Nはオクターブ単位の帯域幅です。逆マッピングは次のようになります。

北 ＝ 2ログ2⁡（12質問+14質問2+1） ＝ 2ln⁡（2）アルシン⁡（12質問）。{\displaystyle N\ =\ 2\log _{2}\left({\frac {1}{2Q}}+{\sqrt {{\frac {1}{4Q^{2}}}+1}}\right)\ =\ {\frac {2}{\ln(2)}}\operatorname {arsinh} \left({\frac {1}{2Q}}\right).}

Qが1/2未満の2次フィルタ応答は、ローカットとハイカット（またはブースト）の2つの1次フィルタ機能に分解できます。より興味深いのは、狭い範囲の周波数をブースト（またはカット）できる共振フィルタ機能です。中心周波数F 0とQの指定に加えて、フィルタのゼロ点の指定によって、その周波数帯域がどの程度ブースト（またはカット）されるかが決まります。したがって、パラメトリックイコライザーセクションには、中心周波数F 0 、帯域幅またはQ、そして通常dBで表されるブーストまたはカット量の3つのコントロールがあります。

2次フィルタ関数の範囲は重要です。なぜなら、アナログフィルタ関数は（通常は少数の）2次フィルタ関数（および場合によってはより単純な1次フィルタ関数）に分解できるからです。これらの2次フィルタ関数は、パラメトリックイコライザーの各セクションによって直接実装され、明示的に調整されます。また、フィルタバンクに基づくグラフィックイコライザーの各要素には、バンドごとに1つの2次フィルタ関数が含まれており、そのQとF 0はユーザーによる調整はできません。

用途

録音において、イコライゼーションは実用的または美的理由から周波数応答を調整するために使用されることがあります。その結果、通常、異なる周波数の音量レベルが意図的に不均等になります。 [ 21 ]例えば、イコライゼーションは楽器の音色を変更したり、特定の楽器や音をより目立たせたりするために使用されます。録音エンジニアは、イコライザーを使用して、ボーカルパートの高音域を大きくし、ドラムパートの低音域を小さくすることがあります。[ 1 ] [ 2 ]

イコライゼーションは、ミックスの奥行きを増すためによく使用され、モノラルまたはステレオミックス内の一部の音が他の音よりも遠くまたは近くに聞こえるような印象を与えます。 [ 3 ]：75–76 イコライゼーションは、類似した周波数成分を持つトラックに補完的なスペクトル輪郭を与えるためにもよく使用されます。これは、ミラーイコライゼーション。ベースギターとキックドラムなど、本来であれば競合するパートの特定の要素を、片方のパートではブーストし、もう片方のパートではカットし、またはその逆を行うことで、両方の要素が際立つようにする。 [ 3 ]：76–77

イコライザーは、部屋の音響特性に起因する問題を修正することができます。講堂は一般的に、定在波や音響減衰の影響で周波数特性が不均一になる傾向があります。例えば、スペクトラムアナライザーとピンクノイズジェネレーターを用いて部屋の周波数特性を分析し、グラフィックイコライザーを調整することで、部屋の音響特性を補正することができます。このような補正機能は、ライブSRシステムや家庭用Hi-Fiシステム だけでなく、レコーディングスタジオの音質調整にも活用できます。

ライブイベントでは、マイクからの信号が増幅されてスピーカーシステムに送られますが、イコライゼーションは自然なサウンドになるように周波数応答を調整するだけでなく、フィードバックを除去するのにも役立ちます。マイクがスピーカーから発せられた音を拾うと、その音はさらに増幅されます。この音の再循環により、不快な共鳴音から最大音量でのハウリングまで、さまざまな歪みが生じる可能性があり、音響技術者はそのマイクのゲインを下げる必要があり、たとえば歌手の声が聞き取りにくくなる場合があります。しかし、フィードバックは特定の周波数で問題になるため、その周波数付近のゲインのみをカットすることができます。これは、その周波数に調整されたパラメトリック イコライザを使用して行うことができます。狭い帯域幅 (高い Q) でイコライザの減衰を調整することにより、他のほとんどの周波数成分は影響を受けません。フィルタの中心周波数の信号が除去される極端なケースは、ノッチ フィルタと呼ばれます。

イコライザーは、スピーカー自体を設計して所望の応答特性を持たせるのではなく、スピーカーシステムの周波数応答を補正または変更するために使用できます。例えば、Bose 901スピーカーシステムは、低音域と高音域をカバーするために大小別々のドライバーを使用しているわけではありません。代わりに、すべて同じ直径4インチのドライバーを9個使用しています。しかし、このスピーカーシステムはアクティブイコライザーとともに販売されており、これを信号チェーンに挿入することで、メーカーが意図した応答特性が得られます。[ 22 ]

トーンコントロール（通常は「ベース」と「トレブル」と呼ばれます）は、ほとんどのHi-Fi機器に搭載されているシンプルなシェルビングフィルターで、周波数バランスを大まかに調整します。ベースコントロールは、例えばダンスパーティーでドラムとベースのパートを強調したり、人の話し声を聞いているときに耳障りな低音を抑えたりするために使用できます。トレブルコントロールは、パーカッションの音をよりシャープで輝かしいものにしたり、プログラム素材で高周波数が強調されすぎている場合に高周波数をカットしたり、付随する高周波ノイズを抑えたり、あるいは単にリスナーの好みに合わせたりするために使用できます。

ランブルフィルターは、通常20～40Hzの範囲をカットオフとするハイパス（ローカット）フィルターです。これは人間の聴覚の低周波帯域にあたります。ランブルは、レコードプレーヤーやターンテーブル、特に旧型や低品質の機種で発生する低周波ノイズの一種です。ランブルフィルターは、このノイズが増幅されてスピーカーに送られるのを防ぎます。一部のカセットデッキには、録音時に同様の効果を 発揮する、切り替え可能なサブソニックフィルター機能が搭載されています。

クロスオーバーネットワークは、 2ウェイスピーカーシステムのウーファーとツイーター（および3ウェイシステムのミッドレンジスピーカー）に電気エネルギーを個別に送るために設計されたフィルターシステムです。これは通常、スピーカーの筐体に内蔵されており、ユーザーからは見えません。しかし、バイアンプ方式では、これらのフィルターはラインレベルのオーディオ信号に作用し、低周波信号成分と高周波信号成分をそれぞれウーファーとツイーターに接続された別々のアンプに送ります。

イコライゼーションは、特定の通信チャネルや録音技術において、相互に作用する形で用いられます。元の音楽は特定のフィルタに通されて周波数バランスが変化し、その後、チャネルまたは録音プロセスが行われます。チャネルの最後、または録音の再生時に、元のフィルタを正確に補正し、元の波形を復元する補完フィルタが挿入されます。例えば、FM放送では、送信前に高周波を増幅するためにプリエンファシスフィルタが使用され、すべての受信機には、それを復元するための対応するディエンファシスフィルタが搭載されています。ラジオが拾う背景ノイズによって発生するホワイトノイズも、プリエンファシスされたプログラム信号と共に、高周波（最も目立つ部分）でディエンファシスされ、ノイズが聞こえにくくなります。テープレコーダーも同様の手法を用いて、忠実度を維持しながらテープヒスを低減しています。一方、ビニールレコードの製造では、低周波の振幅をフィルターで低減します。低周波は、レコードのトラック上で大きな振幅を生み出します。これにより、溝が占める物理的なスペースが小さくなり、より多くの音楽をレコードに収めることができます。フォノ カートリッジに取り付けられたプリアンプには、標準のRIAA イコライゼーションカーブ に従って低周波数をブーストする補完フィルターがあります。

参照

注記

  1. ^ a b c周波数が 2 倍になるごとに信号電圧は 2 倍になり、結果として信号電力は 4 倍になります。

引用

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  20. ^ミラー・パケット（2006年12月30日）『電子音楽の理論と技法』ワールド・サイエンティフィック、ISBN 9789812700773。
  21. ^ Ballou、875-876ページ。
  22. ^ステレオファイル誌、 Bose 901 スピーカーレビュー、1995 年。

一般的な情報源

  • Glen Ballou、「フィルターとイコライザー」、サウンドエンジニアのためのハンドブック、第4版、Focal Press、2008年ISBN 0-240-80969-6。
無料辞書のウィクショナリーで「equalisation」 または「equalization」を調べてください。
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