■ケーブルの接続


ライン出力の測定をする場合はダミーロードは不要。
ヘッドホン出力の場合、必要に応じてイヤホン/ヘッドホン/ダミーロードなどを接続し
負荷をかけた状態で測定すると良い。

また、再生機器や録音機器のサンプリング周波数、ビット深度などの設定をしておく。




■RMAAの使い方(PCに繋いだ機器を測定する場合)

1. RMAAを起動するとこの画面になる。一番左下にある●+スピーカーのボタンを押す。
(上の方は測定条件の設定項目。必要に応じて設定すること。)



2. ボリューム調節画面。
レベルが-1.0dB位になるよう再生機器や録音機器のボリュームを調節する。
調節できたらStart testボタンを押す。



3. 測定中の画面。特にやることはないので待つ。
測定条件がデフォルトのままなら1分強で終わるはず。



4. データをセーブ/ロードする画面。テスト結果をhtmlレポートとして出力することもできる。





■RMAAの使い方(DAPなどを測定する場合)

基本的なやり方や流れはPCに繋いだ機器を測定する場合と同じ。

1. Generate WAVボタンでレベル調整用信号(Calibration signal)と
テスト信号(Test signal)を生成できる。これをDAPに入れる。


2. DAPとPCラインイン端子を接続する。

3. Recording onlyボタン● を押す。

4. レベル調整用信号(Calibration signal)を再生しながらボリュームを調節する。
このとき、RMAAで生成した信号よりも
WaveGeneで生成した1kHz, -1dBのサイン波信号の方が使いやすいと思う。

5. ボリュームが調節できたらDAPの再生を止め、
テスト信号(Test signal)を再生できるよう準備する。

6. Start testボタンを押す。この画面になったらDAPでテスト信号を再生する。

あとは測定が終わるのを待つだけ。




■測定条件と結果

RMAAを使った測定に限った話ではないが、測定条件によって結果は変わる。
ヘッドホンアンプの場合どう影響があるのか、具体的に数点メモしておく。

・周波数特性はヘッドホン端子の出力インピーダンスと
　イヤホン/ヘッドホンのインピーダンス特性次第で変動する。　
　出力インピーダンスが高い機器にBA型のイヤホンなどを接続した場合、
　周波数特性が大きく変わってしまう。 ※LXU-OT2(33Ω)の例
　出力インピーダンスがイヤホン/ヘッドホンのインピーダンスより十分小さい
　ほぼ理想的なアンプではこのような問題はない。 ※HP-A7(⋍0.1Ω)の例

・Noise LevelやDynamic Rangeはノイズフロアと再生音の差が大きいほど良くなるので
　再生機器のボリュームが最大のとき最良の結果となる。
　また、16bit測定では量子化ノイズのため98dBが測定限界となる。
　※44.1kHz, 16bit のテスト信号をそのまま解析した結果

・ボリュームが大きいほど、負荷が重い(インピーダンスが低い)ほど
　各種の歪(THD, IMD)は大きくなる。

などなど。もちろんこれで全てではない。
測定結果を示すときはどのような条件で測定したものか必ず明示すること。




■RMAA結果の画像化

URL2JPEGというソフトを使えばWebページを画像として保存できる。
http://www.url2jpeg.com/
RMAAレポート(htmlファイル)も画像化できるのでブログなどにupするのに役立つ。

測定に必要なもの

1　アンプの周波数特性と出力インピーダンスの測定

2　イヤホンのインピーダンス特性の測定

3　イヤホンの周波数特性の測定

おまけ　Wavespectraで測定したデータをExcelで処理する方法

※ここで紹介している方法は、なるべくお金や手間をかけずに
　それなりの精度、確度で測定することを目的としたものです。
　※私の測定の問題点について
　出来る限り正確なデータを得ようとすると、
　温度や入力電圧などの条件を厳密に設定したり
　校正チャート付きのマイクやダミーヘッドなどより立派な機器をそろえたりと、
　やるべきことは無数にあるでしょう。
　ただ、私にはそうするために必要な知識も時間もお金もありませんし、
　ここで紹介するような簡単な測定でもアマチュアが趣味に役立てるには
　十分なレベルのデータが得られると考えています。

---

Wavespectraでできることはここで紹介した以外にもありますし、
Wavespectra以外にも測定に使えるソフトウェアはあります。
RMAAやARTA、MySpeakerなど
比較的廉価なソフトウェアでもいろいろな測定ができます。
3つとも試用版なら無料で使えるのでとりあえず試してみるのも良いでしょう。


オーディオに多くの時間とお金をかける情熱のある方なら
まずはなるべく科学的、定量的に考えるという習慣を身につけ、
次に物理学を学び、オーディオ機器の動作や測定の原理について理解した上で
立派な測定環境を整えるのが良いのではないでしょうか。

■DAPやアンプの測定、
　イヤホンのインピーダンス測定に必要なもの



写真左から自作ダミーロード、ステレオスプリッター、
ステレオミニプラグ-ステレオミニプラグケーブルです。
ダミーロードの作り方についてはこちらをご覧ください。
あとは必要に応じて各種変換プラグも用意しましょう。

ケーブル、コネクタ類は安物でも測定はできますが、
接触不良があってはいけないので、その点には気を付けてください。
100円ショップのはあまりに作りが怪しいものもあるので信頼性の点からオススメしません。
秋葉原や日本橋の電子部品店に行けば
安い割に作りがしっかりしているものが手に入ると思います。
私はVictor製の1000円前後のもの（AP-303HF, CN-MM50-Wなど）を使っています。
ちょっと割高ですが、信頼性の他に見た目も重視して選択した結果です。



■イヤホンの周波数特性測定に必要なもの


測定用マイクのみです。
WM-61Aを使って自作することで数百円の予算で十分に高性能なマイクが手に入ります。
マイクの作り方についてはこちらをご覧ください。



■測定用ソフトウェア

Wavespectra、Wavegene

efuさん作成のフリーソフトです。
WaveGeneはテスト信号発生ソフトで、PCをいわゆる低周波発振器として使えるようにできます。
WaveSpectraはスペクトラムアナライザ。
素晴らしいソフトウェアをフリーで公開されているefuさんに感謝。

これらのソフトを用いた周波数特性の測定方法については
efu氏のサイト内、Wavespectraのページに詳しい説明があります。
まずはダウンロードしてみて、説明を見ながらいじくりまわして使い方に慣れましょう。

■周波数特性の測定

・無負荷時の周波数特性測定
下写真のように接続して周波数特性を測定します。
ステレオスプリッターは無しでケーブルを直接ヘッドホン端子に挿しても構いません。


これで無負荷時の周波数特性が測定できます。


・負荷接続時の周波数特性測定
次に、１からボリュームを変更しないまま、
下写真のようにダミーロードやイヤホンなどの負荷を接続して周波数特性を測定します。


例えばダミーロードを16Ωとすれば16Ω負荷時の特性が測れます。
ダミーロードの抵抗値を変えたり、
実際のイヤホンやヘッドホンをつないだりして測定すると
いろいろな条件下でのアンプの周波数特性が測れます。



■出力インピーダンスの計算

上述のようにして測定した無負荷時、ダミーロード接続時のデータから
次の式によってアンプの出力インピーダンスを計算することができます。

アンプの出力インピーダンスをZ、ダミーロードの抵抗値をR、
無負荷時の測定値（電圧）をVo、ダミーロード接続時の測定値をVcとすると

Z ＝ R ×(Vo － Vc) / Vc

この計算をそれぞれの周波数について行うことで
このブログにあるようなインピーダンス特性グラフを描くことができます。
各周波数毎に細かくチェックしてグラフ化せずとも
20Hz, 1kHz, 20khzの3点ぐらいで測定すれば十分だとは思いますが。

グラフを書く場合はExcelなどの表計算ソフトを活用しましょう。
Wavespectraで測定したデータをExcelで処理する方法についてはこちらをご覧下さい。

１．写真のように接続し、アンプの無負荷時の周波数特性を測定します。



２．１からボリュームを変更しないまま、
下写真のようにイヤホンを接続した状態でのアンプの周波数特性を測定します。



この際、イヤホンを装着した状態とそうでない状態では結果が変わるので注意。
なるべく実際の使用状況に近い状態で測定するのが良いと思われます。
私の場合、カナル型イヤホンは測定用マイクに、オープン型イヤホンは実耳に、
ヘッドホンはK701の箱に装着した状態で測定しています。


３．次の式でイヤホンのインピーダンスが計算できます。

イヤホンのインピーダンスをR、アンプの出力インピーダンスをZ、
無負荷時の測定値（電圧）をVo、イヤホン接続時の測定値をVcとすると

R ＝ Z × Vc / (Vo － Vc)　　　　　（※）