エネルギーが等しい音は1/ｆで音圧が小さい

質問

ピンクノイズはオクターブ毎エネルギーが等しいと説明されていますがエネルギーが等しい音が出ているならオクターブで説明しなくてもどこも等しいです。
図のようにｆ倍で音圧を大きくフラットにして見るとエネルギーが分かりやすいです。

エネルギーが等しい音は1/ｆで音圧が小さいと説明するほうが良いと思いませんか？

回答No.1

MT765 · ベストアンサー

ご存じの通りピンクノイズは「パワーが周波数に反比例する雑音のこと」ですので反比例のグラフとしてあらわす方が特性が一目瞭然ではないでしょうか。

オクターブバンドパスフィルターで測定すれば、おっしゃるっ取りフラットな特性となります。

お礼

質量が無い電気での電力エネルギー表示は電圧^2/抵抗で周波数に無関係ですが、
空気質量を動かす音響では周波数f倍違いがあるので、
1/ｆピンクノイズのように高音ほど音圧が小さいのが分かります。
音響でもホワイトノイズがエネルギーがフラットだと錯誤している記事があったりです。
回答ありがとうございます。

回答No.3

denpadenpan

電気回路の勉強したことある人なのかな？
オーディオマニアは実効値の概念知らない人多いんだよね～

例えば
１．１V（正弦波 1kHz）に ２V（正弦波 2kHz）を加算すると電圧は何デシベル上がる？
２．１Pa（正弦波 1kHz）に ２Pa（正弦波 2kHz）を加算すると音圧レベルは何デシベル上がる？
３．ホワイトノイズ １V （帯域 20Hz～20kHz ）を 1kHz～10kHz に帯域制限するとノイズは何デシベル下がる？

こーゆー問題が即答できる人なら理解できるﾊｽﾞ。
実効値は波高値の 1/√2 と学校で習いました。
という人には無理かな～
自分ももう学校卒業してウン十年だから、答えは誰かに教えてもらって（笑）

補足

計算が苦手なので編集ソフトAudacity波形で計算しました。
電気計算では周波数合成計算することが少ないです。

①１V（正弦波 1kHz）-15dBに
２V（正弦波 2kHz）-9dBを加算すると
電圧は-8dB何デシベルに1dB上がる。
（1kHz-15dBを0dB=1倍とすると
2kHz+6dB(2倍)を加えると
7dB(2.24倍電力5倍)大きくなる。）

②1/f音響計算
１Pa（正弦波 1kHz）-15dBに
1Pa（正弦波 2kHz）-15dBを加算すると
音圧Paは-12dBに3dB上がる。
(1kHz-15dBを0dB=1倍とすると
2kHz+0dB=1倍を加えると
3dB(1.4倍電力2倍）大きくなる。)

電気計算
③ホワイトノイズ １V （帯域 20Hz～20kHz ）を
（1kHz～10kHz） に帯域制限するとノイズは-2dB(電圧0.8倍電力0.6倍)に下がる。
(周波数が(20000-20=19980)から(10000-1000=9000)に減るので9000/19980=0.45=45%に減る。)

ホワイトノイズはバンド毎のエネルギーが等しい全周波帯ノイズ（例えば、20Hz～21Hz間と 2000Hz～2001Hz間。両方とも1Hzの間隔。）

質量が無い電気は電圧＾２/抵抗=電力で周波数に関係なくエネルギーを表示しますが、
空気質量を動かす音響は周波数が上がる高音ほど音力エネルギーが大きくなります。
質量を動かすモーターやエンジンなどで回転数が大きくなるほど電力エネルギーが大きくなるのと同じです。

高音ほど音圧が小さくて同じ音力(電力)エネルギーですが、
電気では高音も低音も音圧が感じで同じ音力エネルギーを表す違いがあるので自然の音や音楽で同じエネルギーを出す音は1/ｆ倍になるピンクノイズに似ていると考えています。

1/ｆ理論を明確にしていない記事が多いので恥を覚悟で投稿しています。
多数ご意見下さい。

回答No.2

HAL2（@HALTWO）

＞エネルギーが等しい音は1/ｆで音圧が小さいと説明するほうが良いと思いませんか？

＜計測上の音圧と Energy の関係を説明するのであれば、それが正しいと思います。

ただ、私は周波数値を用いる表現が大嫌いでして(汗)、昔「C5 とか F6 とかの Piano の鍵盤記号で表記すべきではないか？」と、この Corner で主張してみたものの、回答者の皆さんに片っ端から反対されました(^^;) (滝汗)。

少年時代、高周波方向に 13kHz まで伸びた Cassette Deck よりも 16kHz まで伸びた Cassette Deck の方が遥かに性能が良いと信じ込まされて高額の Deck を購入した Trauma があり(笑)、今でもハイレゾなんて 10 Octave が 11 Octave に 10% 増えただけなのに『2 倍』も高性能かの如く盲信させる宣伝手法には腹を立てています。

Camera も Film 時代は ASA 400 と言われても問題なかったのですが、今や ISO 819200 だなんて舌を噛みそうです(笑)……何故 ISO 100 を基準として ISO+13bit と言わないのかと腹を立てています(^^;)……まぁ ASA や ISO ではなく DIN 感度ならば ISO 819200 でも DIN 60° で済むので DIN 表記でも良いのですが……。

音圧と Energy の関係も物理計測上は 1/f が正しいと思いますが、聴感上は Octave (私は鍵盤記号(笑)) の方がしっくりします……Octave 比ですので当然 Graph は 2 番目の Flat な Graph になりますね。

私が AUDACITY で Music Data を弄る際、流石に 20Hz を基準とはしませんが 60Hz〜80Hz を基準として Peak 音圧を 3dB/oct 弱の Energy Curve に調整する事が多く、やはりそれが聴感上の Flat なんだろうなと思ってしまいます。

素敵な Audio Life を(^_^)/