周波数、周波数スペクトル、周波数応答について理解することは、オーディオの基本的な概念です。周波数は、レコーディング、ミキシング、マスタリングのプロセスのあらゆる部分で役割を果たします。これはライブの音響強化にとって極めて重要であり、音符とピッチに不可欠であり、音の科学と音波の伝播方法についても少し教えてくれます。 私たちの多くは、ステレオのイコライザーを調整したことがあれば、少なくとも初歩的なことは理解しているので、通常は完全に異質な概念ではありません。低音、中音、高音などのパラメーターは、それぞれ周波数スペクトルと周波数応答を利用します。オーディオをさらに深く掘り下げる場合は、周波数応答を理解する必要があります。 より深いレベルでの理解が不可欠です。
周波数応答とは何ですか?
周波数応答は、オーディオ機器が録音または再生のためにサウンドを再生する方法を指します。これには、実際の周波数スペクトルをどの程度カバーするか、およびスペクトルのさまざまな点でのそれらの周波数の相対的な音量レベルが含まれます。これは、0dB を基準として、± デシベル (dB) で測定されます。
オーディオのフルレンジ周波数応答は 20 Hz ～ 20,000 Hz (または 20 kHz) です。これはたまたま人間の可聴範囲の完全な範囲です。その範囲を超えても下回っても存在する可能性はありますが、人々には認識されないだけです。犬は最大 40,000 Hz まで聞くことができます。
プロオーディオでは、通常、マイク、ヘッドフォン、スピーカーに周波数応答測定が含まれています。周波数応答も音響学の重要な概念です。これにより、空間の寸法に基づいて、特定の部屋が特定の周波数をどのように強化または強調するかを知ることができます。
「周波数応答」が「周波数内容」と同じ意味で使われることがあるかもしれません。後者は、より正確には、録音された信号に含まれる周波数、または音声、楽器、サウンドの音色を指します。
周波数応答が重要なのはなぜですか?
オーディオ エンジニアは、可能な限り最高の音質を実現するために周波数応答を理解する必要があります。優れたレコーディングまたはライブ サウンド エンジニアは、周波数応答の基本を理解するだけで、音源に使用するのに最適なマイクを決定できます。
たとえば、エンジニアがトランペットをマイキングしている場合、その周波数成分は明るく、耳障りな音に近いものになります。通常、周波数応答にハイエンドがブーストされるマイクと組み合わせることは望ましくありません。代わりに、より穏やかな周波数応答を持つマイクを選択するでしょう。これには、輝度を完全に低下させるロールオフされたトップエンドが含まれる場合があります。
同じ概念が混合段階にも当てはまります。複数の楽器の周波数をミックスするには、ローエンドを管理し、耳障りにならずに中音域を明確に保ち、甲高いことなくクリアに聞こえるように十分なハイエンドを含める必要があります。これはすべて、ボリューム、パンニング、空間次元などの多くの要素の中でも、周波数成分が重要な役割を果たすバランスをとる作業です。
ミュージシャンと音楽理論に関して言えば、彼らが演奏する特定の音には対応する周波数があります。たとえば、ピアノの中央の C の測定可能な周波数は 262 Hz ですが、中央の C より上の A はチューニングの基準として使用され、周波数は 440 Hz です。音楽理論では、周波数を 2 倍にすると同じ音が 1 オクターブ高くなるとも言われています。周波数を半分にすると、同じ音が 1 オクターブ低くなります (たとえば、880 Hz は 440 Hz の 1 オクターブ上、220 Hz は 1 オクターブ下です。これらはすべて異なる音域で同じです)。
周波数応答の測定方法
音は、空気中に放射される音響エネルギー (つまり、波) で構成されます。前述したように、それらの波の速度を 1 秒あたりのサイクル、つまりヘルツ (Hz) で測定します。 1 秒あたりに完了する波のサイクルが少ないほど、トーンまたは周波数は低くなります。 20,000 Hz の波が毎秒 20,000 サイクルを完了する場合など、より高いピッチは信じられないほど速く移動します。 20 から 20 までの周波数応答グラフを見ると、20 Hz が低音、20 kHz が高音になります。
プロオーディオ機器の周波数応答に関して、メーカーは専用の機器とテストを使用して機器の周波数応答を測定します。次に、X 軸に周波数 (Hz)、Y 軸にレベル (dB) を示すグラフに結果をプロットします。スペクトル全体の周波数の音量に加えて、周波数の範囲が 0dB を上回るか下回る値として表示されます。
レコーディングやミキシングにおいて、多くの EQ プラグインは信号の周波数成分を表示するリアルタイム スペクトラム アナライザーを備えているため、エンジニアは好みに合わせてイコライジングする際に視覚的に参照することができます。
良好な周波数応答とは何ですか?
このスクリーンショットは、EQ を使用して、機器からの周波数応答グラフがどのように見えるかをシミュレートします。 周波数応答チャートの 0dB は完全な値とみなされます。 0dB を上回るまたは下回るあらゆる種類の偏差は、完全な欠陥ではなく、特定の機器または信号の多彩な癖です。プラスまたはマイナス 1dB は知覚できるものの非常に微妙な偏差であり、± 3dB はより顕著ですが、それでも許容範囲内です。大きなピークやディップなどの高い値は、エンジニアがミックス内で補正しない場合、再生デバイスで問題を引き起こす可能性があります。
さらに、ヘッドフォンやスピーカーの「良好な」応答は、マイクの「良好な」応答とは異なります。ミキシングやマスタリング中に真剣に聴く場合は、できるだけ変化の少ないヘッドフォンやスピーカーが理想的です。したがって、20 Hz – 20 kHz ± 3dB と記載されている周波数応答は非常に良好です。これは、スペクトル全体のどの周波数でも 3dB を超えるピークやディップがないことを示しています。一方で、人々は際立った音響特性を持つカラフルなマイクを好みます。 10 kHz での + 6dB の大幅なブーストにより、鈍い音源に輝きと空気感を加えることができます。
フラットな周波数応答と整形された周波数応答
フラットな周波数応答
フラットな周波数特性 は、曲線が周波数応答グラフ上で比較的直線であることを意味します。周波数グループが非常に大きくなったり、非常に小さくなったりする大きなピークやディップはありません。完璧などというものはありませんが、0dB の上下の最小偏差は平坦とみなされます。 フラットな周波数特性を持つマイクは、ソースを自然に、ありのままに表現するのに適していることを意味します。フラットな応答を備えたヘッドフォンまたはスピーカーを使用すると、ミックスをそのまま聞くこともできます。
曲線的な周波数応答
何かの周波数応答が曲線である場合 、これは、特定の周波数領域に大きなピークまたはディップがある可能性があることを意味します。ハイパス フィルターに似た大きなローエンド ロールオフが発生する場合があります。この場合、ローエンド周波数は 50 Hz 以上になるまで「フラット」にならず、0dB に達しません。たとえば、6 kHz 付近のプレゼンス領域でブーストが見られることもあります。 湾曲した応答を持つマイクは通常、美的または実用的な理由からそれを備えています。 50 Hz 付近の低音ロールオフにより、マイクの処理ノイズ、不要なランブル、破裂音が軽減されます。
ダイナミック マイクでは、近接効果、つまりマイクが音源に近づくほど発生する不自然な低音ブーストを軽減するのにも役立ちます。また、マイクの中音域をわずかに強調すると、ミックスの中でボーカルやギターの音がカットされやすくなり、8 kHz から 12 kHz の間のピークによってトップが開くこともあります。 曲線的な応答を持つヘッドフォンやスピーカーは、エンジニアがトラブルに巻き込まれる可能性があります。ローエンドを大幅にブーストしたヘッドフォンでトラックをミキシングしている場合、誤ってミックス自体から低音をカットしすぎて補うことになる可能性があります。その結果、ミックスは他の再生システムに変換されません。
一方、消費者向けのヘッドフォンやスピーカーは、曲線的な周波数応答の恩恵を受けます。この種の製品では、曲を引き立たせるために低音ブーストや高音ブーストが施されているのが一般的です。それだけでなく、聞くのがさらに楽しくなります!
周波数応答:よくある質問
周波数特性は 20kHz で良いでしょうか?
20 Hz ～ 20 kHz は例外的です。人間の聴覚の全範囲を占めます。製品の±変動に注意し、可能であれば自分で周波数特性グラフを見てください。これにより、実際のサウンドの再生に関する詳細が明らかになります。
普通の人は何 Hz を聞く必要がありますか?
平均的な人は、実際には 20 対 20 を完璧な正確さで聞き取ることはできません。加齢と避けられない難聴により、人の高級感は時間の経過とともに大幅に低下します。いくつかのコンサートを観た 20 代の人は、最大 16 kHz か 17 kHz までしか聞こえないかもしれません。中年の人は幸運にも 13 kHz または 14 kHz に達し、時間の経過とともに徐々に低下する可能性があります。
低音にとって適切な周波数応答とは何ですか?
サブベース周波数の範囲は約 20 ～ 60 Hz で、知覚可能な低音域の大部分は 60 ～ 250 Hz の間にあります。
結論
ご覧のとおり、 周波数応答はどこにでもあります。 オーディオに関して言えば。それは、何を録音できるか、録音後に何が聞こえるか、そしてスタジオから出てさまざまなシステムやデバイスで再生されたときに何かがどのように変換されるかを決定します。 周波数は、音楽内のさまざまな音符とピッチを表します。また、イコライゼーションとミキシングに関しては、一般的なゾーンも表します。これらには、サブベース、ベース、低中音域、中音域、高中音域、プレゼンス、ブリリアンス (または空気) が含まれます。いずれにせよ、周波数はオーディオすべての根幹であり、何らかの形でサウンドを扱う際に学ぶべき不可欠な概念です。
マックス・マカリスター
Max McAllister は、ロサンゼルスを拠点とするレコーディング/ミキシング エンジニアであり、ブログ寄稿者です。彼の作品はビルボード No.1 ヒップホップ アルバムに収録されており、Produce Like A Pro チームでの取り組みが評価され、オーディオ教育テクノロジー部門の総合 TEC Award を受賞しました。音楽以外では、マックスはゲームとレイカーズを応援することを楽しんでいます。