(57)【要約】【課題】  高域になってもノイズの影響を受けない周波数特性を測定する。【解決手段】  ジェネレータ２は、所定周波数間隔でステップ状に周波数掃引されたサイン波を発生させるコマンドをアナライザ４から受けて、該コマンドにより発生すべき周波数が指示される毎に、指示された周波数のサイン波を発生して測定対象３に測定信号として供給する。アナライザ４は、ステップ状に周波数掃引されている各ステップ毎のサイン波に対する測定対象３から出力される測定信号をＦＦＴ解析することにより、測定対象３の周波数特性を測定して表示する【選択図】  図１
2009236818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに搭載されているアプリケーションプログラムに、サイン波を発生可能なジェネレータモジュールと、周波数特性を測定することのできるアナライザモジュールとがプラグインされている周波数特性測定装置であって、
所定周波数間隔でステップ状に周波数掃引されたサイン波を発生させるコマンドを前記アナライザモジュールから受けて、該コマンドにより発生すべき周波数が指示される毎に、指示された周波数のサイン波を発生して測定対象とされるモジュールに測定信号として供給する前記ジェネレータモジュールと、
前記コマンドを前記ジェネレータモジュールに供給すると共に、前記ジェネレータモジュールから発生されるステップ状に周波数掃引されている各ステップ毎のサイン波に対する前記測定対象とされるモジュールから出力される測定信号のスペクトル情報を解析することにより、前記測定対象とされるモジュールの周波数特性を測定して表示する前記アナライザモジュールと、
を備えることを特徴とする周波数特性測定装置。
【請求項２】
前記測定対象とされるモジュールが、アプリケーションプログラムが備える信号処理を実行可能な信号処理モジュールとされていることを特徴とする請求項１記載の周波数特性測定装置。
【請求項３】
前記アナライザモジュールにおいては、前記測定対象とされるモジュールから出力される測定信号を所定のサンプリングレートでサンプリングすると共に所定の窓長の時間窓を乗算した測定信号のスペクトル情報を解析するようにされており、
前記コマンドでは、測定信号のスペクトル情報を解析した際に得られる周波数成分であって前記サンプリングレートと前記窓長により決定される複数の周波数ビンの内の当該ステップで発生すべき周波数に最も近い周波数を指示するようにしたことを特徴とする請求項１記載の周波数特性測定装置。
【請求項４】
前記ジェネレータモジュールは対数スケールの周波数間隔でステップ状に周波数掃引されたサイン波を発生するように前記コマンドにより指示されており、
前記アナライザモジュールにおいては、前記測定対象とされるモジュールから出力される測定信号に乗算する前記時間窓の窓長を、周波数掃引されたサイン波におけるステップ間の周波数間隔に応じた所定の周波数分解能を満たす窓長に、ステップ毎に変化させるようにしたことを特徴とする請求項３記載の周波数特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンピュータに搭載されているアプリケーションプログラムにプラグインしたモジュールにより周波数特性を測定するようにした周波数特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＡＷ（Digital Audio Warkstation ）と呼ばれるパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」という）にインストールされるアプリケーションソフトウェアが知られている。ＤＡＷが搭載されたパソコンは音楽処理装置として動作可能となり、ＭＩＤＩイベントやオーディオ信号の録音／再生、編集、ミキシングなどの一連の音楽処理を実行することができるようになる。この音楽処理装置では、各音楽ファイルについて、ＭＩＤＩイベントを記録するＭＩＤＩトラック、オーディオ信号を記録するオーディオトラック、オーディオ信号をミキシングするバスが作成されて、それぞれのトラックに記録できるようにされている。各トラックに対応してＭＩＤＩチャンネルストリップおよびオーディオｃｈストリップが作成される。ＭＩＤＩチャンネルストリップには、操作子が用意されておりその操作子の操作に応じて、対応するＭＩＤＩトラックで再生されるＭＩＤＩイベントの音量（エクスプレッション）や定位（パン）などが制御されるようになる。また、オーディオチャンネルストリップに用意されている操作子の操作に応じて、オーディオ信号の周波数特性、音量、定位などが制御されるようになる。このようなオーディオ信号の各種信号処理は、それぞれＤＡＷに用意されている信号処理モジュールにより実行される。また、アプリケーションソフトウェアに追加機能を提供するためのプログラムをプラグインすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
信号処理モジュールでは、イコライザやコンプレッサなどのエフェクトモジュールがあるが、このようなエフェクトモジュールの開発をする際には、例えばエフェクトアルゴリズムをＤＡＷにプラグインし、その試聴や検証を行っている。この場合、プラグインしたエフェクトモジュールの周波数特性等を測定する場合には、ＤＡＷにプラグインしたエフェクトモジュールに測定信号を与え、その出力の波形ファイルを別に設けた測定装置で解析することにより周波数特性を測定するようにしていた。このように、エフェクトモジュールの周波数特性等を測定する作業は繁雑であることから、エフェクトモジュールの周波数特性を測定することのできるアナライザモジュールをＤＡＷにプラグインさせることが考えられる。このようにすれば、測定対象とするエフェクトモジュールとアナライザモジュールとをＤＡＷ上で結線するだけで簡易にエフェクトモジュールの周波数特性を測定することができるようになる。さらに、ＤＡＷから測定信号を外部エフェクト機器に与えてその出力を再びＤＡＷに戻し、プラグインされているアナライザモジュールで解析することにより、プラグインされたエフェクトモジュールと同様に外部エフェクト機器の周波数特性等を測定することもできるようになる。
【０００４】
従来のＤＡＷがインストールされたパソコン上で実現可能な周波数特性測定装置１０１の構成の概要を図１２に示す。
図１２に示す周波数特性測定装置１０１は、ジェネレータ１０２が発生するホワイトノイズ等の測定信号を、エフェクト等の測定対象１０３に入力し、測定対象１０３から出力される測定信号をアナライザ１０４においてＦＦＴ（Fast Fourier transform）することにより測定対象１０３の周波数特性を測定する。アナライザ１０４は、ＤＡＷにプラグインされたアナライザモジュールにより実現されており、ジェネレータ１０２および測定対象１０３も、ＤＡＷにプラグインされたジェネレータモジュールおよびエフェクトモジュールとすることができる。
測定対象１０３のエフェクトモジュールに与える測定信号としては、ＤＡＷの再生音かジェネレータ１０２が発生した測定信号のいずれかを選択することができる。ジェネレータ１０２をプラグインしたジェネレータモジュールで構成した場合は、ジェネレータ１０２のパラメータ設定を行うユーザインタフェースが用意され、ユーザインタフェース画面を開いて測定信号をサイン波とするかホワイトノイズとするかを選択できると共に、測定信号の振幅を設定することができる。さらに、サイン波を選択した場合はサイン波の周波数も設定することができる。
【０００５】
また、アナライザ１０４の設定を行うユーザインタフェース（ＵＩ）が用意され、アナライザＵＩ画面１４０の例が図１３に示されている。図１３に示すアナライザＵＩ画面１４０においては、横軸が対数スケールの周波数とされ、縦軸がデシベル単位の振幅とされた測定対象１０３の周波数特性を表示する周波数特性表示領域１４０ａと、アナライザ１０４のパラメータ設定を行う第１設定部１４０ｂと第２設定部１４０ｃの設定欄が設けられている。第１設定部１４０ｂではＴｙｐｅ欄ａにおいてＦＦＴを行う際に使用される時間窓が選択される。時間窓としては矩形窓、ハニング窓、ハミング窓、ブラックマン窓、ブラックマン−ハリス窓、フラットトップ窓のいずれかから選択することができる。測定信号が周期信号の場合はフラットトップ窓が好適とされる。また、Ｓｉｚｅ欄ｂにおいて、周波数の分解能を決定する時間窓の窓長を、測定信号を時間窓内においてサンプルできるサンプル数で設定することができる。第２設定部１４０ｃではＮｕｍ欄ｃにおいて同一条件でのＦＦＴ結果を加算することにより、信号に含まれるノイズ成分を相対的に減少させるために同期加算する加算回数を設定する。このＮｕｍ欄ｃで加算回数を決定し、Ｓｔａｒｔボタンで加算が開始される。
【０００６】
図１３において周波数特性表示領域１４０ａには、測定対象１０３をイコライザとした際の周波数特性の一例が表示されている。この周波数特性を参照すると、高域においてイコライザの本来の特性と異なり周波数特性があばれている。これは、広帯域の周波数成分を含むホワイトノイズが測定信号としてジェネレータ１０２において発生されて測定対象１０３に供給されており、アナライザ１０４は全周波数帯域に対してＦＦＴを行っているため、高域になるほどノイズ成分の影響を受け易いからである。このように、従来の周波数特性測定装置１０１ではノイズ成分の影響を受け易いという問題点があった。
また、測定対象１０３が入力される信号の周波数によって応答の異なる非線形特性を有している場合は、ホワイトノイズのような広帯域の周波数成分を含む測定信号を測定対象１０３に入力しても、入力される信号の周波数によって応答の異なる非線形特性を測定することができないという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は高域になってもノイズの影響を受けない周波数特性を測定することができると共に、入力される信号の周波数によって応答の異なる非線形特性を測定することのできる周波数特性測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の周波数特性測定装置は、所定周波数間隔でステップ状に周波数掃引されたサイン波を発生させるコマンドをアナライザモジュールから受けて、該コマンドにより発生すべき周波数が指示される毎に、指示された周波数のサイン波を発生して測定対象とされるモジュールに測定信号として供給すると共に、ジェネレータモジュールから発生されるステップ状に周波数掃引されている各ステップ毎のサイン波に対する測定対象とされるモジュールから出力される測定信号のスペクトル情報を解析することにより、測定対象とされるモジュールの周波数特性を測定して表示することを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、所定周波数間隔でステップ状に周波数掃引されたサイン波を発生させるコマンドをアナライザモジュールから受けて、該コマンドにより発生すべき周波数が指示される毎に、指示された周波数のサイン波を発生して測定対象とされるモジュールに測定信号として供給すると共に、ジェネレータモジュールから発生されるステップ状に周波数掃引されている各ステップ毎のサイン波に対する測定対象とされるモジュールから出力される測定信号のスペクトル情報を解析することにより、測定対象とされるモジュールの周波数特性を測定して表示するようにしている。これにより、広帯域の周波数成分を有するホワイトノイズを測定信号として使用することなく周波数特性を測定することができることから、高域においてもノイズの影響を受けることなく周波数特性を測定することができる。
また、所定周波数間隔でステップ状に周波数掃引されたサイン波が測定信号として測定対象とされるモジュールに供給されるため、入力される信号の周波数によって応答の異なる非線形特性も測定することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置は、パーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」という）にインストールされるアプリケーションソフトウェアにプラグインされたモジュールにより構成されており、その概要の構成を示すユーザインタフェース（ＵＩ）画面を図１に示す。
図１に示す測定装置ＵＩ画面１ａは、本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置１が起動された際に表示されるユーザインタフェース画面である。周波数特性測定装置１が動作するアプリケーションソフトウェアは、例えば、ＭＩＤＩイベントやオーディオ信号の録音／再生、編集、ミキシングなどの一連の音楽処理を実行することができるＤＡＷ（Digital Audio Warkstation ）とすることができる。図１に示す周波数特性測定装置１は、ジェネレータ２が発生する測定信号が、エフェクト等の測定対象３に入力され、測定対象３から出力される測定信号がアナライザ４においてＦＦＴ（Fast Fourier transform）されることにより測定対象３の周波数特性が測定されるようになる。ジェネレータ２はアプリケーションソフトウェアにプラグインされたジェネレータモジュールとされており、アナライザ４も、アプリケーションソフトウェアにプラグインされたアナライザモジュールにより実現されている。また、測定対象３はパソコンに外部接続されているエフェクトやアプリケーションソフトウェアにプラグインされているエフェクトモジュール等とすることができる。
【００１１】
図１に示すように、ジェネレータ２の出力ポート２ａは測定対象３の入力ポート３ａに論理的に接続されてジェネレータ２において発生された測定信号が測定対象３に供給される。また、測定対象３の出力ポート３ｂはアナライザ４の入力ポート４ａに論理的に接続されて測定対象３から出力される測定信号がアナライザ４に入力されてＦＦＴされることにより測定対象３の周波数特性が測定される。さらに、アナライザ４のコマンド出力ポート４ｂがジェネレータ２のコマンド入力ポート２ｂに論理的に接続されて、アナライザ４によりジェネレータ２が発生する測定信号の周波数や振幅を指示することができるようにされている。そして、アナライザ４は所定周波数間隔でステップ状に周波数掃引されたサイン波をジェネレータ２が発生するように、周波数掃引される各ステップ毎のサイン波の周波数および振幅の情報を含むコマンドをジェネレータ２に送っている。周波数掃引される各ステップ毎にコマンドを受けたジェネレータ２は、コマンドで指示された周波数および振幅のサイン波を発生して周波数掃引されるステップ毎に測定信号として測定対象３に供給する。この場合に、ジェネレータ２が発生するステップ状に周波数掃引されたサイン波（Stepped Sine）の例を図５（ａ）に示す。図５（ａ）に示すグラフの横軸は時間とされ、縦軸はサイン波の周波数とされており、ジェネレータ２は所定周波数間隔でステップ状に上昇するサイン波を発生して出力することが分かる。
【００１２】
アナライザ４は、周波数掃引される各ステップ毎に測定対象３から出力される測定信号をＦＦＴし、ＦＦＴ結果におけるピーク周波数の振幅値を解析する。これにより、ジェネレータ２において測定信号の周波数掃引が終了してアナライザ４による測定信号のＦＦＴが終了した際に、アナライザ４により測定対象３の周波数特性が測定されるようになる。周波数特性の測定結果はグラフとして表示されるようになる。図５（ｂ）にアナライザ４によりＦＦＴ解析により得られた周波数特性のグラフの例を示す。図５（ｂ）の横軸は周波数とされ、縦軸はＦＦＴ結果におけるピーク周波数の振幅値とされており、例としてジェネレータ２が発生するステップ状に周波数掃引されるサイン波の２つのステップに対応する周波数が図５（ａ）から破線で図５（ｂ）に示されている。
【００１３】
ここで、測定対象３のパラメータ設定を行うことのできる測定対象ＵＩ画面３０の一例を図２に示す。
図２に示す測定対象ＵＩ画面３０は、４バンドのイコライザの例とされており、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４バンドを有し各バンドにおいてゲイン（Ｇ）、周波数（Ｆ）と選択度（Ｑ）を設定する合計１２個の操作子３０ａを有している。これらの１２個の操作子３０ａの内の所望の操作子３０ａを操作してイコライザ特性を設定する毎に、周波数特性測定装置１において周波数特性を測定することにより所望の周波数特性とされたイコライザに設定することができる。
【００１４】
次に、アナライザ４のパラメータ設定を行うことのできるアナライザＵＩ画面４０を図３に示す。
図３に示すように、アナライザＵＩ画面４０においては、横軸が対数スケールの周波数とされ、縦軸がデシベル単位の振幅とされた測定対象３の周波数特性を表示する周波数特性表示領域４０ａを有している。この周波数特性表示領域４０ａにおいてＦＦＴ結果の値をグラフにプロットする際に、ひとつのグラフプロット点に対して複数の値が対応する場合は、複数の値の内の例えばピークの値をプロットした周波数特性を表示するようにしている。また、ジェネレータ２のパラメータの設定を行う第１設定部４０ｂおよび第２設定部４０ｃの欄が設けられていると共に、アナライザ４のパラメータ設定を行う第３設定部４０ｄおよび第４設定部４０ｅの設定欄が設けられている。アナライザＵＩ画面４０の詳細を図８に示しており、各欄の説明を図８を参照して行う。第１設定部４０ｂのＧｅｎｅｒａｔｏｒ欄におけるＧａｉｎ欄ａでは測定対象３に供給する測定信号の振幅を単位をｄＢで設定する。図示する例では、０．００ｄＢの振幅値に設定されている。また、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ欄におけるＦｒｏｍ欄ｂでは測定信号であるサイン波の周波数をステップ状に周波数掃引させるときの開始周波数を設定し、Ｔｏ欄ｃで終了周波数を設定し、Ｓｔｅｐ欄ｄで周波数の分割ステップ数を設定する。例えばＦｒｏｍ欄ｂが１０Ｈｚ、Ｔｏ欄ｃが２２．０５ｋＨｚ、Ｓｔｅｐ欄ｄが１／２４Ｏｃｔであれば、１０Ｈｚから２２．０５ｋＨｚまで、１オクターブを２４分割するステップ数で測定信号とされるサイン波の周波数をステップ状に上昇させて周波数掃引する。
【００１５】
さらに、第２設定部４０ｃのＤｕｒａｔｉｏｎ欄におけるＴｉｍｅ欄ｅではサイン波の周波数をステップ状に周波数掃引させるときの各ステップの測定信号の持続時間を設定する。図示する例では０．２９ｓｅｃに設定されている。Ｓｉｌｅｎｔ  ｔｉｍｅ欄ｆではサイン波の周波数をステップ状に周波数掃引させるときの各ステップ間の無音時間を設定する。図示するようにＳｉｌｅｎｔ  ｔｉｍｅが１．００ｓｅｃに設定されている場合は、ステップ毎に信号を振幅ゼロまでフェードアウトさせ、Ｓｉｌｅｎｔ  ｔｉｍｅで設定された時間（１ｓｅｃ）だけ無音時間を置いた後、次の周波数のサイン波をフェードインさせるようにする。Ｓｉｌｅｎｔ  ｔｉｍｅが０．００ｓｅｃに設定されている時には、振幅を変化させないままステップ状に周波数を変化させていく。ただしこのとき、周波数が切り替わったときも位相はつながるようにされる。このように、アナライザＵＩ画面４０においてジェネレータ２のパラメータを設定することができる。
【００１６】
第３設定部４０ｄではＡｎａｌｙｚｅｒ欄におけるＴｙｐｅ欄ｇにおいてＦＦＴを行う際に使用される時間窓が選択される。時間窓としては矩形窓、ハニング窓、ハミング窓、ブラックマン窓、ブラックマン−ハリス窓、フラットトップ窓のいずれかから選択することができる。図示する場合は、測定信号が周期信号とされていることからフラットトップ窓（ＦｌａｔＴｏｐ）が選択されている。また、Ｓｉｚｅ欄ｈにおいて、周波数の分解能を決定する時間窓の窓長を、測定信号を窓長内においてサンプルできるサンプル数で設定することができる。図示する例では、窓長が８１９２サンプル数に設定されている。第４設定部４０ｅではＮｕｍ欄ｉにおいて同一条件でのＦＦＴ結果を加算することにより、信号に含まれるノイズ成分を相対的に減少させるために同期加算する加算回数を設定する。また、Ｔｙｐｅ欄ｊで同期加算の方式をｎｏｒｍａｌとｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎの内から選択する。図示する例では加算回数が１０に、同期加算の方式がｎｏｒｍａｌに設定されている。
【００１７】
ところで、周波数の分解能を決定する時間窓の窓長であるが、窓長をＴｄとし測定信号を窓長内においてサンプルできるサンプル数をＳｓ、サンプリング周波数をＦｓとすると、窓長ＴｄはＳｓ／Ｆｓで表される。例えば、Ｆｓ＝４４．１ｋＨｚ、Ｓｓ＝８１９２とすると窓長Ｔｄは約１８５．７６ｍｓとなる。この場合、ＦＦＴを行うと０Ｈｚからサンプリング周波数のナイキスト周波数Ｆｎ（＝Ｆｓ／２＝２２．０５ｋＨｚ）までの周波数帯域に等間隔に配置されたＳｓ／２個の周波数ビンが得られる。この周波数ビンは時間窓を乗算してサンプリングした測定信号をＦＦＴした際に得られる周波数成分（スペクトル）になる。すなわち、ＦＦＴにおける周波数の分解能は、
Ｆｎ／（Ｓｓ／２）＝２Ｆｎ／Ｓｓ＝Ｆｓ／Ｓｓ
となる。例えば、Ｆｓ＝４４．１ｋＨｚ、Ｓｓ＝８１９２とすると周波数の分解能は約５．３８Ｈｚとなる。なお、サイン波の周波数をステップ状に周波数掃引させるときの終了周波数はナイキスト周波数Ｆｎを超えないようにナイキスト周波数Ｆｎ以下とされる。
【００１８】
ここで、図１に示す周波数特性測定装置１において、ジェネレータ２からの測定信号を測定対象３を介さずに直接アナライザ４に入力したところ、アナライザ４により測定された周波数特性が完全なフラットにはならずわずかに揺らぐようになった。そこで、この原因を検討した所、測定信号であるステップ状に周波数掃引させたサイン波の周波数とＦＦＴ分析した際に得られる周波数ビンとのずれが周波数掃引時のステップによって異なるためであることが分かった。そこで、周波数特性における揺らぎを極力解消するように、ステップ状に周波数掃引させるサイン波の周波数として、ＦＦＴ分析することにより得られる周波数ビンの内の最も近い周波数を当該ステップで発生させるべき周波数としてステップ毎に取得して、当該周波数をそのステップで発生させるようアナライザ４がジェネレータ２に指示するようにしている。
また、周波数掃引時のステップ毎の周波数間隔Ｆｄと所定の周波数分解能を満たす窓長Ｔｄにおけるサンプリング数Ｓｓとの関係は、Ｆｄ≧Ｆｓ／Ｓｓと表され、
Ｓｓ≧Ｆｓ／Ｆｄ          （１）
となる。この（１）式のサンプリング数Ｓｓを満足する窓長Ｔｄに設定される。
【００１９】
さらに、周波数特性表示領域４０ａにおける横軸は対数スケールの周波数とされているため、ステップ状に周波数掃引させるサイン波の周波数を等間隔で上昇させていくと周波数が高くなるにつれて一つのグラフプロット点に対する値が増加していくことになる。そこで、ステップ状に周波数掃引させるサイン波の各ステップの周波数を対数スケールの周波数とすると共に、周波数間隔Ｆｄの大きさに応じて周波数の分解能を粗くすることにより一つのグラフプロット点に対する値を減少させるようにしてもよい。すなわち、ステップ状に周波数掃引されるサイン波の各ステップの周波数が対数スケールの周波数とされると各ステップにおける周波数間隔Ｆｄが異なるようになる。この場合においても、上記（１）式のサンプリング数Ｓｓを満足する窓長Ｔｄに設定されるが、周波数間隔Ｆｄが大きくなるほど窓長Ｔｄが短くなるよう（サンプル数が減少するよう）変更されてＦＦＴされるようになる。
【００２０】
次に、本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置１が実現されるパーソナルコンピュータの構成を示すブロック図を図４に示す。
図４において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０はパソコンの全体の動作を制御すると共に、プラグインされたジェネレータモジュールやアナライザモジュールのプログラムや制御用プログラム等の動作ソフトウェアを実行している。ＲＯＭ（Read Only Memory）１１には、ＣＰＵ１０が実行する制御用プログラム等の動作ソフトウェアが格納されており、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２には、ＣＰＵ１０のワークエリアや読み出されたシーンデータの記憶エリアが設定されている。このＲＯＭ１１をフラッシュメモリ等の書き換え可能なＲＯＭとすることで、動作ソフトウェアの書き換えを可能とすることができ、動作ソフトウェアのバージョンアップを容易に行うことができる。なお、図示されていないがハードディスク装置等の大容量記憶装置を備えており大容量記憶装置にインストールされたＤＡＷ等のアプリケーションソフトウェアやプラグインされるジェネレータモジュールやアナライザモジュールのプログラムが記憶されている。
【００２１】
検出回路１４は、パソコンに設けられているキーボードやマウス等の操作子１３を走査することによって操作子１３のイベントを検出して、イベントのあった操作子１３に対応するイベント出力を出力している。操作子１３には、ユーザインタフェース画面において設けられている操作子３０ａ等のパラメータを設定する操作子が含まれている。表示回路１６は液晶表示器（ＬＣＤ）等の表示器１５を備え、この表示器１５にユーザインタフェース画面等が表示される。各種操作は、ユーザインタフェース画面においてはＧＵＩ（Graphical User Interface）を利用した設定操作を行えるようにされている。通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１８は、外部エフェクト等の外部機器１７を接続するインターフェースであり、このインタフェースを介してパソコンと外部機器１７とが論理的に接続される。これらの各部は通信バス１９に接続されて、通信バス１９を介してデータの授受を行っている。
【００２２】
次に、本発明にかかる周波数特性測定装置１において実行される解析処理のフローチャートを図６に示す。
測定装置ＵＩ画面１ａにおける接続設定や、測定対象ＵＩ画面３０やアナライザＵＩ画面４０におけるパラメータ設定を行った後、周波数測定スタートボタンを操作する等して周波数測定をスタートさせると解析処理がスタートされ、ステップＳ１０にてアナライザＵＩ画面４０で設定されたサイン波の周波数をステップ状に周波数掃引させるときの開始周波数、終了周波数、出力レベル、周波数の分割ステップ数が取得される。次いで、ステップＳ１１にてサンプリング周波数ＦｓとアナライザＵＩ画面４０にて設定された時間窓の窓長とされるサンプリング数Ｓｓから周波数の分解能を算出する。さらに、ステップＳ１０で取得した開始周波数、終了周波数および分割ステップ数とから周波数掃引される各ステップの周波数をステップ毎に算出し、上記周波数ビンの周波数の内の算出された各ステップの周波数に最も近い周波数を測定対象３に供給する測定信号の周波数として決定し、決定された各ステップの周波数情報をステップＳ１２にてレジスタに保存する。この場合、周波数掃引される各ステップの周波数を対数スケールの周波数として算出して、上記周波数ビンの周波数の内の算出された各ステップの周波数に最も近い周波数を測定対象３に供給する測定信号の周波数として決定するようにしてもよい。
【００２３】
次に、決定された各ステップの周波数から求められるステップ間の周波数間隔Ｆｄに応じて上記（１）式のサンプリング数Ｓｓを満足する窓長Ｔｄがステップ毎に算出されてステップＳ１３にてレジスタに保存される。この場合、周波数掃引される各ステップの周波数が対数スケールの周波数とされている場合は、測定周波数が高くなるにつれて周波数間隔Ｆｄが拡がることから算出される窓長Ｔｄが短くなり、窓長Ｔｄ内でサンプルされるサンプル数が減少するようになる。次いで、ステップＳ１４にてレジスタに保存されている全ての各ステップの周波数をジェネレータ２から測定対象３に供給してアナライザ４により測定を行ったか否かが判断されるが、この場合は一回目なのでまだ測定していないと判断されてステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、レジスタに保存されている最初のステップのサイン波の周波数情報とステップＳ１０にて取得された出力レベルとからなる発音設定の情報を取得し、ステップＳ１６にて発生すべきサイン波の周波数情報と出力レベルの情報からなる発音指示コマンドをジェネレータ２に送信する。発音指示コマンドを受けたジェネレータ２は指示された周波数情報の周波数とされたサイン波の測定信号を指示された出力レベルで出力し、測定対象３に供給する。
【００２４】
測定対象３から出力された測定信号はアナライザ４に入力され、ステップＳ１７にてアナライザ４に入力された測定信号をＦＦＴ解析する。ＦＦＴ解析することにより周波数ビンとその振幅が得られ、得られたピーク周波数ビンとその振幅値に基づく描画をステップＳ１８にてアナライザＵＩ画面４０の周波数特性表示領域４０ａにおいて行う。ステップＳ１８の処理が終了するとステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４ないしステップＳ１８の処理が繰り返し行われることにより、第２のステップのサイン波の周波数における測定信号のＦＦＴ解析および描画処理が行われ、次いで第３のステップのサイン波の周波数における測定信号のＦＦＴ解析および描画処理が順次に行われ、最終ステップである第Ｎのステップのサイン波の周波数における測定信号のＦＦＴ解析および描画処理が終了すると、アナライザＵＩ画面４０の周波数特性表示領域４０ａに測定対象３の周波数特性が表示されるようになる。そして、ステップＳ１４にて全ての周波数を測定したと判断されて解析処理は終了する。なお、周波数特性表示領域４０ａにおいてＦＦＴ解析の結果をグラフにプロットする際に、ひとつのグラフプロット点に対して複数の値が対応する場合は、複数の値の内のピークの値をプロットした周波数特性を表示するようにしている。この解析処理を実行することによりアナライザＵＩ画面４０の周波数特性表示領域４０ａに表示された測定対象３の周波数特性の例が図８に示されている。この場合、測定対象３はイコライザのエフェクトとされており、約７００Ｈｚが減衰のピークとされて約３８ｄＢ減衰する周波数特性とされていることがわかる。
【００２５】
次に、解析処理においてステップＳ１４ないしステップＳ１８の処理が繰り返し行われる際のアナライザ４とジェネレータ２との間で行われる通信のシーケンスを示すシーケンス図を図７に示す。
解析処理においてステップＳ１４ないしステップＳ１８の処理が繰り返し行われる際に、アナライザ４はまず、第１ステップのサイン波の周波数Ｆ１Ｈｚと振幅Ｌ１ｄＢをレジスタから読み出して、この情報を含むサイン波出力コマンドをジェネレータ２に送る。このサイン波出力コマンドを受信したジェネレータ２はステップＳ２０で周波数がＦ１Ｈｚで振幅がＬ１ｄＢの第１ステップのサイン波を発生して測定対象３に出力する。この第１ステップのサイン波は徐々に振幅が高くなるようフェードインさせて発生する。そして、サイン波出力コマンドが指示した第１ステップのサイン波を発生して出力したことをアナライザ４に通知する。第１ステップの出力通知を受けたアナライザ４は、測定対象３から出力される測定信号のＦＦＴ解析を行い、得られたピーク周波数ビンとその振幅値に基づく描画をステップＳ２１で行う。
【００２６】
次に、アナライザ４は第２ステップのサイン波の周波数Ｆ２Ｈｚと振幅Ｌ２ｄＢをレジスタから読み出して、この情報を含むサイン波出力コマンドをジェネレータ２に送る。このサイン波出力コマンドを受信したジェネレータ２はステップＳ２２で周波数がＦ２Ｈｚで振幅がＬ２ｄＢの第２ステップのサイン波を発生して測定対象３に出力する。そして、サイン波出力コマンドが指示した第２ステップのサイン波を発生して出力したことをアナライザ４に通知する。第２ステップの出力通知を受けたアナライザ４は、測定対象３から出力される測定信号のＦＦＴ解析を行い、得られたピーク周波数ビンとその振幅値に基づく描画をステップＳ２３で行う。
【００２７】
同様のシーケンスがサイン波を周波数掃引する各ステップ毎に行われ、最終ステップにおいて、アナライザ４は最終ステップのサイン波の周波数ＦＮＨｚと振幅ＬＮｄＢをレジスタから読み出して、この情報を含むサイン波出力コマンドをジェネレータ２に送る。このサイン波出力コマンドを受信したジェネレータ２はステップＳ２４で周波数がＦＮＨｚで振幅がＬＮｄＢの最終ステップのサイン波を発生して測定対象３に出力する。そして、サイン波出力コマンドが指示した最終ステップのサイン波を発生して出力したことをアナライザ４に通知する。最終ステップの出力通知を受けたアナライザ４は、測定対象３から出力される測定信号のＦＦＴ解析を行い、得られたピーク周波数ビンとその振幅値に基づく描画をステップＳ２５で行う。次いで、ジェネレータ２にサイン波の発生を停止させるサイン波出力停止コマンドを送る。このサイン波出力停止コマンドを受けたジェネレータ２は、徐々にサイン波の振幅を減少させてフェードアウトしてサイン波を停止させる。これにより、アナライザＵＩ画面４０の周波数特性表示領域４０ａに図８に示すような測定対象３の周波数特性が表示されるようになる。
【００２８】
次に、ジェネレータ２が発生するサイン波の周波数掃引をステップ状に行った測定信号を図９ないし図１１に示す。
図９に示す測定信号は、図８に示すアナライザＵＩ画面４０の第２設定部４０ｃにおけるＳｉｌｅｎｔ  ｔｉｍｅ欄ｆで有意のＳｉｌｅｎｔ  ｔｉｍｅが設定された際の測定信号とされている。この場合は、アナライザ４から受信した第１ステップのサイン波出力コマンドに応じてジェネレータ２は周波数がＦ１Ｈｚで振幅がＬ１ｄＢの第１ステップのサイン波を発生しフェードインさせて出力する。フェードイン後のこのサイン波の持続期間はＤｕｒａｔｉｏｎ欄におけるＴｉｍｅ欄ｅで設定された時間とされる。この時間が経過すると、サイン波はフェードアウトされて停止される。そして、無音時間とされるＳｉｌｅｎｔ  ｔｉｍｅが経過すると、アナライザ４から受信した第２ステップのサイン波出力コマンドに応じてジェネレータ２は周波数がＦ２Ｈｚで振幅がＬ２ｄＢの第２ステップのサイン波を発生しフェードインさせて出力する。フェードイン後のこのサイン波の持続期間はＤｕｒａｔｉｏｎ欄におけるＴｉｍｅ欄ｅで設定された時間とされる。この時間が経過すると、サイン波はフェードアウトされて停止される。以降は、同様の動作が繰り返されて最終ステップの周波数がＦＮＨｚで振幅がＬＮｄＢのサイン波が発生されフェードインさせて出力されＴｉｍｅ欄ｅで設定された時間の経過後に、サイン波はフェードアウトされて停止される。
【００２９】
また、図１０に示す測定信号は、図８に示すアナライザＵＩ画面４０の第２設定部４０ｃにおけるＳｉｌｅｎｔ  ｔｉｍｅ欄ｆで時間が設定されなかったあるいは無音時間を設けない設定とされた際の測定信号とされている。この場合は、アナライザ４から受信した第１ステップのサイン波出力コマンドに応じてジェネレータ２は周波数がＦ１Ｈｚで振幅がＬ１ｄＢの第１ステップのサイン波を発生しフェードインさせて出力する。フェードイン後のこのサイン波の持続期間はＤｕｒａｔｉｏｎ欄におけるＴｉｍｅ欄ｅで設定された時間とされる。この時間が経過すると、アナライザ４から受信した第２ステップのサイン波出力コマンドに応じてジェネレータ２は周波数がＦ２Ｈｚで振幅がＬ２ｄＢの第２ステップのサイン波を発生しフェードインさせて出力する。ただし、周波数が切り替わったときも位相はつながるようになっている。以降は、同様の動作が繰り返されて最終ステップの周波数がＦＮＨｚで振幅がＬＮｄＢのサイン波が発生され、フェードインさせて出力されるが、Ｔｉｍｅ欄ｅで設定された時間の経過後に、サイン波はフェードアウトされて停止される。
なお、Ｄｅｌａｙは測定対象３の遅延を補正するための遅延時間であり、設定されたＤｅｌａｙ時間後においてアナライザ４は測定信号のサンプリングを開始するようになる。
【００３０】
図１１には図１０に示す測定信号とされた際に測定対象３から出力される測定信号をアナライザ４によりＦＦＴ解析する態様が示されており、第２ステップの測定信号を解析する際には、周波数Ｆ２Ｈｚに周波数が切り替わってから設定されたＳｔａｒｔ時間が経過した後の時刻ｔ０で測定が開始されることにより、測定信号における窓長の部分がＦＦＴされ、ＦＦＴ結果におけるピーク周波数の振幅値が解析される。このＦＦＴ解析は時刻ｔ１，時刻ｔ２，時刻ｔ３，・・・と第４設定部４０ｅのＮｕｍ欄ｉにおいて設定された回数だけＤｕｒａｔｉｏｎ期間において行われ、ＦＦＴ解析結果が同期加算される。このようなＦＦＴ解析は、第２ステップを含む全てのステップにおいて行われる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上説明した本発明において、アプリケーションソフトウェアをＤＡＷとしたがこれに限るものではなく、オーディオ信号を扱うアプリケーションソフトウェアに適用することができる。この場合、ジェネレータおよびアナライザのプログラムをそのアプリケーションソフトウェアにプラグインすればよい。
また、ジェネレータから発生された測定信号を測定対象およびアナライザに供給し、アナライザにおいて測定対象から出力された測定信号と、ジェネレータから直接供給された測定信号を利用することにより測定対象の伝達関数を測定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置の概要の構成を示すユーザインタフェース（ＵＩ）画面である。
【図２】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置における測定対象のパラメータ設定を行うことのできる測定対象ＵＩ画面の一例である。
【図３】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置におけるアナライザのパラメータ設定を行うことのできるアナライザＵＩ画面である。
【図４】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置が実現されるパーソナルコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置におけるジェネレータが発生するステップ状に周波数掃引されたサイン波およびアナライザによりＦＦＴ解析された周波数特性の測定結果のグラフを示す図である。
【図６】本発明にかかる周波数特性測定装置において実行される解析処理のフローチャートである。
【図７】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置において、アナライザとジェネレータとの間で行われる通信のシーケンスを示すシーケンス図である。
【図８】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置におけるアナライザＵＩ画面の詳細を示す図である。
【図９】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置において無音時間を設定した際の測定信号を示す図である。
【図１０】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置において無音時間を設定しない際の測定信号を示す図である。
【図１１】本発明の実施例にかかる周波数特性測定装置において図１０に示す測定信号とされた際の測定信号をアナライザによりＦＦＴ解析する態様を示す図である。
【図１２】従来のＤＡＷがインストールされたパソコン上で実現可能な周波数特性測定装置の構成の概要を示す図である。
【図１３】従来の周波数特性測定装置におけるアナライザＵＩ画面である。
【符号の説明】
【００３３】
１  周波数特性測定装置、１ａ  測定装置ＵＩ画面、２  ジェネレータ、２ａ  出力ポート、２ｂ  コマンド入力ポート、３  測定対象、３ａ  入力ポート、３ｂ  出力ポート、４  アナライザ、４ａ  入力ポート、４ｂ  コマンド出力ポート、１０  ＣＰＵ、１１  ＲＯＭ、１２  ＲＡＭ、１３  操作子、１４  検出回路、１５  表示器、１６  表示回路、１７  外部機器、１８  通信Ｉ／Ｆ、１９  通信バス、３０  測定対象ＵＩ画面、３０ａ  操作子、４０  アナライザＵＩ画面、４０ａ  周波数特性表示領域、４０ｂ  第１設定部、４０ｃ  第２設定部、４０ｄ  第３設定部、４０ｅ  第４設定部、１０１  周波数特性測定装置、１０２  ジェネレータ、１０３  測定対象、１０４  アナライザ、１４０  アナライザＵＩ画面、１４０ａ  周波数特性表示領域、１４０ｂ  第１設定部、１４０ｃ  第２設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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