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機材ブログ

2017.05.08
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カテゴリ:その他
先日知人と単体位相について談義が盛り上がり、また最近、位相に関するお話をよく目にします。以前お蔵入りになった長文があるので、この機会に便乗して成仏させてください(笑)



位相について、また極性について書こうかと思います。随分な長文となってしまいましたが。


まずはじめに位相、その中でポラリティ(位相極性)についてです。ポラリティは電気的な交流信号波形の正負の向きの話で、ピックアップやスピーカー、バランスシグナルの極性などが関わります。

フェンダーとギブソンのピックアップの極性が逆だったり、JBLのラウドスピーカーがどうだとか、ある年代ある国のプリアンプはXLR端子の何番がHOTだ…なんて話ですね。


個人的にですが、単体での極性の正否は無いと思います。(ただしここに注意を向けているプロは多くいます)

世の中には「バスドラムを打ち込んだ瞬間スピーカーが引っ込む方向から動くのが気持ち悪く、音質的にも好ましくない」などといった話もありますが、これについて何か提示できる程の知見を得ていませんので、ひとまず此処では触れません。

ただ…単純な空気圧に近いバスドラですし、マイクに関しては音圧に対してプラスの発電が何番端子、と決まっていた気がするので、上記に関して言えば極性管理不足な気がしないでも無いですが…?


さて、以降はあくまで個人的な考えですが、例えばヴァイオリンやサックスにコンタクトマイクを貼った際に押し引きどちらから振動が始まり、電気的な極性を揃えるか…といった判断は難しいものと思います。

サックスの音がプラスとマイナスどちらから波形が始まるか…聴いたら分かるのでしょうか(個人的には未経験)


ですがコンタクトマイクのピエゾ素子を叩いた際に+方向から動く極性というのは理解できます。これならば、単体で見れば間違いなくプラスから始まる極性です。


…ならば全てその極性で良いのかというと、今度は表に貼るのか、裏に貼るのかといった問題が出てきます(当然表裏で振動の向きは逆向きとなります)。

特定の条件下では「正相」が「相対的な逆」ともなり得るので、ピエゾやギターシンセなど極性が入れ替えられないものがあれば、エレキのマグネットピックアップなどもそれに揃えると良い気がする、程度に考えています。



単体の極性には大きな意味合いは持たない場合でも、2つ以上の信号がミックスされる時は注意が必要です。プラスとマイナスで足し算すれば、当然打ち消しが起こります。

世の中のエフェクトペダルやアンプには極性の反転するものが大量に出回っていますので、これらの信号が混ざる際は特に注意が必要でしょう。シンセやトリガー系の音源との混在も同様です。

また更に、ギターやベースなど楽器間でも極性は揃えておく、という考えがここ最近で普及してきています。
打ち消しが起きるには電気的な分岐・合成でなければ演奏のタイミングがジャストである必要があるため、1/10000秒単位でギターとベースの演奏が揃うのか…?などとも思ってしまうのですが、 DIやアンシミュなどのラインシグナルが混ざるような場面では効果を発揮するようにも思います。




しかしギターとベース、ベースとドラムなど異なる楽器間では極性(ポラリティ)よりも位相(フェイズ)そのものの影響が大きいように思います。

位相そのものとポラリティは分けて考えた方が整理がつきますので、説明します。


先に軽く説明しましたが、ポラリティというのは電気的な都合による極性で、回路によっては信号波形の正負が反転する・しないといった話です。

位相というのは、相対的な波形のズレといいますか…この単語を認識している皆さんの考える通りと思います(急に投げやりですいません)。これは当然、180°ズレれば逆極性ですので、ポラリティの反転も位相の変化に含まれます。ただし90°くらいズレる、などという事もあり、フェイズシフターなどはこの辺りが絡んできます。


つまり位相というのは必ずしも一定ではなく、全体が数十度ズレることもあれば、周波数によって変化する場面もあります。



計算式が入って申し訳無いのですが、例えば1kHzの信号というのは1秒間に1000回の振動です。仮に音波が1秒間に340m進んだ場合(音速というやつですね)、その間に1000回の疎密波が現れますので1kHzの波長は340/1000=0.34 つまり1周期34cmの波、でしょうか。

34cmで1周期ですので、半分の17cmでちょうど正負がズレて逆相となります。


ですので音源に対して17cm下がれば位相は180°ズレますが、この時に別の周波数が鳴っていた場合、その位相の動きはまた異なります。分かり易く、340Hzの音が鳴っていた場合1周期は1mですので、17cmでは60°程度しかズレない計算となります。
これに反射音などが加わると大変複雑になるので以降は割愛しますが、要は空気中では「位相は必ずしも極性スイッチ正転、反転のようには動かない」という事です。エフェクトの位相がどう、という話に電気的な極性以外、空気中などの話題が出にくいのはそういう関係があるかと思います。(もちろんPAさんなどの領分という面もあるでしょう。)



冒頭の「バスドラムでスピーカーが引っ込む方から動く…云々」という話、マイキングなどで合わせる作業はある程度可能かと思いますが、これにベースも合わせる、となると「互いの位相は音程によって、またマイクやリスナーの位置によってその関係は変動する」という面も考慮が必要と思います。





気になる点を書き殴ってしまったので随分長く読みづらい文章となってしまいましたが、位相(フェイズ)そのものと極性(ポラリティ)を分けて考えないと複雑で分かりづらいので、まずそこの区別を!という思いで綴らせていただきました。

その上で、電気的に極性(ポラリティ)を揃えるという事は大変意味のある事と思いますので、これを読んだどなたか1人にでも、その活動の一助になればと思います。




具体的な作業は極性を合わせるだけですが、アンプの特定のチャンネルだけ位相が反転する、DIのスルーシグナルとバランスシグナルで逆相になっている、中にはディレイやリバーブのwet音だけ反転しているなんて場面もあるそうです(要熟考)。ここまで来ると複雑怪奇ですので、ノウハウを持った「組み込みのプロ」という存在も頷けるものです。


正しいポラリティの確認方法などは、素人にはおこがましくその道の方にお譲りしますが、まずその前の一歩、「位相とは」「逆相とは」「それを直す、とは」といった部分の情報の一片程度に読み、参考にしていただけたらと思います。




国語的な教養も数学的な知識もない若造が独学で書いた駄文ですので粗だらけのものかと思いますが、裏は各自で取っていただくという事で(再び投げやり)。


また、何かご指摘やご意見がありましたら、後学の為にもよろしくお願いします。






Last updated  2020.05.27 16:54:17
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