デジタルアンプとデジタルスピーカ

アメニティ&サウンド 音と快適の空間へ vol.59
音響と技術 メールマガジン
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音響技術とソフトウェア、ハードウェア開発

音響と開発 : Sound & Development
株式会社エーアールアイ / ARI
ARI CO.,LTD.
アメニティ&サウンド 音と快適の空間へ

デジタルアンプとデジタルスピーカ

59

メールマガジン「アメニティ サウンド 音と快適の空間へ」は、現在、休刊中です。 バックナンバーのコラムの内、サウンドコラムと技術開発コラムは、 サウンド、技術開発コラム に再編集、一部加筆修正して掲載していますので併せてご利用ください。

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■ アメニティ&サウンド 音と快適の空間へ【Vol.59】2004年9月2日
□    デジタルアンプとデジタルスピーカ
□    http://www.ari-web.com/
□■□□□□□□□□□□□□ 株式会社エー・アール・アイ □■□■
□はじめての方へ、
このメールマガジンのご登録をいただきましてありがとうございます。
「アメニティ&サウンド 音と快適の空間へ」は、隔週(第1、第3木曜日)
にお届けしています。内容を充実できるようにがんばりますので、末永く
お付き合いいただけますようお願い申し上げます。

 ■□■□■ CONTENTS Vol.59 □□□□□□□□□□□□□□□■□

  1.技術と開発の閑話(24)
    ソフトウェアの標準と部品化 -6- 重要な課題
  2.サウンド(56)
    デジタルアンプとデジタルスピーカ
    -1- D級アンプと消費電力
  3.3GPP音声通信(52)
    ITU-T P.313音響規格 − 受話感度周波数特性測定
  4.XP SP2とLooooooooooooooooooonghorn(URLクリッピング)

□━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
 ■1.技術と開発の閑話(24)
   ソフトウェアの標準と部品化 -6- 重要な課題 
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━□■□■
技術や開発に関連した話題を閑話と題してお届けしています。あまり
 専門的ではなく技術者以外の方にも接点のある内容にできればと考え
 ています。

 5回に渡って部品化に関連した話題として、あまり相関が強くないよう
 にも見える話題を取り上げててきました(やや散漫ですが)。

  第1回は、UMLなど設計を資産的に考える方法とコード
  第2回は、1回に続いて資産的な考えと戦術、戦略的なこと
  第3回は、ツールの変遷とコードの再生産について
  第4回は、ホットなアジャイル開発と従来の開発
  第5回は、XP手法のリファクタリング、イテレーション開発

  ▼前回までの内容はバックナンバーをご覧ください。
   (アップロードしていない分があります。メルマガ配信サイト
    のバックナンバーではご覧いただけます)
  http://www.ari-web.com/mm/

 ソフトウェア開発のサイクルの短期化と、質的、量的要求の上昇によ
 って、開発手法やツール、フレームワーク、言語などあらゆる所で、
 開発効率の向上と工学的な開発手法に対するアプローチが提言されて
 いる中、あえて「標準化と部品化」という低レベルな軸で考えてみま
 した。

 これは(アジャイル的手法に少し傾向していますが)新しい開発手法ま
 で見ても、現在のところ、工学的、工業生産、設計的な手法が確立さ
 れおらず、標準化のような知的財産の積上げが必ずしも効果的に機能
 しない場合があることを断片的に見てきているような作業でした。

 ここまで、何となくアジャイル開発や手法の標準化にやや否定的に見
 えるような表現もあったかもしれませんが、そのようなことはありま
 せん。非常に注目をされているアジャイルのような手法でも、現在の
 ソフトウェア開発の抱える重要な課題を解決するためのものではない
 う視点で見みたに過ぎません。

 現在のソフトウェア開発上の重要な課題は、

  ○質的、量的、技法的にも要求に見合った開発手法が確立できて
   おらず、コンサバティブに開発案件を成功させられない場合が
   あること

  ○高度化と量的事情から品質面での低下を招くが、決定的に品質
   を安定させるための設計手法も難点がある(テストケースなどが
   あるものの)

 という2点だと考えています。

 従来は、比較的有用であったファンクション・ポイント法なども的確
 には機能しない(できない)ことが多く、新しく提言されているような
 開発手法で改善できる場合もあるが、困難だったり、もしくは解決さ
 れているわけではないという状況かと感じています。

  ▼@IT 情報マネジメント用語事典
  「ファンクション・ポイント法」
  http://www.atmarkit.co.jp/aig/04biz/fp.html
 
 見積、品質、工程管理の全ての面に関わる問題なので、全てと言って
 も過言ではありません。

 ソフトウェア開発の「見積の精度」「品質の安定」「計画完遂」は様
 々な形で課題に取り上げられていますが、皆、開発手法の工学的なア
 プローチ、標準化された手法が確立できていないあたりに起因してい
 ると言えます。

 それでは、次回もよろしくお付き合いください。(^^)

  ▼ARIはアプリケーションソフトやデジタル機器の開発などを
   お手伝いしています。
  http://www.ari-web.com/develop/index.htm

□━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
 ■2.サウンド(56) 
    デジタルアンプとデジタルスピーカ
    -1- D級アンプと消費電力
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━□■□■
 このコラムは音や音響機器などについての話題をお届けしています。

 今月のEDN Japanのdesign featureは「D級アンプが第3世代に突入」
 という記事でした(EDNは電子産業エンジニア向けの雑誌です)。

  ▼EDN Japan 最新号(2004年9月号)目次
   「D級アンプが第3世代に突入」のリンク先掲載されています。
  http://www.ednjapan.com/content/issue/index.html

 EDNの記事は開発者が対象なので、半導体やモジュールなどについて
 の記事です。一般向けには、あまりD級アンプという呼称を使わなく
 なりつつあるように思います。A級、B級、AB級に対してD級というと
 品質ランクで相当劣るクラスのように誤解されるからでしょう。

 ■デジタルアンプのコンシューマ化
 このコラムでも今までにデジタルアンプ(D級アンプ)のAV家電の搭載
 の話題を何回かしていますが、この1、2年でAVアンプのハイエンド
 商品でもデジタルアンプが採用され、コンシューマ向け商品のパワー
 アンプはデジタル化が主流になって来ています。

 今回から数回、デジタルアンプとデジタルスピーカ、信号処理などに
 ついて少し集中して続けたいと思います。

 デジタルアンプは、電力の損失が少なく小型化できる点に特徴があり
 ます。MDウォークマンやMP3プレーヤーなど携帯機器のバッテリー
 時間を伸ばすための製品や、薄型TVなど省スペースの筐体にアンプ
 を収める必要があるAV製品などを中心に搭載されています。

 ■省エネルギー
 TVなどはスペースファクターの他に省電力化設計のためにもデジタル
 アンプにする必要があるのだろうと思います。最近のデジタルアンプ
 搭載と薄型TVに関する記事ではもっぱら省スペースが語られますが、
 省エネ法の民生特定機器に「テレビジョン受信機」は含まれています
 から、消費電力、待機電力を節電する必要があります。

  ▼経済産業省 資源エネルギー庁
  http://www.enecho.meti.go.jp/
  ▼財団法人省エネルギーセンター
  http://www.eccj.or.jp/

 ここ数年、発電所の事故やCO2排出削減など、新エネルギー問題と省
 エネルギーが注目される機会がありますが、資源エネルギー庁の施策
 の影響がAV機器のデジタルアンプ化にも影響しているかもしれません。

 現在の特定機器の区分では、プラズマテレビ、液晶テレビ、DVDレコ
 ーダー、HDDレコーダーなどは対象外なのですが、対象に追加するこ
 とが検討されています(経済産業省のホームページの「政策を深く調
 べる」「審議会・研究会」のページにある「資料5 省エネルギー基
 準に係る進捗及び今後の予定(案)」というPDFで発表されています。
 大量の文章があるので見つけるのは大変ですが……)。

  ▼経済産業省
  http://www.meti.go.jp/

 DVDレコーダーのカタログを見ると消費電力の注意書きなどで「VTR
 の省エネ法に定める計算式による待機消費電力……」などと記載され
 ていますが、対象外なので、適用のためというわけではなく算出条件
 を合わせるためということですね。

 ■AVアンプ
 最近、デジタルアンプを搭載した高級AVアンプが相次いで発売されて
 います。

 AVアンプの場合には、高出力のパワーアンプを多チャンネル搭載して
 いるので、消費電力やスペース(筐体サイズ)も大きめですが、筐体サ
 イズは、背面の接続端子が支配的ですから省エネやスペースよりも、
 フルデジタル化のためにデジタルアンプが採用されています。

 スピーカはアナログなので、アンプの出力はアナログですが、入力か
 ら最終出力段のパワーアンプ部までをデジタルのままにすることが可
 能になりますから、デジタル信号を生かしたハイファイ化ということ
 も可能になります。

   ┏━━━━┓デジタル┏━━━━━┓アナログ
   ┃CDなど┃−−−→┃AVアンプ┃−−−→ スピーカ
   ┗━━━━┛    ┗━━━━━┛
            入力でアナログ変換

  アナ     デジ     デジ     アナ
  ログ┏━━━┓タル┏━━━┓タル┏━━━┓ログ┏━━━┓
  −→┃A/D┃−→┃DSP┃−→┃D/A┃−→┃アンプ┃→
    ┗━━━┛  ┗━━━┛  ┗━━━┛  ┗━━━┛
  デジ  ↑
  タル┏━━━┓ ←ここを     ←−− ここを −−→
  −→┃D/A┃  直接DSPに    デジタルアンプに
    ┗━━━┛

 以前は、デジタル入力をプリアンプでD/A変換してアナログ信号を他
 の入力とスイッチしたり増幅するというような方法が取られているこ
 とが多かったわけですが、最終出力段をデジタルアンプにするとデジ
 タルの入力信号をそのまま扱うことができ、デジタルのメリットを最
 大限生かすことができる可能性があります。

 それでは、次回もよろしくお付き合いください。(^^)

 ※A/D、D/A変換のブロックはメーカーや製品によって様々です。

  ▼前回までの内容はバックナンバーをご覧ください。
  http://www.ari-web.com/mm/

□━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
 ■3.3GPP音声通信(52)  
  ITU-T P.313音響規格 − 受話感度周波数特性測定
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━□■□■
 2004年度6月の移動電話国内出荷実績が(社)電子情報技術産業協
 会JEITAの統計情報で発表されました。移動電話国内出荷数量は前
 年度比83.1%と6ヶ月連続のマイナスとなっています。

 携帯・自動車電話は4,013千台、前年比84.6%と6ヶ月連続のマイナ
 スを記録しています。公衆PHSは前年比30.7%とこちらも依然として
 に低迷が続いています。

  ▼統計資料-2003年度移動電話国内出荷実績に掲載されています。
   (社)電子情報技術産業協会 JEITA
  http://www.jeita.or.jp

 携帯:自動車電話は低迷が続いていますが、3ヶ月ぶりに4百万台を、
 超え、前月比では121%となっており、JEITAは第三世代機が過半数
 を超え、パケット定額性サービスなど各種サービスの利便性が認め
 られはじめた為とコメントしています。

 □……………………………………………………………………………
  ■4.Receiving frequency responses
   (受話感度周波数特性)
 ………………………………………………………………………□■□
 前回はITU-T P.313規格の送話感度周波数特性測定についてでした。
 今回は受話感度周波数特性測定についてです。

  ▼前回までの内容はバックナンバーをご覧ください。
  http://www.ari-web.com/mm/

 ITU-T P313規格とはPDC方式の携帯端末の音響性能を評価する上で
 望ましい測定項目が揃っている音響規格です。

  ▼ITU-T規格については以前にご紹介しました。
  http://www.ari-web.com/mm/bn/20030515.htm

 受話感度周波数特性測定は、携帯端末の受話方向の低域から高域ま
 での周波数分布を評価するための測定です。評価する周波数帯域は
 100Hz〜8kHzの範囲となります。

 周波数範囲が8kHzとなっているのは、受話測定の場合、受話器から
 出力された音声をERPマイクロホン測定するため、周波数特性に受話
 器のスピーカーの特性も含まれます。

 このためナローバンドの音声再生帯域だけではなく、さらに、分析
 範囲を拡げています。測定内容については、3GPP/GSM規格の場合と
 基本的には同じです。

  ▼3GPP 受話感度周波数特性測定については以前にご紹介しました。
  http://www.ari-web.com/mm/bn/20020905.htm
  ▼GSM 受話感度周波数特性測定については以前にご紹介しました。
  http://www.ari-web.com/mm/bn/20030904.htm

 測定にはLRGP(テストヘッド)を使用します。

 試験信号にはSweep Sine Waveを使用する様に規定されています。
 Sweep Sine Waveが使用できない場合、Artificial Speech(
 ITU-T P.50で規定されている人工音声)の使用も認められています。

 試験信号はPOI点へ出力し、POI点で-16dBm0得られる様にレベルを
 調整します。

 感度周波数特性は、POI点で測定した周波数分布(基準値)と、受
 話器から出力される音声を人工耳にセットされたマイクロホンで測
 定した周波数分布(測定値)の比を計算により求めます。

  ▼受話感度の計算については以前にご紹介しました。
  http://www.ari-web.com/mm/bn/20030220.htm

 計算により求めた感度周波数特性は以下の様に、ITU-T P.313規格
 で規定されたマスクカーブの範囲内に収まっているかで評価します。

  TABLE 5/P.313 Receiving
  −−−−−−−−−−−−−−−−−−−
  Frequency Upper Limit Lower Limit
   [Hz]    [dB]     [dB]
  −−−−−−−−−−−−−−−−−−−
    100    -10     -
    200     2    -∞
    300     2    - 9
    2000     2    - 7
    3400     2    -12
    4000     2    -∞
    8000    -18     -
  −−−−−−−−−−−−−−−−−−−

 携帯電話から受信される音声にバラツキ(例えば、低域だけ大きか
 ったり、特定の成分のみが強調されているなど)があると、通話の
 音質は著しく悪化します。受話感度周波数特性は携帯電話の受話器
 から出力された音声の周波数分布が低域から高域までバランスよく
 伝送されているかを評価する重要な測定項目です。

 次回はD-factor(送話感度・雑音感度)測定についてお届けしたい
 と思います。

  ▼ARIは3GPP,GSM,PDC音響測定に対応した「3G携帯通信開発用
  音響測定システム MTA-01WB-S」を開発・販売しています。
  http://www.ari-web.com/mobile/3g/mta01-wbs/info-3gpp.htm

  ▼PDC端末音響システム 製品概要(MTA-01WB-S)
  http://www.ari-web.com/mobile/3g/mta01-wbs/info-itut-p313.htm

□━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
 ■4.XP SP2とLooooooooooonghorn(URLクリッピング)
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 WEB参照可能な掲載記事などから毎日伝えられるニュースや記事か
 ら気になる情報や翌日には埋もれてしまいそうな記事をピックアッ
 プしてご紹介しています(このメールマガジンの発行周期が隔週と
 いうこともあって新しい記事ばかりではありません)。

 ■XP SP2とLooooooooooooooooooonghorn
 Windows XP SP2が9/2本日よりダウンロード開始されました。

  ▼マイクロソフト、Windows XP SP2を2日午前0時から公開
   〜10月からは郵便局でもCD-ROMを配布
  http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/0901/ms.htm

  ▼【特集】生まれ変わったWindows XP - SP2のすべてを知る
   MyCON PC WEB プロダクツ/カスタマイズ>特集
   (13ページに渡って詳しく紹介されています)
  http://pcweb.mycom.co.jp/special/2004/winxpsp2/

 今回はバグフィックスではなく、様変更を含むアップデートのため
 雑誌やニュースサイトでも沢山のページを割いて詳細が紹介されて
 います。

 基本的にはセキュリティガードのための仕様と初期値変更ですが、
 このセキュリティ変更に伴ってアプリケーションの中には動作しな
 いものが発生するため、良く確認の上、アップデートする必要があ
 ります。

 今回は公開間際で延期されるなど何かと話題が多いサービスパック
 です。また、セキュリティホール対策の内、いくつかはSP2でしか
 対応されていないものがありますから重要アップデートに相当する
 ものです。

 雑誌の付録CDなどでも配布されるのではないかと思いますが、今回
 のアップデートは郵便局にもアップデートCDが設置されるそうです。

 この話題と前後して、次期Windows Longhornのの延期とLonghorn
 の技術要素WinFS(画面インターフェースなど)のXPに対応する変更
 がアナウンスされました。

  ▼Longhornの正式リリースは2006年。ただしWinFS抜きで
   ITmedhia ニュース 2004年8月30日 
  http://www.itmedia.co.jp/news/articles/0408/30/news005.html

 多くの方の予想通りLonghornは延期されたわけですが(いままでの
 パターンから考えるとあと1回程度は延長されるのようにも思えま
 すが)新しいファイルシステムを除いてXPでの互換を持たせるとい
 うことに変更されました(今までは互換なしとしていました)。

 画面表示のインターフェースは、GPU(グラフィックプロセッサ)の
 機能を積極的に利用して、高度な描画をCPUとGPUで処理分散すると
 いう方式だとされています。

 ■NVIDIAのGPUの分散処理
 ビデオボードのメーカーNVIDIAは、ビデオボード性能を向上させる
 ために専用のバスで複数のビデオボードをバス接続するという方式
 を採っています。ビデオボード同士を繋ぐ専用バスで処理を分散し
 た時のデータ転送をCPUバスとは独立に行うものです。

 このGPUに関する記事がインプレスに掲載されていました。

  ▼不明点の多いNVIDIAの「SLI」
   インプレスPC Watch 後藤弘茂のWeekly海外ニュース
  http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/0830/kaigai113.htm

 PCI Express(CPUとのバス)の付加を軽減しながら、2つのビデオ
 ボードで画面分割レンダリングを行うデータ転送スループットを向
 上させる自動適応型のロードバランシングの技術に関する記事です。

 「疑問が残る」とされている点は3D描画性能においてロードバラ
 ンシングの技術で効率が良くするのは難しいだろうというものです。

 記事で指摘されている3Dのレンダリングの適応は、原理的に難し
 い部分が含まれているのは確かなのですが、レンダリングする対象
 の配置や状態によっては効果が上がる場合があるのではないかと思
 います。

 Longhornのウィンドウ描画などでも効果はあるでしょうが、高機能
 な
 ビデオボードからすると高い負荷ではないでしょうから、記事にも
 紹介されているようなオフラインレンダリングまで含めたスケジュ
 ーリングやビデオサーバーなどでロードバランシングが生かされる
 のでしょう。

 GPUの性能が向上しているので、OSもGPUの処理能力を生かしたもの
 になってきますが、3D描画など以外の処理の場合には、GPUには余裕
 があります。GPUに余裕がある時、他の用途にも開放されると、高い
 負荷の演算を必要とする科学技術計算などでGPUの演算能力を利用で
 きるので良いのですが……

□━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━□■□■
 ■編集後記
 Windows XP SP2が今回はCDでも配布されることになりましたが、
 これから10月の郵便局などで配布が開始されるまでのセキュリティ
 情報などは、関係者の方はドキドキかもしれませんね。

 いつものペースで新しいセキュリティホールが……というニュース
 が出てしまうと、SP2にさらにいきなりアップデートということに
 なってCD ROMだけではセキュリティ対策はダメとなってしまって
 10月の配布開始が今一つさえないことになりかねません。

 もっとも、今回の対策でActive Xに対する個別排除など、ユーザーで
 もある程度以上、運用上の対策もやりやすくなりますし、外部から
 のアクセスは基本的にガードするということになるとアナウンスさ
 れていますので、SP2でも防御方法がないという事態や、運用での
 対策方法がないというものは低減しそうです。

 それでは、次回、2004年9月16日Vol.60もよろしくお願いします。
                        ARI A&S 編集部

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