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製品の低ノイズ設計検証とは？課題と対策・製品を解説
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研究開発・試作における製品の低ノイズ設計検証とは？
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音の制御技術を扱う専門メーカーである、株式会社ジェイ・エス・ピーの
技術採用事例をご紹介いたします。
『KAGRA』は、重力波の直接観測をめざす大型低温重力波望遠鏡で、
岐阜県飛騨市の神岡鉱山の総延長7kmを超える巨大地下トンネル内で
建設されています。
その先端設備の一部、地下トンネル内に当社防音室、技術を採用いただけました。
【事例】
■大型低温重力波望遠鏡「KAGRA」の建設現場に、当社の防音室、技術が採用
※詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。
【採用事例】KAGRA計画
無響室の構造と設計の基本的な考え方、当社の無響室の実績について、
ご紹介しています。
無響室とは、室内での音の反響を無視できるほど小さく設計した
音響実験室のことです。
無響室の設計・施工には、高度な専門知識と技術力が求められます。
無響室を検討する際は、施工実績が豊富な技術力のある音響業者へ、
ご相談することをお勧めいたします。
※ブログの詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。
無響室の構造と設計について
●計測用コンデンサ・マイクロホン UC-シリーズ
コンデンサマイクロホンは周波数特性、安定性などに優れた特徴を有しているため、標準マイクロホンとして使われています。当社には計測用コンデンサマイクロホンとして周波数特性はもちろん、対環境特性に優れた音場形と音圧形のマイクロホンがあります。1、1/2、1/4インチの音場形マイクは屋外や自由音場で用いられ、 1インチと1/2インチの音圧形マイクロホンは、拡散音場あるいはカップラおよび密閉空間内の測定に用いられます。
計測用マイクロホン
当社が取り扱う、高精度音響測定用ダミーヘッド『SAMAR Type4700/4700M』を
ご紹介します。
「4700」は口部が閉じていますが、後日Voice Unitを取り付けることにより
ボイスシミュレータ付きとなり、「4700M」は、当初からボイスシミュレータ
付きのHATSです。
イヤーシミュレータも、可聴周波数帯域の711カップラから、ハイレゾ対応に
交換可能です。
【特長】
■HATS 頭部形状
・IEC60318-7 (60959)、ITU-T Rec. P58、ANSI S3,36-1985
■左右対称イヤー(耳殻)モデル
・IEC60268-7、JEITA RC-8140、JEITA RC-8140-1（追補）
■イヤーシミュレータ（カップラ）
・IEC60318-4（60711）（ハイレゾヘッドホン及びイヤホン測定法）
■マウスシミュレータ（スピーカシステム）
・ITU-T Rec. P51（ハイレゾ仕様：チタンダイアフラム）
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
SAMAR Type4700/4700M
『サイエンスキューブ』は、サイエンスキャビンよりもさらに
限られた空間での実験環境を実現するための小型防音箱です。
実験研究室内に、測定環境をコンパクトに設置可能。
標準サイズ以外にも、特寸オーダーも承っております。
ご用命の際はお気軽にお問い合わせください。
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
サイエンスキューブ
『CAT-SQ』は、「CAT-System」で収録された計測データファイルを読み込み、
音質評価量を算出するソフトウエアです。
一般的に機械製品は、騒音レベルの大小が製品の評価基準として用いられて
いますが、最近では、やみくもに騒音を低減するのではなく、心地よい音、
静けさを感じる音、それらしさを感じる音を創生していくことが、これから
のモノ作りには必要になってきています。
これらの音質評価量である物理パラメータを心理音響評価(メイトリックス）
として、騒音レベルのように求めることができます。
【特長】
＜算出可能な主な音質評価量＞
■ラウドネス N [sone]
■シャープネス S [acum]
■変動強度 F [vacil]
■ラフネス R [asper]
■トナリティ AdT [%]
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
音質評価ソフトウェア(定常・非定常)『CAT-SQ』
『Acoustic camera CAM64/CAM1K』は、64ch/1024chの高感度デジタル
MEMSマイクを格子状に配置した小型軽量のマイクロフォンアレイです。
2cmのマイク間隔で高精細な近距離場音響ホログラフィ(NAH)解析が可能。
音響ホログラフィは音圧から音響インテンシティを計算することで、
波長の影響を受けることなく、低域から高域まで高い分解能で、
カラーマップ(音響インテンシティ、音圧、粒子速度)を表示します。
【特長】
■2種類のマイクロフォンアレイ
・小型軽量タイプ:64ch、17×17cm、重さ0.3kg 周波数範囲:20Hz ― 8.5kHz
・汎用タイプ:1024ch、64×78.5cm、重さ4.9kg 周波数範囲:20Hz ― 8.5kHz
■マイク間隔:2cm
■解析機能:定常NAH、過渡NAH(後解析)、音圧カラーマップ、BF(リアルタイム)
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
Acoustic camera CAM64/CAM1K
『TAMAGO』は、安価な手乗りサイズの8チャネルマイクロフォン
アレイです。
USBにてPCと簡単接続し、USBオーディオとして動作。音源定位・音源分離・
音声認識にはオープンソースのロボット聴覚ソフト（HARK）が利用可能です。
大学や企業の研究機関の音響研究に適しています。
【特長】
■USBにてPCと簡単接続／USBオーディオとして動 作
■USB Audio Class1.0対応
■Windows/Linux/MacのOS標準ドライバで動作可能
■24bitリニアPCMの音声データ取り込み
■音源定位・音源分離・音声認識にはオープンソースの
ロボット聴覚ソフト（HARK）が利用可能
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
8チャネルマイクロフォンアレイ『TAMAGO』
自社製品の音の評価を行いたいお客様にとって、製品からでる音・振動を
正しく評価するために、目的に応じた音響試験室が必要になります。
当社では、全無響室、半無響室、防音室などお客様のご要望に応じて、
仕様やサイズ・機能を検討したプランをご提供します。
ご用命の際はお気軽にお問い合わせください。
【関連製品】
■全無響室、半無響室、防音室
■残響室、残響室-無響室(全無響or半無響)
■無響箱、防音箱、残響箱
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
音響試験室
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研究開発・試作における製品の低ノイズ設計検証
研究開発・試作における製品の低ノイズ設計検証とは？
測定・検査・センシング機器の研究開発および試作段階において、製品が本来持つ信号を正確に捉えるために、意図しないノイズの発生を抑制し、その低減効果を検証すること。これにより、製品の性能向上、信頼性確保、そして最終的な市場投入における競争力強化を目指します。
課題
ノイズ源の特定困難
製品内部の電気的ノイズ、外部からの電磁干渉、環境ノイズなど、発生源が多岐にわたり、特定が難しい。
微弱信号の埋没
低ノイズ設計が不十分だと、測定対象の微弱な信号がノイズに埋もれてしまい、正確な測定や検査が不可能になる。
検証環境の再現性不足
実際の使用環境を再現したノイズ検証が難しく、開発段階での評価が実用レベルと乖離する可能性がある。
試作コストと時間の増大
ノイズ問題の早期発見・解決ができない場合、設計変更や再試作が必要となり、開発コストと期間が増加する。
対策
ノイズシミュレーションと解析
設計段階でノイズの発生源や伝搬経路を予測・解析し、対策を講じることで、初期段階でのノイズ低減を図る。
シールド・フィルタリング技術の適用
ノイズ源を隔離するシールド材の選定や、不要な周波数成分を除去するフィルタ回路の設計・実装を行う。
ノイズ測定・評価システムの活用
高精度なノイズ測定器や、再現性の高いノイズ印加試験が可能な評価システムを用いて、客観的な検証を行う。
ノイズ対策設計ガイドラインの策定
過去の経験やベストプラクティスに基づいたノイズ対策設計の標準化を行い、開発プロセス全体での品質向上を目指す。
対策に役立つ製品例
ノイズ解析ソフトウェア
回路設計データからノイズの発生・伝搬をシミュレーションし、問題箇所を特定するのに役立つ。
高シールド性筐体材料
外部からの電磁波干渉を効果的に遮断し、製品内部のノイズ影響を低減する素材。
広帯域ノイズジェネレータ
様々な種類のノイズを意図的に印加し、製品の耐ノイズ性能を評価するための試験装置。
低ノイズ電源モジュール
クリーンな電源供給により、電源由来のノイズを最小限に抑え、測定精度を向上させる。
