R7 騒音・振動特論 問13
問題
周波数分析器に関する記述として、誤っているものはどれか。
- （1） オクターブバンド分析器は、定比帯域幅形の分析器である。
- （2） オクターブバンド分析器でホワイトノイズを分析すると、各帯域音圧レベルは一定値となる。
- （3） オクターブバンド分析器と1/3オクターブバンド分析器で、同一のピンクノイズを分析すると、同じ中心周波数のバンドで約5dBの差がある。
- （4） オクターブバンド分析器の各帯域フィルタの中心周波数をfm（Hz），下端周波数をf1（Hz）、上端周波数をf2（HIz）とおくと、fm＝√f1f2の関係がある。
- （5） オクターブバンド分析器の隣り合う帯域の中心周波数の比は2、又は1/2である。
解説
この問題は、周波数分析器（オクターブバンド分析器など）の特性と、それを用いた際のノイズ（ホワイトノイズ・ピンクノイズ）の現れ方について問うものです。
1. 誤っている選択肢：(2)
記述内容:
「オクターブバンド分析器でホワイトノイズを分析すると、各帯域音圧レベルは一定値となる。」
誤りの理由:
ホワイトノイズではなく、ピンクノイズを分析した場合に一定値となります。
詳細:
ホワイトノイズは「単位帯域幅（1 Hz）あたりのエネルギー」が一定のノイズです。しかし、オクターブバンドは高周波側ほど帯域幅が広くなる（倍々になる）性質があるため、高い周波数のバンドほど含まれるエネルギーが大きくなり、音圧レベルは右肩上がり（+3 dB/oct）になります。
2. その他の選択肢（正しい記述）
(1) 定比帯域幅形:
オクターブバンド分析器は、中心周波数に比例して帯域幅が広がるため、定比帯域幅形に分類されます。
(3) 5 dBの差:
オクターブバンドの帯域幅は1/3オクターブバンドの約3倍です。エネルギー比3倍をデシベルに換算すると 10 log3 ≒ 4.8 dB となり、約 5 dB の差が生じるのは計算上正しいです。
(4) 中心周波数の定義:
中心周波数 fm は、下端周波数 f1 と上端周波数 f2 の幾何平均（fm = √(f1 × f2)）で定義されます。
(5) 周波数の比:
「オクターブ」という言葉自体が周波数2倍を意味するため、隣り合う帯域の比は 2 又は 1/2 となります。
まとめ：試験対策のポイント
周波数分析の問題では、以下のノイズ特性の組み合わせを暗記しておくことが非常に重要です。
|
ノイズの種類 |
物理的特性 |
オクターブ分析結果 |
|
ホワイトノイズ |
1 Hzあたりのエネルギーが一定 |
高域ほどレベルが上がる（+3 dB/oct） |
|
ピンクノイズ |
オクターブあたりのエネルギーが一定 |
全帯域で平坦（一定値） |
「一定値になるのはピンクノイズ」という鉄則を覚えておけば、この種の問題は即座に正解を導き出せます。
正解．
2
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