ノイズ測定

オーディオ機器や回路の「ノイズ」を測定・分析するための包括的なガイドです。目的に応じて最適なツール（ウィジット）を選択し、手順に従って測定を行ってください。

目的別ツール選択ガイド

どのようなノイズを見たいかによって、使用するウィジットが異なります。

目的	推奨ツール	概要
ノイズのスペクトルが見たい	Spectrum Analyzer	ノイズがどの周波数にどれくらい含まれているか（分布）を確認します。最も一般的な測定です。
ノイズの種類を分析したい	Noise Profiler	「サー（ホワイトノイズ）」「ブーン（ハム）」といった成分に分解し、それぞれの寄与度を数値化します。
ノイズの時系列変化が見たい	Raw Time Series	「時々鳴るプチノイズ」や「DCオフセットのふらつき」など、時間の経過に伴う変化を監視します。

ノイズの周波数ごとの強さをグラフ化（スペクトラム表示）します。「高い音がうるさいのか、低い音がうるさいのか」「特定の周波数にピークがあるか」などがわかります。

機器の接続: 測定したい機器（DUT）をオーディオインターフェースの入力に接続します。
入力ショート（自己ノイズ測定の場合）: オーディオインターフェース自体のノイズや、アンプの残留ノイズを測る場合は、入力をショート（短絡）するか、ダミーロードを接続して外来ノイズが入らないようにします。

Spectrum Analyzer を起動します。
Analysis Settings で以下のように設定します。
- Mode: PSD (Power Spectral Density) を選択します。
  - ※ ノイズ測定では、通常の Spectrum モードよりも、帯域幅の影響を受けにくい PSD モードが推奨されます。
- Window: hanning (デフォルト) または Multitaper (推奨) を選択します。
  - Multitaper をONにすると、ノイズのグラフがより滑らかになり、信頼性が向上します。
- Avg (アベレージング): スライダーを 50% 〜 90% 程度まで上げます。
  - ノイズはランダムに変動するため、平均化することで変動が抑えられ、真のノイズレベル（ノイズフロア）が見やすくなります。
Start Analysis を押して測定を開始します。

PSD (パワースペクトル密度) とは？
- Spectrumモード は「サイン波のような信号」のレベルを測るのに適していますが、PSDモード は「ノイズのような信号」の密度（1Hzあたりのパワー）を測ります。単位は $/√Hz$ となります。
何が見える？
- ハムノイズ: 50Hzや60Hz（およびその倍音）に鋭いピークが立っている場合、電源からの誘導ノイズです。
- ホワイトノイズ: グラフが右肩上がり（高域ほどエネルギーが高いように見える）の場合、それはホワイトノイズ（全帯域で等エネルギー）です。※リニア周波数軸でのホワイトノイズは平坦ですが、対数軸では右肩上がりに見えます。
- ピンクノイズ (1/fノイズ): グラフがおおむね平坦（右にいくにつれて少し下がる）に見える場合、1/fノイズ成分が支配的です。

グラウンドループ: パソコンと測定対象機器のグラウンドがループを作ると、ハムノイズが盛大に乗ることがあります。その場合、USBアイソレーターの使用や、Laptopのバッテリー駆動などを試してください。

ノイズを「ホワイトノイズ」「1/fノイズ」「ハムノイズ」の3要素に自動分解し、それぞれの量を定量的に評価します。

Noise Profiler を起動します。
Settings (左側タブ) を確認します。
- Measurement > Average Mode: Enable Averaging をONにし、Countを 100 〜 1000 程度に設定します。多いほど精度が上がります。
- Measurement > Input Z: わかっている場合はインピーダンス値を入力します。
Start Profiling を押して測定を開始します。
グラフ下の Noise Contribution バーを見ます。

Cycle (Hum) (シアン色):
- 電源ラインから混入するハムノイズなど、特定の周波数成分です。これが大きい場合、ケーブルのシールド不良やグラウンドループを疑います。
White (緑色):
- 抵抗の熱雑音や、半導体のショットノイズなど、周波数に関係なく一様に発生するノイズです。アンプの基礎体力を示します。
1/f (赤色):
- 低周波ほど大きくなるノイズです。トランジスタの品質や、DC的な不安定さに起因することが多いです。

収束時間: 平均化（Averaging）が進むまで、数値がばらつくことがあります。Count値に達するまで（プログレスバーがいっぱいになるまで）待ってから値を読み取ってください。

スペクトラム（周波数）ではなく、時間とともに電圧がどう揺れ動くかをチャート紙のように記録します。連続的な「サー」というノイズではなく、突発的な現象やゆっくりした変動を捉えるのに向いています。

DC結合: DCオフセットの変動（ドリフト）を見たい場合、オーディオインターフェースがDC結合（DCカプリング）対応である必要があります。一般的なオーディオ用I/FはAC結合（ハイパスフィルタ入り）のため、超低周波やDCは見えないことがあります。

Raw Time Series を起動します。
Settings で以下のように設定します。
- Time Span: 長めの時間（60s や 300s）を選択します。
- Scale: ノイズは信号に比べて微小なため、10.0x や 100.0x など、大きく拡大して微細な動きが見えるようにします。
- Show DC Offset: ON にすると便利です。
Start を押して監視を開始します。

ポップノイズ / クリックノイズ:
- 「プチッ」という一瞬のノイズは、時系列プロットなら「ヒゲ（スパイク）」として明確に残ります。
DCドリフト:
- グラフ全体のラインがゆっくりと上下にうねっている場合、DCオフセット（直流成分）が安定していません。温度変化による回路のドリフトや、コンデンサの漏れ電流などが疑われます。
ガサゴソノイズ:
- 接触不良による不規則な電圧変動も、時系列で見ると一目瞭然です。

見逃し: ウィジットが表示されていない間（バックグラウンドなど）の挙動は環境設定によりますが、基本的には描画は継続されます。ただし、非常に短いスパイクノイズは、画面の描画更新間隔の間に落ちてしまう可能性があります（エイリアシング）。確実に捉えたい場合はオシロスコープウィジットのトリガー機能の併用も検討してください。