スピーカーの低音の出方に詳しい方教えてください。

質問

スピーカーの低音の出方に詳しい方教えてください。
20cmフルレンジ（F200A）を自作しました。BOX容量60L、バスレフ共振周波数40HZ。スピーカーから2.5mの位置で良好な低音が出ていますが、スピーカーから1mの位置では低音があまりよく聞こえません。
何故この様な現象が出るのでしょうか。低音の波長と関係があるのでしょうか。何方か教えてください。宜しくお願いいたします。

回答No.3

Yorkminster · ベストアンサー

可能性としていちばんあり得そうなのは、定在波の影響でしょうか。

定在波とは、部屋の壁と壁、天井と床など、平行面の間で生じる音波のピーク、ディップのことです。壁面で音圧が最大（波長の山）になり、部屋の中心付近で最小（谷）になります。たとえば、壁と壁の間が5mだと、この2倍で1波長となる34Hzが基本波となります（音速は340m/sなので、340/(5*2)=34）。

そして、この基本波の整数倍の周波数の音（倍音）もまた、整数分の1の音圧で定在波となります。つまり、2倍である68Hzは半分の音圧で、3倍である102Hzは1/3の音圧で、ということです。

このとき、たとえば68Hzの周波数に関しては、壁面で最大の音圧となり、かつ、壁から1/4の位置（1.25m）で最小、部屋の中央で最大、さらに1/4の位置で最小、ということになります。したがって、単純に考えれば、この壁を背にして1.25mの位置に座って聞くと、68Hzの音は打ち消されて聞こえない、ということになります。

もちろん、実際には横の壁とか、天井と床とかの関係で複雑な状況が生じているので、完全に聞こえなくなることはありませんが、ウネリとして認識できる程度の乱れは生じます。また、そういった振幅の山や谷にあたる部分にスピーカーをおくと、反射波であるところの定在波によってスピーカーが干渉を受けるので、その点でも音質に影響を与えます。

すなわち、スピーカーと部屋（壁）との位置関係と、リスナーと部屋との位置関係の双方によって、低音が特定の音域で弱く聞こえたり、強く聞こえたりする、ということです。

低音の場合、特にこの定在波による音質の変化が顕著なので、スピーカーの位置やリスニングポイントをズラすと聞こえ方が大きく変わります。スピーカーに近いほど低音が聞こえにくいことも、ふつうに起こりえます。

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これに対して、「スピーカーが発する音圧」という意味では、スピーカーに近づくほど低音が聞こえやすくなるのが普通です。すなわち、周波数が高いほど指向性が鋭くなるので、遠くでも減衰せずに聞こえるのに対して、低音は指向性が弱いので、スピーカーから離れるほど聞こえにくくなります。

このことは、屋内では小型スピーカーでもそれほど低音不足を感じないのに対して、屋外でのロックコンサートなどの際には巨大なウーファーを何台も積み重ねているのを見れば分かるでしょう。あれは、ステージから離れていても低音が聞こえるように、低音の音圧を稼ぐ必要があるからです。

（反対に、指向性が強いということは直進性が強い、つまり「広がらない」ということなので、スピーカーの軸上を外れると急に高音が減衰することになります。これは、振動板面積が大きいほど顕著なので、フルレンジの高音よりはツイーターの高音の方が広がりが良く、ツイーターはツイーターでも5cmのコーン型よりは2cmのドーム型の方が良い、ということになります。）

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ということで、いわゆる定在波の影響だと考えるのがいちばんあり得る線ではないかと思います。

お礼

分かり易いご回答有り難うございます。
定在波のヒントを頂き早速実験をしてみました。

サイン波30HZ～100HZ迄5HZ刻みで15波長をスピーカーから流しました。測定ポイントは、スピーカから30cm,100cm,200cm,250cmの４ポイントで定量的ですが、耳で判断しました（評価は、30cmの音量を基準としました）。

その結果、30cmは何れも聞こえました。これは、スピーカーから出ている音を直接聞いているのだと思います。100cmは40HZ～45HZ（定在波の節に相当していると思います）がもっとも聞こえませんでした。30,35,50,55,60HZはその次に聞こえませんでした。65HZ～80HZはは100cmでも比較的大きく聞こえました。
250cmのポイントは、40HZ～65HZ迄30cmレベルより大きな音で聞こえました。（定在波の腹に相当していると思います）また、80HZ～95HZは少し小さい音量になりました。

スピーカーと壁により生じた定在波が原因であることが明確になりました。

その後「石井式リスニングルームの研究」を拝見しましたが、定在波に対する改善ヒントがあるように思いました（オーディオの深みに入りそうで少し躊躇しています）。

　適切なアドバイスを有り難うございました。

回答No.2

tpg0

周波数による指向性の影響が大きいと思います。
音波も周波数が高いほど直進性が鋭くなり、低いほど直進性は鈍くなります。
スピーカーの間近で聴くと高音域が減衰されないので低音の音量が低く感じるだけと思います。
スピーカーから離れるほど高音域は直進しますが、低音域は広がるので低音が強調されたように聴こえるのです。
部屋の大きさやスピーカー背面壁の影響もありますが、低音域が全て共振するはずがありません。
念のため、真っ正面から聴いてみてください。
フルレンジスピーカーは、ツイーターのように高音専用スピーカーではないので高音域の広がり方に弱点があるのだと思います。

お礼

早速のご回答う有り難うございます。

低音と高音の相対比較により、アドバイスを頂いた様な現象も考えられると思います。確かめて見ます。

　有り難うございます。

回答No.1

kudoyusaku

スピーカーから出る音はコーンから前に飛ぶものだけではない。
特に低音ウーファー形になると後ろからより低音を感じるものもある。
部屋の反射とうまくあいまってその場所でよく聞こえるのでしょう。

お礼

早速のご回答有り難うございます。

確かに2.5mの位置は背中の壁に近くなります。壁からの反射音の影響が考えれます。また、38cmウーファーも同様な現象が見られます。

　有り難うございました。