電気初心者

質問

12db/octのウーファーハイカットについて聞きたいんですが、
コイルを適正値、もしくはコンデンサを適正値にしといて、
もう片方を極端な容量（５００マイクロファラッドなど）にすれば急激に減衰できるんですが、
位相が極端に変わったりするんですが、こういうやり方はどういう問題があるんでしょうか？

回答No.4

denwaha4126 · ベストアンサー

画像が見れますか？
負荷とコイルのインダクタンスを一定にし、コンデンサの値だけを変えたLPFの減衰特性です。

緑のグラフがコンデンサの最適値。
青のグラフはコンデンサを小さくした場合。
ピンクのグラフはコンデンサを大きくした場合です。

グラフで分かるとおり、コンデンサを無闇に大きくするとカットオフより低い周波数で共振が起こり、コンデンサの容量が大きくなるほど共振の山が大きくなります。

お礼

共振や基本的電気回路についても学び始めたばかりで知識が浅いんですが、
ピンクのグラフが急峻だと思ってました。ありがとうございます。

回答No.3

yosifuji20

極端な容量の結果は、交流的に無抵抗の状態になるか絶縁に状態になるかのどちらかで、フィルターとしての正常な周波数特性は期待できません。

カットオフ周波数＝1÷（2π×ルート（L×C)）
　　L　コイルのインダクタンス　　C　コンデンサーの容量

よって、コンデンサーを５００マイクロファラッド等にすると、高域カット特性はその平方根に反比例して低下します。急峻な特性にはなりません。

またフィルターを2段にすれば急峻な特性にはなりますが、スピーカーのインピーダンスがそれほどフラットではないので理論値と同じにはなりません。
やはり急峻な特性を得たい時やかなり低いカットオフ周波数を望む場合はマルチアンプ方式の方が適してますね。

お礼

参考になりました。ありがとうございます。

回答No.2

sailor

追加です。ＬＣのみの構成で急峻な特性を得るためにはどうしてもコイルを複数つなぐ部分が出てきてしまいますが、このような使い方をする場合、コイル同士の位置関係やコイルの巻き方などにも留意する必要があります。コイル同士の位置関係が悪いと、互いに磁気的に干渉してしまう場合があります。また複数のコイルを使う場合コイル自体の特性（特に鉄製やフェライトなどのコアを使った場合）にも気を配る必用があるでしょう。コアを使用したものでは、コアのヒステリシス特性（磁気特性の非直線性）が問題になります。磁気的な干渉を避けるも目的ではトロイダルコアを用いることが良い対策ですが、トロイダルコアを用いたコイルは一般に高価です。また、コイルの線径も出来るだけ太いものを選ばないと、直流抵抗が増加するため、ローパスではダンピングファクターを悪化させ歯切れの悪い音になったりという影響も出ます。理想を言えば十分に太い線材を使用して空芯（コアを使わない）コイルを作ることですが、これは非常に大きくなることと価格が高くなるという問題があります。

コンデンサについては出来ればフィルムコンデンサーを使いたいところですが、必要な容量を得るには複数並列につなぐなどの工夫をしなければならないことや、部品としてもノンポーラ電解コンデンサーから比べるとかなり高価ですし、サイズもかなり大きくなります。ノンポーラ電解コンデンサーを使う場合は出来るだけ低ＥＲＳの製品で、出来ればオーディオ用が望ましいでしょう。

ＬＣフィルターは回路的には単純なのですが、それだけに使用する部品の良否がもろに特性に出てきます。

お礼

具体的にありがとうございます。

回答No.1

sailor

ＬＣフィルターでどちらか片方のパラメーターを変えるという事でしょうか？どちらのパラメーターを変えた場合でもカットオフ周波数が変ってしまいます。急峻なカットオフ特性が必要な場合には、複数のＬＣフィルターを重ねて使用します。コンデンサーやコイルの容量はカットオフ周波数には影響を与えますが、減衰特性（ｄｂ/oct）には影響を与えません。コイルとコンデンサーの共振周波数が合わない組み合わせではきれいな減衰曲線になりませんので、組み合わせは片方だけを極端な値にしてはいけません。

さらに急峻な特性を得る場合は、スピーカー部分でのフィルターリングではなく、アンプ入力部でのフィルタリングをします。この方式であれば能動的なフィルター回路が使えるので非常に急峻な特性が得られますが、あまり極端な減衰特性を持たせると、音のつながりが悪くなるなどの弊害が出る場合があります。また、この方式ではウーファー専用のパワーアンプが必要になります。いわゆるマルチアンプ構成です。

参考ＵＲＬを参照のこと。

参考URL：

http://www.dynavector.co.jp/lecture/crossover/18dbcross.html

お礼

ありがとうございます。チャンネルデバイダーのことは知ってますが、
LCのみでのやり方を考えています。