スピーカーの仕様について

質問

最低共振周波数ってどういう意味ですか？
再生周波数帯域と直接関係あるんですか？

http://mx-spk.shop-pro.jp/?pid=10100958

このスピーカーの購入を考えているのですが、、、
8cmで54hzは再生出来るのでしょうか、、

詳しい回答宜しくお願い致します。

回答No.1

HAL2（@HALTWO） · ベストアンサー

最低共振周波数とは「それ以上低い周波数は再生できません」という意味ではありませんので、最低共振周波数 95Hz のスピーカーでも 54Hz を再生できます。

最低共振周波数とはスピーカー・ユニットを規定の箱に入れた時 (日本では JIS 箱) スピーカーを駆動するのに低周波数側に向かって最も電気抵抗が大きくなる周波数のことです。

スピーカーの電気抵抗 (交流抵抗ですのでインピーダンスと言います) は一般に 8Ωなどと表記されますが、これはアンプと接続する際の目安として用いられる「定格インピーダンス」であって、実際のインピーダンスは周波数によって異なります。
(一般に定格インピーダンスは最低インピーダンスにほぼ近いのですが、定格 8Ωで実測最小値 6Ωなんてことがザラにあります)

あるスピーカーが 1W の入力で 90dB/m (Phone) の音圧が出せるとすると、最も電気抵抗が小さい時に 8Ωとなっている周波数では 1W の入力で 90dB/m の音圧が出せるのですが、50Hz で 128Ωもの抵抗値になっていると 1/16 W しか入力されませんので 78dB/m しか出力できないということになります。

アンプのカタログには 40W/8Ω (80W/4Ω) などと記されていることに御気付きかもしれませんが、このアンプに 16Ωの付加がかかれば 20W、32Ωならば 10W、64Ωならば 5W、128Ωならば 2.5W しかスピーカーにパワーを送り込めませんので、スピーカーのインピーダンスが高くなれば、当然スピーカーの出力音圧も小さくなるわけです。

一方、スピーカーは箱の形状にバスレフ式だのバックロード・ホーン式だの多くの種類があって、箱にも大小があるように、スピーカー・ユニットを閉じこめる箱の大きさや形状によって振動板が動き易く (或いは動かし難く) なる周波数帯域が変化します。

振動板を動かし難いということは抵抗値が高い、逆に動かし易いということは抵抗値が低いということですが、最低共振周波数付近の抵抗値を下げるように箱を作ってやると、最低共振周波数での再生出力音圧が上がり、それよりも低い周波数帯域まで再生能力が改善されることになります。

スピーカー再生帯域は一般に最大出力音圧から 20dB (Phone) 小さな音圧までの幅に収まる周波数帯域を再生周波数帯域とする一方で、最低共振周波数時のインピーダンスは定格インピーダンスの 100 倍に満たないことが殆どなので、殆どのスピーカー・ユニットは箱さえ上手く作れば最低共振周波数以下の周波数帯域まで再生周波数帯域として表示されます。

実際にはユニットを入れる箱次第ですのでバックロード・ホーン方式のような低音再生能力が強力となる形式の「適切な」箱に入れれば 54Hz も充分耳に聞こえる音圧で再生できるでしょう。

回答No.9

kubigaitai2009

ダブルバスレフという形式のキャビネットがありますが、出来るかもしれません。

ダブルバスレフは、私も一度も作ってみたことはありません。

経験による、勘がものを言うようです。おおまかな、目安はあるようです。

ダブルバスレフの大まかな設計方法は、ネット上もしくは、図書館で長岡先生の本にも掲載されていますので、そちらを参考にしてください。

それか、密閉箱にしてドロンコーン（別途購入）を取り付ければ、確実です。

どちらかの形式にして、部屋の壁にくっつけて（後方か側面）、鳴らしてみて下さい。

最後に、別に５４Ｈｚまでなくても、十分音楽は楽しめますよ。

心配はいりません。ゴーゴー！

回答No.8

noname#156650

こんにちは。

いっぺん、相棒にする側のハコ（自作でもキットでもその他でも）
の情報を付けると、皆様からまた良いお答えが頂けるでしょう。

回答No.7

poteti800

他の回答者への批判的回答は御法度ですがあえて書きます。

適切な箱に取り付け５４Ｈｚのテストトーン（単音）をピアレス８３０９８７に入力し
ボリュームを上げていけばとりあえずは５４Ｈｚが聞こえるようになるでしょう。
しかし振動板が設計上のストローク以上に振幅するため
ボイスコイルの底打ち、ダンパー、エッジの破損、振動板の変形（しわ）が起きます。
ボイスコイルの焼損も考えられます。
つまりピアレス８３０９８７が壊れます。
ですので８センチフルレンジユニットでは
箱をどのように工夫しようが５４Ｈｚまで再生するのは無理があります。
単音テストトーンなら再生できる、は机上の空論であって実際には無理です。

再生周波数帯域の定義につては他の回答者さんが答えてますのでそちらに譲るとして
自作ＳＰの場合、最低共振周波数まで十分な音圧（中音域－５ｄＢあたり）で再生できたら御の字です。

１００Ｈｚ以下を再生するにはユニット口径が小さすぎるということです。

回答No.6

HAL2（@HALTWO）

ANo.1 HALTWO です。

＞実際にはユニットを入れる箱次第ですのでバックロード・ホーン方式のような低音再生能力が強力となる形式の「適切な」箱に入れれば 54Hz も充分耳に聞こえる音圧で再生できるでしょう。

という回答にちょっと補足を・・・(補足は補足質問用であって補足回答用ではないので、新たに回答し直さねばならないのですね)

口径 7cm のウーファーで重低音を再生させている例 (Bose 77WER) やフルレンジ・ユニットにツィーターを加えていることからフルレンジ・ユニットをウーファーと表示している例 (JBL D130 を用いたスピーカー・システムや NHK モニター・スピーカーとして開発されたダイヤトーン 2S208/308 など) もありますので、低音再生は必ずしも大口径であったり専用スピーカー (ウーファー) でなければならないというわけでもなく、小口径のフルレンジ・ユニットでも箱の作り方によっては不可能ではありません。

勿論、中音域と同様の音圧を得られるほど重低音域までフラットな特性にするのは極めて難しいのですが、54Hz のテスト・トーン入力で倍音の 108Hz ではなく、きちんと 54Hz の音が聞こえるというレベルの再生能力を持たせることは可能でしょう。

回答No.5

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

スッピーカーに限らず、振動する物は必ず「共振」する特異な部分が有ります。
楽器の音色等は、倍音配列とか共振の特徴などが重要に成ります。

スピーカーの場合、振動板で空気を動かす抵抗と、エッジやダンパー等の支持系で形成される低域側の大きな共振部分が存在します。

この部分を「最低共振」と言い、共振周波数や共振の度合いで音にも影響が出てきます。
実際の動作としては、その周波数で振動板が共振状態に成るので、勝手に動き続けるような状況になります。　そのため、アンプ側から電力を送ろうとすると勝手に動いてコイルが発電する分とのせめぎ合いポイントですので、アンプ側からの電力を阻害します。

御質問のユニットでは公称インピーダンスが８Ωですが、共振周波数ではその数倍程度になっています。（メーカーサイトまで視たんですが、周波数対インピーダンス特性が見つけられなかったので、正確な値は不明ですが、、、）

他のフルレンジやウーファーも基本的には同じですよ。

共振の度合いにより、適正な箱のサイズの時には共振周波数が低域再生の限界の目安とする事が多いようです。（中音域から１／１０とか１／１００とか１／１０００の再生音量ですから、あくまで数値です）

JIS規格の場合は大きな箱、（厳格な基準が有ります）で測定しますが、国外製品は箱に入れない状態のフリーエア測定の場合も多いので数値だけでは比較出来ません。

箱に入れる事でユニット後面の空気圧縮力で共振度合いも共振周波数も高く成ります。

あくまで想像ですが、おそらく自由空間（フリーエア）測定でしょうから、国内のJIS箱測定なら共振周波数は数倍（１００とか２００Hzとか）に成る可能性もありますね。
ユニットサイズでギリギリの小さな箱ですと、更に倍程度まで低域共振周波数が上がるでしょう。

ただ、ユニットの動作条件に対して、あまりにも小さい容積の場合、共振度合いが高く成り過ぎて、実際の再生音はその周波数だけ誇張されてしまう場合も出てきます。

１００～２００Hzに誇張部分が有りますと、ちょい聴きでは低音感、迫力、そんな印象も有り、場合によっては効果的です。

本当の低音。１００Hz以下、は聞き取れませんが、そもそも小型システムで１００Hz以下をまじめに再生する事はほぼ無理ですから（だから大型冷蔵庫の様な大きな高額スピーカーの存在意義が有るんです）、アンプ側で低域ブーストなども使いこなし方を考慮しましょうね。

小さなユニットですから、大音量とか離れた場所で低音感などは無理が有ると思います。
逆に言えば、あまり大きく無い音で、近くで聴く場合には適していますので、上手に活用してください。

ちなみに　私の経験上、箱に入れないユニットを両手にもって、顔に近づけて聴くと、かなり良い音が得られます。　箱に入れた時も、その時の音が再現出来る事は少ないのですが、箱を何回も造り直して音の違いを楽しむのもスピーカー工作の楽しみですよ。
　がんばってください♪

回答No.4

poteti800

既に他の方も回答されてますね。

このユニットをどのような形式の箱に入れても５４Ｈｚは「聞き取る」ことができません。
中高音域に対して１０ｄＢ以上低いため「音」として感じることができにくいのです。
箱の形式を工夫することで最低共振周波数以下まで再生することもできますが
それとてこのユニットの能力からすると　最低共振周波数　×　０．９　Ｈｚ　あたりまででしょう。

回答No.3

nokata

＞最低共振周波数ってどういう意味ですか？
＞再生周波数帯域と直接関係あるんですか？
他の回答者様のとおりです。

>8cmで54hzは再生出来るのでしょうか

一応再生できます。
しかし音圧差が12.5ｄＢもあったのでは、どんな箱に入れても耳に聞こえることはないと思ったほうがいいですね。

まともに聞こえるのは0～-3ｄＢくらいが限度です。
ですので現実耳に聞こえる最低の周波数は95ＨＺくらいですね。

再生可能周波数と、実際の可聴周波数とでは数値的に違うということだと思います。

回答No.2

Yorkminster

>> 最低共振周波数ってどういう意味ですか？ //

言葉で説明するのは難しいので（前提知識がないと理解困難なので）、「実例としてこんな感じ」というところを。

その商品ページの下にある「仕様書を見る」をクリックすれば、PDFファイルをダウンロードできるので、それを参照して下さい。2ページ目の頭にグラフがあります。そのうちで、黒い線が100Hz付近に山を持っていて、その前後で一気に落ち込み、右側はやや上がって行く傾向にあるのが読み取れます。その「山のてっぺんに当たる周波数」が最低共振周波数です。

これに対して、再生周波数帯域というのは、青・赤・緑の線で示されたグラフです。青が真正面、赤が30度ズレた位置、緑が60度ズレた位置で計測したものです。これを見ると、おおむね85dB付近ですが、左側がなだらかに落ち込んでいます。人間の感覚で言うと「3dB差」で音量が2倍（又は1/2）になったと感じるので、80～90dBの範囲に収まっていれば、それなりの音量が得られると言えます。

スピーカーのスペックとして表示する場合、厳しい条件では「3dB以内」、比較的緩いと「6dB以内」、かなりいい加減だと「10dB以内」で表示します。10dB差だと音量は10倍なので、75dB付近の音はほとんど聞こえなくなります。これで見ると、55Hz付近で交わっているのが見て取れます。「再生周波数帯域54Hz～」というのは、こういう意味です。

ところで、最低共振周波数である95Hz付近の音量は、グラフによれば82dB程度です。このときのインピーダンスは50Ω程度と読み取れます。これに対して、真ん中、例えば1kHz付近は85dB程度ですが、インピーダンスは8Ωです。

さて、インピーダンスというのは抵抗値です。電圧が同じなら、抵抗値が低いほうが電流がたくさん流れます。電気の仕事量は電圧x電流なので、インピーダンスが低いなら多くの電力を消費するということです。そうすると、1kHz付近では多くの電力を消費しても85dBの音量しか出せないのに、最低共振周波数ではごくわずかな電力でも82dBの音量が出せるということが分かります。

このように、わずかな電力でも大きな音が出せるのは、その周波数ではスピーカーが非常によく振動するからです。その原因が「共振」なので、共振周波数と呼ばれる訳です。「最低」と付くのは、「他にも共振するポイントがあるが、その中で最も低い周波数だから」です。

しかし、最低共振周波数以下では、先に見た通り、一気に音量が減って行きます。これは、振動板が空気に振動を伝えられなくなっているからです。感覚的に言うなら、例えば浴槽に波を立たせるには手のひらで充分ですが、太平洋に波を起こそうとしたら洗面器でも足りません。スピーカーは間違いなく50Hzで振動していても、空気に伝えることができないので、音にならない訳です。

ということで、50Hz程度まで満足に再生したいのであれば、もっと大きなスピーカーが必要です。現実的には、12cmとか16cmとかといったサイズになるでしょう。単純には、振動板の重さを増やせば共振周波数は下がりますが、今度は高音が出なくなります。

なお、バスレフ型といって、低音を増強する方法もありますが、最低共振周波数を大きく下回ってまで増強できる訳ではありません。密閉型、バスレフ型では、最低共振周波数が実用上の下限と思っても、あながち間違いではありません。

ほかに、バックロードホーン型などを採用すれば、（気柱共鳴で周波数特性はグチャグチャになりますが）もっと低いところまで再生できる場合があります。しかし、ほとんど専用設計と呼べるくらいのスピーカーでなければ、この方式には適しません。830987では、向かないでしょう（仮に作るとしても、ホーン型は非常に大きくなります）。