スピーカーユニットの選び方について

質問

自作初心者です。
ショップオリジナルのエンクロージャー、Lo-D　L-203とH54HD、オリジナルネットワークのスピーカーユニットを使用していますが、低音がかなり不足していると感じています。
この度Lo-D L-205を入手したので上記のL-203と換装してみようと思いました。
調べるとL-205の再生周波数帯域は「60Hz～1.1kHz -3dB」、H-54HDの再生周波数帯域は「2kHz～20kHz」となっています。
この組み合わせだと「1.1kHz～2khz」の再生周波数帯域がないことになるのでこの組み合わせはNGとなるのでしょうか？
また、もしNGでなければクロスオーバー周波数は「1.1khz」とするべきか「2khz」とするべきかそれとも別の値が好ましいのでしょうか？
電気には詳しくないので出来るだけ平易にご教授いただきますようお願いします。

回答No.8

iBook 2001（@iBook-2001）

再び iBook-2001 です♪

基本に立ち返って、ワカル範囲でユニットの仕様を斜めに眺めてみましょうかねぇ。
http://audio-heritage.jp/LO-D/unit/l-203.html
http://audio-heritage.jp/LO-D/unit/l-205.html
http://audio-heritage.jp/LO-D/unit/h-54hd.html

まず、御質問者様がH54HDの再生帯域が「2kHz～20kHz」となっているのに、クロスオーバー周波数４kHz以上と指定されている事に疑問を持っていると思われます。

これは、「定格入力８W（指定ネットワーク付）」と言う部分に関わっています。
周波数が低く成ると、同じ電力パワーでも振動板の振幅幅が大きく成って行きますので、周波数特性図の測定には１W程度しか入れていない、という状況を理解しておきましょう。
つまり、下限周波数を低くする事で、許容入力がky苦単に小さく成って行くのです。
生真面目な日立サンですから、ウーファー側の仕様にも、それぞれ定格入力の欄に周波数制限が書き込まれていますね。
ただし、この当時、コーン型ユニットを測定する場合は非常に大きな指定箱、JIS箱等とも呼びますが、この箱に収めての測定と想像します。
適度な容積による、空気バネの制動がほぼ無い状況に近いので、低い周波数で過大振幅と成り、耐入力数値が非常に低く成るのは目に見えています。
２０３と２０５で耐入力値の違いが、実は周波数制限の違いに依る影響？とも考えられます。
（あくまでも、想像です。）

これらの事から憶測には成るのですが、H54HDを２kHzまで使おうとすれば、最大１W程度までの利用ならば、壊さずに使えるかもしれませんね。

さて、ウーファー側のハイカットについですが、２０３の仕様に周波数特性図が載っています。
２００Hz付近と同レベルを維持出来るのは、仕様書に書かれている通り、３kHzチョイくらいまで。
30°の特性を見ても正面特性と非常に良く揃っていて、かなり優秀なユニットだと言う事が読み取れます。
６０°の特性を見ますと1.5kHz付近で一旦レスポンスが下がり、２kHzを超えたアタリに山（ピーク）が存在します。このあたりのインピーダンス曲線を疑いの目で眺めると、少し盛り上がっている？ようにも感じられます。おそらく、このユニットの共振部分では無いかと想像されますが、一般的に多くのユニット群から眺めると、共振はよく押さえ込んでいて、この点でも非常に良く造られたユニットだと考えて良いでしょう。
ハイカット無しで、フルレンジ駆動とした場合は2kHz付近からの弱い共振という個性的な音は有ると思われますが、４～５kHzからの高域を追加、という形式も成り立たなくは無いと思われます。

２０５には、なぜか周波数特性図やインピーダンス特性図がありませんねぇ。
仕様書にはクロスオーバーを1.1kHz以下にしろと指定しています。

全くの憶測になるのですが、非常に固い金属振動板を採用したため、中域以上の共振が多く、特性的にも音としても扱いにくいのでは無いか？そのため非常に低い帯域から高域をカットするように指定したのでは無いか、と想像する事も可能でしょう。

ハイカットフィルターで信号が減衰したからと言って、音が無く成る訳では有りません。
ましてや、ユニット固有の共振等の影響は信号を減衰していても強く残ったりしがちです。
２０３をベースとして考えますと、２kHzチョイのアタリにピークが有るので、その１オクターブ下からハイカットを行ない、同程度の周波数で発生している強い共振を回避する、という方向なのでは無いかなぁ？と思います。

H54HDのような、小型ホーンツイターでは４～５kHz以上で使う事が多いものです。
もっと、低い周波数から実用に成るツイーターを組み合わせるか、仕様に合わせて1.1kHzから3.5kHzまでの間がレスポンス不足として利用するか、多少クセが出てしまうかもしれないが２０５の上限を高めて使うか、あるいは耐入力が極端に少なく成るがツイーター側に頑張ってもらうか、、、

と言う形に成るでしょう。

もちろん、高域側は低域ユニットに対して非常に高能率ですから、アッテネーとしてバランスを取れば、高域ユニットへの信号はかなり少なくて済む事に成ります。

とにかく、実際に聴いてみて、納得出来る音が得られれば良い訳ですから、あとはリスクをどの程度まで覚悟して、どのように構築して行くか、人それぞれの考えで良いでしょう。

回答No.7

ticoant664

質問に対する直接の解答はNo.1に書いたとおりです。

質問に至る経過といいますか背景を考えてみました。
低音が不足しているのでウーハーを別品種に交換したいのですよね？

先の回答にも書いたようにL-203は低音の出るユニットのはずです。
カタログデータ上での比較でもL－205より豊かな低音が持ち味のはずなんです。
これは一体どうしたことか？

気になったのは「ショップオリジナルのエンクロージャー」です。
このエンクロージャーの素性がわかりません。
L－203の特性に合わせて調整されたものなのでしょうか？
それとも規定の（適当な）箱なのでしょうか？
仮にL-203の特性に合わせて調整された箱であったとしても、
そこから出る低音があなたの嗜好に合っていないのではないか？

そのあたりにカギがあるのではないかと思い蛇足的回答をしました。
「低音がかなり不足」がどうにも解せません。

なお前回の回答、および今回の回答はご使用中のユニットが完全動作品であることを前提にしています。
40年も前のユニットですのでどこかしら不具合が出てやしないか、と一抹の不安。

お礼

何度もありがとうございます。
まずユニットですがＬ－２０３もＬ－２０５もエンクロージャーに納めて音だししましたが不具合はありませんでした。

エンクロージャーですが、Ｈ－５４ＨＤとＬ－２０３に合わせて作られたバスレフ型となっています。
フィンランドバーチを使った非常にしっかりとした箱鳴りの少なそうな作りです。
またネットワークもこれに合わせたものとなっています。

低音は少ないのですが女性ボーカルはスッキリしつつも前に出てくる聞こえ方で、アナログレコードを聴いた入りしています。
この傾向はアンプを変えても変わりません。

考えてみるとLo-DがHS-340やHS-350で発売した時に低音がこれほど少なかったのだろうかと疑問がわきました。
（実際に上記の機種を聞いたことがないのですが）

No.7さんの回答に書いたのですがもしかして低音が少ないのではなく、高音が多いのではないかと言うことです。
高音が多いのはネットワークに起因するのではないかと。
抵抗を使って高音のボリュームを下げてみようと思います。

ちなみにＬ－２０５に換装してみましたが、Ｌ－２０３と劇的に変わった印象はありませんでした。

回答No.6

noname#189119

すばらしいユニットをお持ちですね。

ツィーターは、４ｋＨｚ以上でつなげることが推奨されていますので、
それ以下から使ったり、大きな音を出したり、
低音が沢山入っているソフトを再生すると壊れてしまう可能性があります。

Ｌー２０３のほうがスムーズにつながることになると思います。
Ｌ－２０５を使用するのであれば、1.2kＨｚあたりから使える、
ツィーターが必要かと思います。

今のままでは、ウーハーを乗せ変えても
あまり結果は変わらないのではないでしょうか？
ツィーターの能率が高すぎる気がします。

ツィーターの音量を下げてみてはどうでしょうか。

私も能率が１０３ｄＢのウーハーに１１０ｄＢのツィーターをつなげていますが、
ツィーター側に抵抗を直列と並列につなげて、バランスをとっています。

最初、ツィーターにボリュームをつなげていたのですが、すぐに音量が大きくなりますし、
高音がキツイ感じだったので、結果的に抵抗のほうが聴き易い音だとおもいました。

私は電気的知識が全くないですが、ネットワークは自作してます。
ネットワークの自作は、ある意味ではとても細かいことまで調整できます。
基準は、全部ＦＯＳＴＥＸのカタログの数値をそのまま利用しています。

とりあえず、ツィーターに直列と並列に「抵抗」をつけてみてはどうでしょうか。
アッテネーターよりも安いですし、非常に簡単です。

抵抗を直列に「４．７Ω」、「並列に「３．３Ω」を入れてみてはいかがでしょうか。
そうすれば、高音がとてもおとなしくなると思います。
それか直列も並列も「４．７Ω」とか。
直列に「４．７Ω」、並列に「３．３Ω+３．３Ω」をつなぐ。
この３パターンでいい結果がでるのではないでしょうか。

つなげ方は、ツィーターの+端子とスピーカーケーブルの間に直列に４．７Ωをつなげて、
＋端子と－端子に「３．３Ω」、「４．７Ω」、「３．３Ω×２」の抵抗を順番につなげていけば、
ちょうど良い低音と高音のバランスの組み合わせがあると思います。

ダメならはずせばいいだけですので非常に簡単だと思います。
私の回答があまりに乱暴なのはわかりますが、私が実験した結果の抵抗の組み合わせを
書かせてもらいました。
数値は本当は計算しなければならないですが、私自身計算の仕方がわかりません。
でも書いたほうがわかりやすいかと思い、あえて書かせていただきました。
これが絶対的な数値ではありませんし、全く意味のないことになるかもしれません。

私は、セメント抵抗をしようしており、２．２Ω、３．３Ω、４．７Ω、１０Ωまで、
４個づつ購入し、いろんな組み合わせをしてみて、自分の耳でツィーターの音量をきめました。
抵抗は１個８２円でした。

質問の趣旨と違う回答をしてすいません。
お使いのネットワークに、ツィーターに抵抗が入っているのであれば、
私の回答はまったく無意味なので忘れてください。

お礼

ご回答ありがとうございます。
「ツィーターの能率が高すぎる気がします。」このご指摘でもう一度考えてみました。
低音が不足していると感じるのは、もしかして実は高音が強すぎるのではないかと。
Ｌ－２０３はそれほど低音が出ないスピーカーではないはずですし、音量を上げると低音は出ます（高音は更に大きくなりますが）
聞きやすい音量にすると低音が不足すると感じるのは高音が出すぎなのではないのかと思った次第です。

現在のネットワークを調べてから「ツィーターの音量を下げてみる」これをやってみようと思います。
抵抗のつなぎ方まで教えていただき大変参考になりました。ありがとうございました。

回答No.5

yosifuji20

昔ラジオ技術という雑誌で面白い実験をしたことがあります。
それは30cmのウーファーにグラフィックイコライザーをつないで無理矢理に高音を延ばしたらどこまで聞こえるかという実験でした。
結論は正面では広域を上げれば10kHzでも音は聞こえるということでした。
したがってウーファーは高音が出ていないのではなく、レベルが低下するので聞こえないというものでした。
ただし口径が大きくなると指向性が鋭くなり正面から外れると急速に高音は低下するということもその通りに解りました。
ということで、ネットワークなどを調整すれば使えるかもしれないということです。
ただツィーターは大入力で簡単に破壊しますから、指定よりも低い音域は入れてはいけません。
ウーファーの高域をどこまで使うかは実験次第と思います。

お礼

１０ｋＨｚとは再生可能帯域を超えた音まで出力したということですね。
ではウーハーをスルーで接続した状態から徐々に上限を下げてみて聞こえ方を試してみようと思います。
興味深い実体験を教えていただきありがとうございました。

回答No.4

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

高域用ユニットには、大振幅の低域信号を入れてはイケマセン。
ユニットの再生可能帯域では無く、実用上の下限を守りませんと、耐入力数値が激減します。
（数分の一、あるいは数十分の一になる。　つまり通常使用で破壊し易い。）

低域用ユニットは、周波数レスポンスのアバレや、歪み感の増加等で、上限を決めています。
フィルター無しでフルレンジ駆動しても、物理的なダメージは存在しませんので、実際に聞いてみるのが良いと思いますよ。

本当に、低域ユニットが対応周波数以外の音が出なくて、それで問題無い場合は、あえて高域側をカットする必用は有りません。（実際に、そのような構成の有名スピーカーも存在します。）

ハイカットをするのは、上の帯域で担当するユニットに任せた方がより音質的に好ましいという場合に行なう物です。

高域側のユニット破壊危険性を受け入れてクロス周波数を低くするか、低域側ユニットの理想範囲を少し（１オクターブ）越して多少クセが有る音の可能性を受け入れてクロス周波数を高くするか。
と云う判断です。

私自身はスピーカー工作が趣味の一つでもあるのですが、フルレンジユニットもウーファーも、基本的にはフィルター無しで、とりあえず鳴らしてみます。
その後、手持ちのコイルでハイカットを緩やかにして行きながら、色々試してみながら「まぁ、こんな感じかな？」と云う妥協点を。

ウーファー側のハイカットと、ツイーター側のローカット、計算上では大きく離れている場合でも、ユニットの個性やフィルターの特性等で中抜けに成らない、計算上の設定ではクロス範囲が強く感じられる、なんていう場合も有ったりしますので、カットアンドトライでウーファー側のハイカットは大胆に変えてみたりする実験も有効な事が少なく無い（あくまでも、私個人の経験と感じ方、個人の感想にすぎません。）

『電気には詳しくないので出来るだけ平易に』との事ですが、どうしても難しいのです。
電気回路的な計算としてダケでは無く、どうしても実際に使うユニット、そして最終的な聞こえ方というバランスで考えませんと、結果的な「音」が良い感じに聞こえてくれなかったりユニットを壊してしまったりするのですからね。

カット＆トライ、トライ＆エラーを繰り返すという、私の方向は、結果的に「壊さない範囲で、好みの音が自分の環境で得られるように」と云う目的のためです。

低域ユニットのクセを減らそうとクロス周波数やカット特性を強くしてくと、クセは少なく成るが音の鮮度？元気？という部分も減ってしまう感じに成りがち。野放図なフルレンジ駆動の音を聞いてみたり、極端に低い周波数でハイカットをしてみたり、両極端も聞いてみるのは、妥協ポイントを見つけ易く妥協するの為には案外良い試聴だと思いますが、、、私だけでしょうかねぇ（苦笑）

＊高域ユニットの実用最低周波数以下まで使う場合は、本当に壊れ易く成るので、壊れたらどうするか、と言う次善策を考慮した上無い限りは、行なってはイケナイ、NG行為です。壊しても良いなら、どうぞ。私もいろんなツイーターは焼損しています（爆笑）

お礼

ご回答ありがとうございます。
破損のリスクに注意してウーハーやフルレンジは実際に試して聴感上の好みを探すのですか。
確かに部屋の環境や好みで計算通りに聞こえないこともありそうですね。
自作の楽しみは完成品では味わえない失敗か成功かのドキドキ感も楽しみの一つと思います。
iBook-2001さんのように色々試されると「経験値」も蓄積され羨ましい限りです。

現在はＨ－５４ＨＤとＬ－２０３ですのでクロスオーバーは３．５ｋｈｚ～４ｋｈｚあたりかと思っています。ここは制作元に確認してみます。
Ｈ－５４ＨＤの再生周波数帯域は２ｋｈｚ～２０ｋｈｚとなっていますが、クロスオーバー周波数は４ｋｈｚ以上となっています。
４ｋｈｚ以下にクロスオーバー周波数を設定しても２ｋｈｚ以上であれば破損はしないでしょうか？
また２ｋｈｚまで際しえ出来るのにクロスオーバー周波数が４ｋｈｚ以上となっているのは何故なのでしょうか？

もしＨ－５４ＨＤとＬ－２０５を組み合わせた場合、
Ｈ－５４ＨＤを２ｋｈｚでカットしてウーハーをハイカットしないでスルーすると１．１ｋｈｚ～２ｋｈｚの帯域が再生されないという理解で良いのでしょうか？

再度の質問ですみません。

回答No.3

C-bias

No2です。解答後にNo1を拝見してH-54HDの特性を調べました。-3dBの数値じゃないですね。これはNo1が正解です。L-205では高域が足りません。

お礼

やはりウーハーとトゥイーターの再生周波数帯域はクロスしている必要があるのですね。
ご教示ありがとうございました。

回答No.2

C-bias

-3dBでその値でしたらごく普通の組み合わせですね。-6dB辺りでクロスするような特性となり不自然館はないと思います。まあ実際ｆ特性はLCネットワーク込みでの値となりますので、スピーカ単体で論じてもあまり意味はないです。というよりスピーカに合わせてLCの値を設定していますので、スピーカを変更した時点で当初の特性ではなくなると考えて下さい。
まあ趣味の世界ですから、あまり数値データにこだわることはないでしょう。

回答No.1

ticoant664

一言でいえば「NG]です。

H54HDの再生周波数帯域が２ｋHz～、クロスオーバー周波数４ｋHz以上となっています。
４ｋHz以下のクロスは音質的にも耐久性の面でも良くありません。
当然ながら1.1ｋHzクロスでは壊れる危険性が大きくなります。

他のユニットを見てみましょう。
Lo-D L-203　クロスオーバー周波数～3.5ｋHz。
周波数特性図をみてもぎりぎりで繋がっているようです。
最低共振周波数27ヘルツのハイコンプライアンスウーハーを3キロヘルツまで使うのはベストとは思えません。

L-205　クロスオーバー周波数～1.1ｋHz。
これでは繋ぎようがありません。

お礼

トゥイーターのクロスオーバー周波数以下でクロスさせるとトゥイーターが破損の可能性があるのですね。
現在のネットワークがどの位でクロスしているか不明なので制作元に確認してみます。
ご教示ありがとうございました。