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インピーダンス特性の見方とウーファーBOXの問題
- インピーダンス特性の見方を教えて下さい。ウーファーBOXの特性として問題ないのでしょうか？分かる方教えて下さい。
- 取説上のパラメーターデータやインピーダンス特性について説明します。また、ウーファーBOXの特性に問題がないかも確認してください。
- インピーダンス特性を測定する方法やウーファーBOXの問題について詳しく教えてください。
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- John_Papa
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No,1 John_Papa再びです。 お礼ありがとうございます。 『メーカーの推奨は20リットルでポートチューニング周波数は40Hzでしたので少し大きめの24リットルでポートチューニング周波数を38Hzにしてみました。』 問題は、ここにあったのですね。 ポートチューニングをメーカーの推奨の40Hz以上にすべきです。 バスレフの原理はポートの共鳴であることに間違いは無いですが、スピーカーユニットにポートをドライブする能力がなければ、今回のような空振りになります。 メーカー推奨は、その下限値ということですね。 他の回答に有るように、Foに近い値にすれば、40Hzと80Hzあたりに二山できて、再生帯域も40Hzはちょっと無理で50Hz～、という感じになるでしょう。 メーカー製のアクティブサブウーハーでは、アンプに細工があり、イコライジングや正帰還等で無理やりスピーカーを駆動してポートをドライブするような手法も取られます。もちろん振動板の振幅巾が問題となりますので、小口径のスピーカーでは出せる音量や音域に限界があります。それと、ポート共鳴を低くする（より低音で共鳴させる）ために開口面積を小さくすると音圧を得る為に空気が激しく移動する事になりますので、風となって風切り音が発生します。 低音を中音域と同じ音量で出すために、本来はスピーカー同様にバスレフ開口も大きくする必要があるのです。小容積のボックスでは必要な開口径を得る事すらできません。 また、バスレフが「ボンつく」と言われるのは別の問題、ボックスの構造材自身の共鳴が理由です。スピーカーがポートをドライブするだけなら良いのですが、やわなボックスもスピーカーとポートの両方でドライブ（共振）してしまいます。ボックス共鳴は切れ味が悪いのであまり歓迎されません。 本来すべきボックスの防振対策ではなく、安易な共振逃れがチューニングをズラすという方法なのです。 メーカー製品で意図的に充分なバスレフ効果を得ていない理由には、このような事情もあります。 カーオーディオであるなら、リスニングの環境ノイズも大きいですので、楽音に無い雰囲気を感じさせるだけの超低音などはスッパリと切って、50Hz～の再生の方が良いだろうと思います。どのみち、風圧を感じさせるような低音は16cmでは無理です。 ベースをベースらしく、ドラムスをドラムスらしく聴ければ良いと思うのですが、どうでしょうか？ できれば開口径の大きなポートでチューニングしてみてください。 60Hzがきちんと出ていれば、普通に音楽を聴くうえで低音不足を感じる事はほとんど無いと思いますよ。
- iBook 2001（@iBook-2001）
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はじめまして♪ インピーダンス曲線から想像出来るのは、ダンプドバスレフ状態かなぁ。。。 教科書的には、インピーダンスの盛り上がり、この２つがおおよそ同じ高さに。。。。 と言われます。 （現実的には、そこまで高いと、共鳴音が強く感じられ、「バスレフ臭い」とか「ボン付くバスレフ」などと嫌う人も多いようです。） また、共振周波数を低く狙い過ぎ？の感もありそうですねぇ。 両方の盛り上がりに対し、中の低い部分、左右（周波数だと低高）が同じ様な曲線となるのが理想とも言われます。（でも、必ずしも測定結果が理想に近付いた＝音が良く感じられる。 とは限りません。） バスレフ動作で測定上での理想としては、かなり理想からズレている、と判断出来ますが、聴感から行き着いたチューニングの結果。というのであれば、コレで完成形。と言う事も有り得ます。 箱の中の空気と、ダクトの空気による共鳴現象「ヘルムホルツ共鳴」の原理で動作しますから、基本は「ユニットのお尻と、ダクト分を除いた、箱内容積」と、ダクトの開口面積＆ダクト長で、相互にパラメーターが変わって来ます。 ダクトが箱の中に有る状態で、ダクトの開口を大きくすれば、開口が大きく成った事による共振周波数の上昇と、箱内の実行容積が減った事による上昇、ダブルで効いて来ます。 では、共振周波数を低くする為に、ダクト長も長くして、、実行容積が益々減って行き、ダクト長だけで考えた程、共振周波数が下がってくれない事も有り得ます。 下に出てくるインピーダンス峰が低すぎるのは、おそらく充分大きなな共鳴が発生していないのだろうと想像されます。 ダクト開口が小さいとか、吸音材が多く、箱内の空気バネが抑制されているなどが考えられます。 まぁ、メーカー製のスピーカーでも、測定特性図を良く見せるチューニングとし、実際の利用時にはバスレフの動作を抑えるため、ダクトに詰め込むスポンジを付属させているケースも在ります。（まぁ、測定室と、実際のリスニングルームでは、室内音響特性が違いすぎる事が在りますから、利用環境で良い音に感じられるようにするのが、聴く側にとって、好ましいはずですからねぇ。） 測定結果が「理想」に近ければ良い音。とは限らないから、スピーカーは他のオーディオ機器とは違った面白さも有るのです♪ なお、大昔の「教科書」には、「振動板面積と同じ面積の開口面積で」なんて記述も在ります。まぁ、今とは違うユニット設計方針でしたでしょうから、現代的ユニットでは「有り得ない」理想型でしょう（笑） 現代的ユニットであれば、振動板の実行面積に対し、おおよそ1/5から1/3くらいの開口面積となるダクトを前提に計算を行ない、その後ダクト長の調整等で、チューニングして行くのが、無難な方向だろうと思います。 私の場合は、いろいろ違う個性の音も好きなので、バスレフの特徴が出やすい、吸音材をユニット背面に薄く、という少し極端な状態からチューニングを行ないます。 個性が強い＝クセ という場合も在りますが、まずはこんな状態で低域の量感となんとか我慢出来るクセくらにしてから、天地や左右の側面などに吸音材を追加したり取り外したり、という具合にしていきます。 たとえ１００Hz以上をカットしたウーファーだとしても、１００Hz以上の信号が全くない訳じゃ無いので、中音域の汚れ具合、そんな感じで、チューニングして行くのが良いと思います。 なお、バスレフ動作の音を観測する場合、マイクで音を拾っても室内の定在波などの影響の方が大きく、周波数特性図ではなかなか判断出来にくいのが現実です。（測定専用の無響室じゃないと、こんなもんです。） で、私の場合は「ユニットの正面１０センチ」と、「ダクトの正面１０センチ」にマイクを設置したりしています。 （ただし、マイク自体の「特性」も在りますから、其の分は表示を眺めながら脳内補正。笑） 強い共振（共鳴）が在ると、位相変化も大きく成ります、低い周波数の小さな峰、もう一つの位相ラインが少しだけ変化しているように見えます。ここも「共振が大きく無い、強く無い」と想像出来るヒントの一つでした。 インピーダンス曲線だけでもある程度想像ができますが、位相特性も合わせ、ほぼ間違いなく「ダンプドバスレフ」の動作に近いようだ。と思えました。 多めの吸音材でバスレフ動作を抑えているなら、吸音材を減らしてみるとか、ダクト開口が小さすぎるなら、大きくし、その分ダクト長を長く、このあたりは手計算だとナカナカ大変ですから、自動計算等を活用して、目標の基本値を導いてから、という方法が良いと思います。 なお、インピーダンス曲線って、スープ信号の速さとか、スピーカーに加わる信号の大きさで、結構違う測定結果が得られます。 （周波数特性図も、スイープ信号だと、同じように、違った結果表示になります。） 表示された物だけで考えず、条件が違えば測定結果も変わる。という事を理解し、大まかな相対評価を自分の経験、測定環境から見いだして下さい。 なお、普通にマイクで周波数特性を観測する場合、私の様な１０センチなどを組み合わせない限り、一般の室内では数百Hz以下は「室内音響特性の観測」に成りがちですので、インピーダンス測定の方が、より良い評価基準だと思います。 （しかし、インピーダンス特性は、あくまで電気的観測。出て来た音は「ワカラナイ」のも事実ですが、、、動作状況の現実、一面を把握するには、最も良い手法だと思います。） がんばって下さい♪
- sirasak
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再回答です。 インピーダンスカーブの下側のFsと上側のFsの高さのインピーダンスはほぼ同じ高さ（フタコブラクダの背中イメージ）まで上がった方がバスレフ効果が良いとされています。 ユニット振動板面積とダクト面積が25％以下では十分な空洞共鳴が得られないはずで、そうすると周波数以下が急激に音圧低下するので、少しでも重低音も出せるように最近の市販品はダクト面積を小さくして密閉型に近いものが多いように思います。 メーカー推奨共鳴周波数が40Hz位なのはそのようにバスレフ効果を小さくしていると想像します。 なお図でVas2.218Lリットル？はアメリカ尺貫法のフィート立方かも？でも違うように思いますし、 小さすぎる気がします。 箱の大きさはVasの2倍弱が目安なので、もしもVasが22.18リットルなら箱容積は40リットル位が最適になるはずと思います。 いずれにしてもシミュレーションでふたこぶカーブが出来るかの検討で分かるはずです。
- denpadenpan
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DATS (Dayton Audio Test System)だね～ 俺は高いけど OmniMic の方が欲しい（笑） インピーダンス特性の見方だけど ユニットの裸の状態では低域共振の山が1つできる。 密閉箱に入れると共振周波数が上昇する バスレフに入れると山が2つになる。 グラフを見ると、下から1番目の山が小さい。 これはユニットの f0：58Hz で、ダクトの共振が 40Hz弱だから。 ダクトの共振周波数の方が低すぎるから1番目の山が小さくなる。 柔らかい山を指で押し潰すと山が2つに分かれて左右に移動するって感じかな～ 山のすそ野近くを潰したから１番目の山が小さい。 ちなみに、John_Papa さんのグラフは フルレンジユニット P1000K（f0：82Hz）とバスレフ箱（fd：80Hz） 共振周波数がほぼ同じなので、山の頂上を潰して均等に割れた感じになっている。 で、質問のエンクロージャだけど 40Hz の音圧を稼ぎたいならユニットの選択が悪いんじゃないかな～ 16cmウーハーにしては振動系がやけに重い割に共振周波数が高い。 カーオーディオ用のユニットなのかな～？
お礼
DATSがアメリカで安かったので以前購入しました。 なかなか奥が深いですね～。 さすが詳しい方はスペックでカーオーディオ用とわかるんですね、すごい！！ カーオーディオ用のスピーカーなんです。 家族の手前あまり大きなウーファーが車に積めなくて16センチクラスで小さな箱ならばれないかなと思い自作しました。 一応メーカーの推奨は20リットルでポートチューニング周波数は40Hzでしたので少し大きめの24リットルでポートチューニング周波数を38Hzにしてみました。
- John_Papa
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こんにちは。 測定法に問題はなさそうです。 ご質問に添付された画像がここ（SNSシステム）の都合で再エンコードされるため、文字は拡大しても全く読めません。 拡大でかろうじて見える赤のラインは位相特性で、白（青？）のラインがインピーダンス特性です。 バスレフでしたら通常、回答に添付した画像のような特性になります。 インピーダンスの２つのピークがほぼ同じなのが理想的バスレフですが、好みなどで意図的（特にメーカー製システム）に違える場合もあります。 スピーカーボックス内に入れる吸音材の量によっても、変化します。 ご質問者様のスピーカーは低音側のインピーダンスピークがほとんどありませんので、バスレフとしてはほとんど機能していないということになります。 ダクトチューニングが低すぎるなど、空気を漏らす穴が開いているだけの密閉型もどき、という感じでしょうか。 Fo58Hz 16cmの市販ユニットでオーディオ用サブウーハー帯域はムリっぽい挑戦だとは思いますが、PC用スピーカーの低音増強程度なら充分可能性はあります。 よい機材をお持ちのようですので、バスレフチューニングの参考にしてください。 画像はこちらからお借りしました。 http://av.watch.impress.co.jp/docs/special/663268.html
お礼
見にくい画像で申し訳ございません。 やはり16センチでは限界がありそうですね、 メーカーの推奨は20リットルでポートチューニング周波数は40Hzでしたので少し大きめの24リットルでポートチューニング周波数を38Hzにしてみました。 ご回答有り難うございます。
補足
見ずらい画像なのに詳しい説明を有り難うございます。 大変わかりやすかったです。 ダクトの面積をもう少し大きくして再設計してみます。 もう一つ質問してもよろしいでしょうか？？ 単純な質問で申し訳ございませんが、、、 インピーダンスカーブの下側のFsと上側のFsの高さのインピーダンスはほぼ同じ高さ（フタコブラクダの背中イメージ）まで上がった方がいいのでしょうか？？