ネットワークのコイルについて

質問

ネットワークのコイルについて

サブウーファーで中音が鳴りすぎているので、コイルをインダクタンスの大きなものに変えようと思います。
しかし、私が出せる金額が3000円までなので、大きなものが買えそうにありません。
そこで、今付いているコイルにもうひとつ直列にコイルを入れてインダクタンスを増やそうと思っているのですが、特に問題はないでしょうか？
たとえば4.7mH＋4.7mH＝9.4mHなどといった感じです。

また、このときの2つのコイルの配置はどうすればよいですか？
干渉し合ったら大変そうなので…。

回答お願いします！

回答No.5

Yorkminster

>> コンデンサ＋抵抗をユニットと並列になるようにつなげばよいのですか？ //

そうです。

もし、単純に、ボイスコイル（以下VC）と並列に純抵抗（以下R）を繋いだとすると、アンプから見た（ウーファーの）インピーダンスは、その純抵抗とボイスコイルの抵抗値の合成値になります（第1図）。

では、このRと直列にコンデンサを入れるとどうなるか。コンデンサは高周波に対しては抵抗値が低くなるので、その範囲ではVCとRの並列、低周波に対しては抵抗値が高くなるのでRには電流が流れず、もっぱらVCだけに流れる、ということになります。

その結果、第2図（緑の破線がコンデンサと抵抗によるインピーダンス曲線）のように、VCのインピーダンスは見かけ上ほぼ一定になります。

では、何オーム、何uFが適切かといえば、これを計算で求めるためには、VCのインダクタンスと直流抵抗値が必要になります。後者はテスターで計れますが、インダクタンスを調べるのは、ちょっと難しいでしょう。

非常にアバウトな計算をするなら、公称8オームのウーファーの直流抵抗値はだいたい6オーム内外、インダクタンスは0.8～1.0mH程度が相場なので、抵抗は7～8オーム、コンデンサは20～30uFくらいになるのが一般的です。

>> コイルは4.7mH、コンデンサは33uFなので、計算上大体500Hzぐらいだと思います。 //

>> かっ変わるんですか？！ //

えっと...いったい、どういう手順で4.7mH/33uFにすると決めたのでしょうか...

定本通りの計算（長岡方式）だと、公称インピーダンス8オームと仮定すると、C=33uFのときfc=600Hz、L=4.7mHのときfc=270Hzなので、270Hz～600Hzまで-6dB、600Hz以上で-12dBのスタッガードということになります。

この場合に、「500Hzでクロスさせてはいけない」ということはありませんが、「500Hzがクロスポイントである」という意味にもなりません。「現実に何Hzでクロスしているか」さらにいえば、「そのときの位相特性はどうなっているか」ということは、何も分からないからです。

一般的には、「-3dBポイント（あるいは-6dBポイント）でクロスさせるのが良い」とされています。これは、第3図のように、落ち込んだ部分を互いに補い合って、けっきょくフラットになるからです。

しかし、第4図のように、もし「現実にクロスしている部分」が200Hzとかだと、酷いことになります。いいかえれば、「クロスポイントが***Hzである」というのは、「***Hzでクロスさせないと、酷いことになる」という意味だともいえます。

したがって、サブウーファーのハイカットを決めるときは、ほんらい、メインスピーカーの低音域がどういう特性になっているかを調べる必要があります。これは、部屋の音響特性によってかなり大きく変わるので、部屋の中に実際に設置して測定する、というのが本筋です。市販のアンプ内蔵型のサブウーファーが、たいていハイカット周波数を変えられるようになっているのは、そういう理由からです。

>> 250Hzぐらいまで落とそうと思っているので、9mHぐらいのコイルを足す予定デス。 //

これも、上記と同じ計算をすると、仮に8オームのウーファーの場合、L=9mHならfc=140Hzです。したがって、140Hz～600Hzの間が-6dB、600Hz以上はコンデンサも加わって-12dBということになります。もう少し急峻なフィルタにしたいのであれば、コンデンサの容量も増やした方がベターでしょう。

ウーファー次第ですが、この辺りの周波数では、たいてい実際のインピーダンスは公称値とほぼ一致するので、補正回路は必要ないかも知れません。しかし、上述の通り、このとき「実際に何Hzでクロスすることになるのか」は未知数です。

まあ、あまり細かい理論的なことを気にしすぎて、面白くなくなるのは良くありません。いろいろ試してみるのも経験のうちです。ただ、トライ＆エラーを繰り返していると、使わなくなったパーツだけでン万円...ということもあり得るので、測定してみるのも結果的には近道だったりしますよ、ということです。

回答No.4

iBook 2001（@iBook-2001）

再び iBook-2001 です♪

本来のコイルの正使い方は＃３回答者様のおっしゃる通りで、高度な音質上の考察は＃２回答者様が書き込みいただいた通りです。

＃１の回答に「乱暴な方法」と前置きさせていただきました。

２個重ねる場合は極性に注意が必要と言う注意も必要です。（磁気的に相殺するような組み合わせだと、コイルの効果が得られず、直流抵抗だけが増えると言うデメリットばかりに成ってしまうでしょう。

空芯コイルと言ってもピンキリですので、私のは安い物（苦笑）
（実はかなり昔のコイズミ無線でクリアランスセール品です。）

本来であれば、システム構成をお聞きした上で具体的手法をアドバイスするべきでしたね。
インピーダンス補正などを知らないようでしたので、混乱させてしまったかもしれません、申し訳ございません。

そこで、基礎的な事をアドバイスさせていただきます。
ネットワークのコイルやコンデンサーの値はインピーダンスと密接な関係があります。
4.7mHでも４Ωだと135Hz、６Ωの時は203Hz、８Ωですと270Hz、とカットオフ周波数が変わります。
対するスピーカーのインピーダンスは、周波数により変化しますので、目的の周波数帯域でインピーダンス変化を補正するのが補正回路、補正せずに実際の数値で計算する事で手間は多くなりますがパーツは減らす事が出来ます。
http://www.asahi-net.or.jp/~ab6s-med/NORTH/SP/myspeaker/help/meas.htm
こちらのページで中間ほど？にインピーダンスの実測例が出てますよ。

一般的なスピーカーユニットは低域共振の上の周波数から徐々にインピーダンスが上昇します。このため、コイルで一定周波数以上をカットしようとしても、ユニットのインピーダンス上昇の分はキャンセルされてしまいます。
ユニットによってはインピーダンス上昇を抑えたものや、上昇率がとても高い物など様々です。
上昇率が高すぎますと、コイルを入れても効果がほとんど得られない場合が有り、そういうユニットには上昇したインピーダーンスをキャンセルする回路が必要になり、これが一般的にインピーダンス補正回路と呼ばれます。（簡単な物はコンデンサーと抵抗で、複雑だとコイルも加えてそれぞれのパーツも多く使う場合もあります）

がんばってください♪

お礼

＞カットオフ周波数が変わります。
かっ変わるんですか？！
それで計算ソフトにはユニットのインピーダンスを入力するんですね！

補正回路はもっと勉強してみたいと思います。
まだまだ知識が足りないもので…（汗

回答ありがとうございました。

回答No.3

migsis

コイルを複数近接して実装する場合、互いに直角になるように
配置するのが原則です。

ご質問に書いあるmHは、詳しく言うと自己インダクタンスと
言いますが、もし直列に接続したコイルを、干渉が起きるような
配置にすると、相互インダクタンスの影響が出て自己インダクタンス
のみの計算どおりに行かなくなります。

複雑になるのを避けるため、相互インダクタンスなど考慮しなくて済む
よう垂直に、つまりコイルが発生する磁束か他方のコイルに干渉しない
よう配置するのが普通なのです。

お礼

なるほど…！

できるだけ計算通りにするには、干渉すべきではないということですね！

いろいろと試してみます。

回答ありがとうございました。

回答No.2

Yorkminster

音質面ではお勧めできませんが、直列にしても構いません。

コイルを直列にすると直流抵抗が増えるので、スピーカーから見たアンプの出力インピーダンスが上昇し、電磁制動が悪化します。すなわち、見かけ上Qesが上昇するので、それに引きずられてQts（日本でいうところのQo）も上昇します。

これは、端的にいえば、締まりのない低音になりやすく、また、エンクロージャーを若干大きくしないと、低音にピークが生じることを意味します。まあ、気にするほどのことではない、といえなくもない、というくらいの話（微妙な言い回しですが）ではありますが...

ここで「直列にする」というのは、「巻き線の向きを揃えた上で磁束方向に垂直に重ねる」ということです。そうすれば、見かけ上、1個のコイル（ではないが）に近くなります。巻き線の向きが逆になると、磁束の向きも逆になるので、1個のコイルとはいえなくなります。

ところで、何次のフィルタなのか分かりませんが、たとえば1次（-6dB）なら、単純にインダクタンスを増やすよりもコンデンサを追加して2次（-12dB）にした方が効果的だと思うのですが。

また、もしインピーダンス補正回路を入れていないのであれば、これを追加するだけでけっこう変わると思います。補正回路がないと、ウーファーのインピーダンスの変化に伴ってフィルタが意図した通りに働かなくなるからです。

それから、何mH必要なのか分かりませんが、たとえば10mHのコア入りコイルだと、Jantzenのものなら4000円くらいで手に入ります。コイズミ無線で売られているトランス形だと、12mHで3500円程度ですね。

http://dp00000116.shop-pro.jp/?pid=42305

無理に低容量のコイルを重ねるより、この辺りのものの方が良さそうな気はしますが...

お礼

「インピーダンス補正回路」
初めて聞きました。
ざっとぐぐってみたのですが、どういったものなんでしょうか？
コンデンサ＋抵抗をユニットと並列になるようにつなげばよいのですか？

今つないでいるのは、二次です。
コイルは4.7mH、コンデンサは33uFなので、計算上大体500Hzぐらいだと思います。

メインSPが結構中低音を出してくれるため、サブウーファーはもっと低くてもいいのでは？と思いコイルを足そうと思っています。
オーディオ初心者なので感覚がよく分からないのですが、250Hzぐらいまで落とそうと思っているので、9mHぐらいのコイルを足す予定デス。

URLのコイルも検討してみようと思います。

回答ありがとうございました！

回答No.1

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

ちょっと乱暴な方法ですが、コイルは重ねて直列にしましょう。
磁気的干渉で効果が大きくなります。

さて、私もスピーカー工作が趣味の一つなのですが、空芯コイル以外購入した事がありません。

実際に3.5mHまでです。（デカイ！高い！！）

貧乏人なので、あれこれ考えてたら、今はチャンネルデバイダーと追加パワーアンプですよ。
PA機材などを扱うWEBショップで、２万も出せば購入できる機器もありましたからね（苦笑）

お礼

コイルは重ねて使うのですね！
了解です。

＞実際に3.5mHまでです。
空芯で3.5mH！！
値段が万を超えるのでは…？！

参考になりました。
回答ありがとうございました！