スピーカーの音割れ

質問

現在ミキサーを使い(ゲイン調整してます)amcronのパワーアンプxti1000（出力275w）にエレクトロボイスのforce i（連続許容入力250ｗ 周波数特性60ｈｚ, 20khz）を繋いで使っています。
31バンドのグラフィックイコライザー(deq2496)で低音をブーストするのですが、特に60hz以下の低域をブーストして低音が効いたロックやクラブ系の曲等を聴くと（低音のブースト具合によってはボリュームはパワーアンプのメーターが－20dBの点滅の所でもゴンゴンしだします）カーステレオ等のスピーカーが音割れするのと似た感じで振動板がかなり無理な感じにゴンゴン鳴って前後に振幅しスピーカーが壊れるんじゃないかという様になってしまうのですが、結構な音を出して低域ブーストしても綺麗な音のままで聴ける方法はございませんでしょうか？（ちなみに試しにzxa1-subというforce iより口径の小さいサブウーファーで同じ低域の周波数をブーストして同じ曲をforce iの時以上に大音量にしてかけても振動板は無理な振幅もせず綺麗に音が出てました）
原因は低域が60ｈｚ位にしか延びてないのにそれ以下の低域をブーストしてるからでしょうか？
詳しくなくて良く分からない部分なのですが、パワーアンプのメーターの点滅が－20db位までしか出力上げてないという事はそれ程アンプの出力は出てなくてアンプのクリップする最大出力より大分手前?という事でスピーカーの許容入力値までも大分遠い音量なのに音が割れてるという事はスピーカーの許容入力値が低いから音が割れてるというのではないという事なのかと思うのですがどうなのでしょうか?force iよりランクが上のtx1152やzx5辺りですと許容入力値が500ｗでforce iの2倍ですがこちらですと音割れし難くくなるものでしょうか？
しかしzx5は許容入力は2倍ですが低域は58ｈｚ(－3)までとforce iの60hzと殆ど変わらないので（tx1152も55hzまでであまり変わらないようです）、
もし低域があまり出ないスピーカーで無理に低域をイコライザーでブーストしてるのが原因なのだとすればこれらでも同じ様に音が割れてしまうのではないかと疑問に思っております。
あと家庭用のスピーカーでは業務用より低域が延びてるものが多いですが、force iよりも小さい口径(38ｃｍ以下）の場合そのスピーカーの許容入力内でforce iで音が割れたとき位の低音と音量を出した時force iと比べてどちらが音割れしにくいのでしょうか？
この低音を強くしてある程度音量を大きくした時に音が歪むというのが振動板のサイズの問題なのか、低域の周波数特性が延びてるか延びてないかの問題なのか、スピーカーあるいはアンプの許容入力の問題なのか、原因や解決方法が分からないもので何卒宜しくお願致します。（サブウーファーを追加するという方法以外でありませんでしょうか）

回答No.1

Yorkminster · ベストアンサー

>> 原因は低域が60ｈｚ位にしか延びてないのにそれ以下の低域をブーストしてるからでしょうか？ //

厳密には違いますが、ざっくり言えばそう考えても構いません。

>> もし低域があまり出ないスピーカーで無理に低域をイコライザーでブーストしてるのが原因なのだとすれば...（後略） //

スピーカーの「周波数特性」というのは、たとえば「-3dB」表記であれば「この周波数の範囲内では-3dB以内で再生できることを保証する」という意味です。「その範囲外の周波数は再生できない」という意味ではなく、また、その範囲外の周波数においてどのような特性を持っているかも分かりません。

たとえば、下限が60Hz@-3dBで、それより低い周波数において急激に減衰する特性かも知れないし、100Hz@-3dBでも緩やかに減衰する特性かも知れません。聴感上は、後者の方が「低音が出ているように聞こえる」ということも、十分にあり得ます。

また、いわゆる「ウーファー」は、「ある程度までの低音～中音域」を再生する必要があるため、低音ばかりに特化できません。「サブウーファー」は低音専門で、中音域は無視して良いので、ストロークをより大きくすることができます。

従って、「60Hz@-3dBのウーファー」よりも「58Hz@-3dBのサブウーファー」の方が、より低い周波数において音圧が高く、あるいは大振幅に耐えられたとしても、当然です。

>> 家庭用のスピーカーでは業務用より低域が延びてるものが多いですが //

ここでの「業務用」とは「PA/SR用」の意味だと思いますが、家庭ではせいぜい20畳程度の広さを満足できれば良いのに対して、PA/SRでは数100m四方に音を届ける必要があります。音響パワー（音のエネルギー量）で言えば、数万倍は違います。

たとえて言うなら、家庭用オーディオは「茶碗の中の水を指でかき混ぜる程度」ですが、PA/SRというのは「風呂桶の水をじゃぶじゃぶ波立たせる程度」あるいは「プールの水に渦を起こす程度」なのです。

そこで、PA/SRでは、何より能率が高いことが必要です。家庭用のスピーカーは80dB/W～90dB/W程度ですが、PA/SR用では100dB/W以上が望ましいです。これだけで、アンプの出力1W当たりで得られる音圧は100倍近く変わります。つまり、「家庭での100Wの音量」と「PA/SRの1Wの音量」がイコールです。

そのようなスピーカーに、100W、200W、場合によっては数1000Wものパワーをぶち込むので、PA/SRのスピーカーから出ている音というのは、家庭のスピーカーの数万倍の音量になっています。

スピーカーの能率を上げるためには、音質を犠牲にして、振動板が共振しやすくするのが手っ取り早いと言えます。こうすると振幅が取れなくなるので、低域側を拡張するためには振動板面積を拡大する必要があります。PA/SR用のウーファーが、38cm～46cm程度でも最低共振周波数が50Hzくらいなのは、そういう理由です。

対して、家庭用では数万分の1のパワーしか要らない、言い換えれば、アンプの100Wの出力を「無駄遣い」しても構わない、ということになります。振動系質量を増やして共振周波数を下げることができ、わずか20cm足らずのウーファーで30Hzを再生することも可能になります。その分、能率は下がりますが、歪み率も下がるので、PA/SR用より音質も良いのです。

>> 低音を強くしてある程度音量を大きくした時に音が歪むというのが振動板のサイズの問題なのか、低域の周波数特性が延びてるか延びてないかの問題なのか //

上記の通り、その両方です（両者はある程度関係性があるので）。

>> サブウーファーを追加するという方法以外でありませんでしょうか //

そもそも、なぜ「低音を強調する」必要があるのかが問題です。

PA/SRの鉄則として、イコライザは「強調するために使う」のではなく、「余計なピークをカットするために使う」ものです。スピーカーの能力を超えて強調しようとしても（今回のように）無理が生じ、場合によってはアンプが頭打ちしてしまうので、急場凌ぎ的に、あるいは十分に余裕があることが分かった上でやる以外には、原則として御法度です。

（「プールのたとえ」で言えば、指1本でプールの水を波立たせようと無理に手を振り回して、指が疲労骨折しかかっているようなものです。「スピーカーがもともと出せない音」をいくらブーストしても、無意味です。）

従って、低音が足りないなら、より大きな（低音の出る）スピーカーに交換するか、サブウーファーを追加するしかありません。もちろん、それに伴ってアンプの出力も増えるなら、パワーアンプの交換も必要です。

お礼

振動板の共振の説明大変勉強になりました。force iの低音が不足してると感じてたのは上の取っての蓋を開けてたのが原因だったらしく閉めましたら以前の3倍くらい低音が出る様になりブーストや音量を上げても共振しなくなりました。
しかし40hz以下は共振してしまいますので足りない分はサブウーハーで補おうと思います。大変助かりました。ご回答ありがとうございましたm(__)m

回答No.4

motley

DEQ2496でのブースト量は何dBくらいでしょうか。ブーストしすぎるとデジタル処理の段階でクリップすることがあります。
　もう一つ、バスレフによる空振りを防ぎたいのであれば、バスレフ穴をタオル等で塞いで密閉動作にしてDEQ2496で低音を補正(auto Qを使いながらフラット化)する方法もあります。この方法の方が音割れを回避できるような気がします。

お礼

お騒がせながらネットで以前にforce iの蓋を開けたらバスレフ化され低音が増すという情報を見て今までそうしてたのですが、
試しに蓋を閉めた所特に50hz辺りの低音の量がぐんと増し50hzまでは低域を満足のいく所までブーストして音量を上げても音割れしなくなり倍近く迫力のある低音が出る様になり大分満足できる様になりました。40hz以下はサブウーハーで補いたいと思います。
motley様の回答のおかげでforce iの上蓋を閉める事に気づく事ができました。本当に助かりました。ありがとうございますm(__)m

回答No.3

A88No8

こんにちは
＃２の補足です。

>-EV Force i Specs-
>Freq. Range (10dB): 40Hz～20kHz
　すみません。()内の10dB表示が間違ってました。正しくは、-10dB。
　m(__;mごめんなさい

>-EV Force i Specs-
>Freq. Response(-3dB): 60Hz～20kHz
>Freq. Range (-10dB): 40Hz～20kHz

　スピーカーシステムの周波数特性として低音域は80Hz辺りからダラ下がりで60Hzは-3dB、40Hzは-10dBですよと。バスレフ式システムですし60Hz以下をグラフィックイコライザーで補正しようとしてもスピーカーシステムは物理的についてこれません(^^;

回答No.2

A88No8

こんにちは
>原因は低域が60ｈｚ位にしか延びてないのにそれ以下の低域をブーストしてるからでしょうか？
　うすうす感ずいておられるようですが、その通り！だと思いまする(^^;

　「[RoadWood(TM)]Trapezoidal Enclosure」というバスレフ式の箱です。
　f特を見ると100Hzに的を絞って共振させて以下はダラ下がり80Hzほぼフラット-3dBなら60Hzまでの設計がされています。
　80Hz以下の音域にソースと違う不自然なパワーを入れてもウーファーが無駄な動き（エンクロージャとけんかして効率が下がる）だけでいいことはありません。

　100dBの高能率スピーカーですから性能の範囲でお使いくださいね(^^)v
　60Hz以下の低音域にはスーパーウーファーを使いましょう(^^;

-EV Force i Specs-
Freq. Response(-3dB): 60Hz～20kHz
Freq. Range (10dB): 40Hz～20kHz
Continuous Pwr Handling: 250W
Program Pwr Handling: 500W
Short Term Pwr Handling: 1,000W
Sensitivity (1W/1m): 100dB
Impedance (Nominal): 8ohms
Dim (HxWxD): 648mm x 466mm x 386mm
Net Weight: 46lbs(20.9kg)

参考URL：

http://www.doctorproaudio.com/doctor/temas/powerhandling.htm

お礼

恥ずかしながらforce iの低音が不足してると感じてたのは上の取っての蓋を開けてたのが原因だったらしく閉めましたら以前の3倍くらい低音が出る様になりブーストして音量を上げても共振しなくなりました。
欲を言えば40hzまでしっかり出てくれれば文句ないのですが、50hzまでしっかり出てるのでさすがに38cm口径の迫力はかなりすごいです。実験してみましたが家庭内で聴く音量くらいでしたら40hz以下をブーストしても音割れの問題はないのではないかと思います。
結構な音量で40hz以下をブーストするとさすがに共振してしまいますのでサブウーハーで補おうと思います。ご回答ありがとうございましたm(__)m