スピーカーの壁、床、スタンド置きで低音の違い

質問

スピーカーは無響室で、スピーカーを空間に置いた4π空間で測定した仕様なので、
部屋では、スタンドに置いて床や壁から離した状態に近いと思います。

それに対して、壁や床に置いた状態は2π空間に近いので、壁や床置きの方が低音の音圧が最大で6dB(2倍）大きくなるとのことです。
本のスピーカー＆エンクロージャー百科2004.10.9で174Ｐに記事があります。
（添付図はダクト抵抗分と、空間での違いが未完成の検討図です。）

違いが出る低音の周波数は何Ｈｚなのか？
音響工学などで4π空間と２π空間での低音の計算法があるのか？
素人ですが等価回路を勉強しています、宜しくお願いします。

回答No.2

John_Papa · ベストアンサー

こんにちは。

学会等で使っている計算式
Lp＝Lw－10・log(4π)－20・log(d)
の4πが2π　π　1/2πに変わります。
この数式を使わないと日本では試験に落っこちます。
log(4π)＝1.09920986402
log(2π)＝0.79817986835
log(π)＝0.49714987269
ですので
この数式によると1面加わる毎に＋3dBとなります。

ただ、騒音計計測帯域31.5Hz～8Khzのバンドノイズ＆Ａ特性ではかなり当てはまるのかもしれませんが、サイン波同位相となるポイントでは
Lp＝Lw－20・log(4π)－20・log(d)
としなければ実測と一致しないことを私は主張してきました。
1面加わる毎に＋6dBですね。
海外メーカーでは私と同じ考えを採用してます。（翻訳済のページ）
http://www.otaritec.co.jp/products/genelec/learning-center/presentations-tutorials/placingloudspeakers/radiationspace/index.html

音源の位置と周波数の関係で位相がズレますので、周波数が高くなるほど設置位置・測定位置による影響が出やすいでしょう。No.1回答の箱サイズ影響の説明も妥当とおもいます。
どの位置でどの周波数ならどれだけのGAINがあるか、その方面の妥当と思われる計算式は発表されていないようなので、様々な測定条件、に当てはまる計算式を考案して発表されると宜しいかと思います。
でないから、実情に合わない、最初に紹介した従来からの一論に過ぎない式を使い続ける事になってしまってます。
過去質問キャビネットの内圧の件の私の回答でも、先ず学会に敬意を表して、この式（1面毎に＋3dB）を使いました。
この度は、その前進質問に当たりますので、私論を述べさせていただきました。
ただ、こういうところに書くと「公開」したことに当たり、自分の発案であっても特許が取れないなど、自分や研究仲間の権利を得る為には支障がありますので、差し障り無い範囲でしか書けないことを申し添えておきます。

お礼

1面加わる毎に＋3dBとなるけど、低音域でサイン波同位相となるポイントでは音が２倍になるので音圧が＋6dBになるのは良く理解できます。
翻訳済のページでもはっきりしているど周波数は分らないのですね。

理想空間で、1ｍ距離で、
球面波から平面波に変化するのが1波長位からと仮定すると、
340Hz位から変化が起きるのでは？と検討しています。
箱サイズ影響、振動板面積、拡散面積違いが関係するのでは？とも検討しています。

納得できる回路が出来たら公表して叩き台にしてもらうつもりです。
すばらしい回答をありがとうございます。

補足

音響工学では振幅の説明が少ないし、位相が異なる騒音でのエネルギー計算電力2倍（3dB）音圧1.4倍(3dB)で片付けられているように感じます。

スピーカーのように２面から同じ音が出る場合にはエネルギーが
3dB(1.4倍）で位相が同じなので２面で音圧が6dB(2倍)上昇になるが、
2面からの騒音の場合では位相違いで干渉があるので音圧が3dB(1.4倍)上昇になる。

ウーハーとツイーターのクロスオーバーが-6dB（0.5倍）になっていることや、
並列駆動でも同様に音圧が6dB(2倍)アップすることの説明がほとんどないと思います。
科学的回答をありがとうございました。
これらの記事がほとんどないので数式を誤解しているかもしれませんが、
なんとか独学したいと思います。

回答No.3

noname#226571

気にした事も無いわ！幾ら拘っても今の居住空間から逸脱出来る訳でもなく、聴感上での違和感があれば、俺が行っている聴感上のチューニングが一番楽なバスレフ型エンクロージャーを選定し、現在のSPの定位置でのダクトのL寸法のチューニング、マルチwayであればクロスポイントのチューニング。

お礼

回答ありがとうございます。
たしかに6dB(2倍）差音量の違い位では分りにくいので、
良く聴いてもすぐには分らないことが多かったので理屈では無用かもです。
でも6dB大きくするにはアンプ出力を4倍にしないといけない計算になるのでバスブーストの半分くらい効果が出るのでは？と思います。

ＪＢＬ映画館用46ｃｍサブウーハーを資料を見つけました。
200Hz以下位から2πと4πで5dBの違いがあるようです。
http://www.jblpro.com/www/products/Cinema-Market/#.WBFa9BeCjIV
60kgでは一人では持てない、高価で買えないですが使ってみたいでーす。（笑）

回答No.1

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

仮想モデルでの理論的考えでは、おっしゃる通りですが、全く振動しないで音波を１００％反射する、という壁は実在しせんので、６dBアップまでは行かない、と言うのが実情でしょう。

いや、むしろ壁谷由香の共振などで、一部の周波数だけ強められたり弱められたり、、、という部分も実際には在るはずですね。

さてと、『違いが出る低音の周波数は何Ｈｚなのか？』
箱の後ろ等へ「回り込む」周波数アタリから。と考えて良いはずです。
ザックリと考えますと、100Hzの1波長は3.3mほどで、1/4波長ですと80cmくらい。
スピーカーの箱の外周がこのくらいのサイズであれば、概略この程度の周波数位から効果が出始めるのでは、、と考えて良いでしょう。

学術的には「回析」と「反射」などからキチンと算出できそうですが、単純な個人的感想としての「話し」でした（苦笑）

ただし、完全に回り込んで合成された後から壁や床等に反射しますので、壁や床に密着させた「完全な２π」という考え方と、現実的影響も、多少違いが在る。

昔から言われる事ですが、低域が多くでないスピーカーは、部屋の隅（コーナー）に押し込めば「量感」だけはアップする。って。
（逆に、聴く人が部屋のコーナーに、更には机等を置いて、そのソ舌に潜り込むと、ボンボンと低域過多の音を感じられたりします。小学生の頃には、ラジオを部屋の反対コナーに置き、ラウドネススイッチをオンにし、反対コーナーに置いた勉強机の舌に潜り込んで聞いたりして、父に笑われた事が在りました。）

いつも余談の方が多くてゴメンナサイ。
概念的になにかヒントにでもなれば幸いです♪

お礼

回答ありがとうございます。
違いが出る低音の周波数は箱の後ろ等へ「回り込む」周波数アタリで大型箱の外周が80ｃｍで100Hz位からと言う有限バッフル？のご意見が正しいかもで、2リットル7ｃｍ口径で実測検討した結果の外周が20cm位だと400Hz位から違いが出るのと見事に一致しているのに気づきました。
大変参考になります。

実際は部屋の建材吸音、定在波、家具の影響、残響などで大きく変化すると思いますが、
理論上での計算式を知りたいのですが何か資料は無いでしょうか？