スピーカーマトリクスの音量

質問

中華アンプと古いスピーカーで「スピーカーマトリクス」構成にしましたが
リヤスピーカー左右とも音量がフロントより極端に低いです。フロントスピーカーの音量はリヤスピーカー付ける前と同じくらいです。
原因と改善方法お願いいたします。
構成；
・アンプ：Lepy LP-2024A+　インピーダンス：4～8Ω 出力20W+20W
https://www.amazon.co.jp/dp/B00OK3BJNK?ref_=pe_2107282_304302272_302_E_DDE_dt_1
・フロントスピーカー
　KENWOOD XF5　　インピーダンス 4Ω　最大入力60W
・リヤスピーカー
　オンキョー D-N7FX　インピーダンス　4Ω 入力　最大入力 70W
添付画像にあるＳＷはつけてません。

回答No.12

John_Papa · ベストアンサー

No.11にお礼をいただきありがとうございます。

No,8の補足質問へ
『添付画像（直列）の接続なら心配無用ということですね！』ですが、「心配無用」と「とりあえず心配しなくても良さそう」という間には大きな隔たりがあります。
免許や資格のような「許認可」という感じのお墨付きが有るか無いかと言う違いですね。

BTLアンプは、＋－出力に均等な負荷が掛かって正常な働きをするのですが、ご質問にある図のマトリクスは、アンプ動作を不均等にし不均等な分だけリアから音になって出る、ものです。
（フローティングバランスのBTLなら、そもそもリアＳＰから音出ないし、フローティングバランスのBTLアンプはほぼ100％存在しない事をNo.8で述べました）
例えで説明しますと、器に一杯まで水を入れて水平のバランスを保ちながらゆっくり器を上下しても水はこぼれません（正常な動作です）が、器を傾ければ水がこぼれます。BTLアンプによるマトリクスは、このようにバランスを崩して器を傾ける状態です。
アンプにとって「こぼれる水」とは非正規ルートを流れる電流でもあるのです。

いままでご使用になった楽曲音源では『（リヤＳＰからは小音量出ます） 』ということなので、運が良かったと言えます。
世の中には、意図的に左右逆位相に作られた音源が存在します。逆位相って180°ひっくり返ってるってことですよ。私の経験するところではYoutube音源でかなり左右逆位相確率が高いです。
いつの日か運悪くそのような逆位相音源に当たると、フロントに負けないくらいの大音量がリアスピーカーから出る可能性があります。アンプが壊れるまでは。

私の立場は、「頭ごなしに否定はしないし推奨もしない。けれど成功でも失敗でも体験は多くした方が良し。」というものです。
『アンプが3000円で再購入可能』ってどこかに書いてあったような。確かに研究費・実験費と考えれば安いだろう。壊れる可能性を想定していれば、アンプ寿命の長短や音源毎に異なるマトリクス効果の有る無しとか質など、経験を楽しみに変えられると思います。

お礼

わがままな質問に回答いただきありがとうございました。おかげさまで理解できました。

回答No.11

John_Papa

No.7回答　校正

中程の「電池の例の部分」で誤りがありました。
下記の部分の「アース」を「－」に変更してください

誤：これに追加して電池のアース側同士も接続（ショート）すると・・・・・どうなるでしょう？
正：これに追加して電池の－側同士も接続（ショート）すると・・・・・どうなるでしょう？

お礼

ありがとうございます。

回答No.10

okok456

私の知るステレオではマイナス側は回路上つながっていると言うか共通の場合が多いようです。
ステレオのプラグを見るとご理解いただけると思います。
http://denshi-kousaku.nazotoki-k.com/kiso/e_jack.htm

お礼

ありがとうございます。

補足

ＴＶのイヤホン出力でなくアナログ音声出力（赤白）と接続してます。

回答No.9

iBook 2001（@iBook-2001）

再び iBook-2001　です。

捕捉／お礼のコメントをいただき、ありがとう御座います。

先の回答で最初に「ちょっと危うい」と表現した部分、John_Papa様が詳しく解説下さっているとおりで、私自身も「有り得ない」と考えるのですが、実際に試しての成功例も在る様なので、「スルー」させていただいた。という事です。

２０２４は利用経験が在りませんが、まだトライパス社だった時代の２０２０は１台は介させた敬遠がもあります。。。

もちろん、バラン種出力回路は知っていたので、マトリクス接続などは行なっていませんが、、、、おそらく、電源ノイズがIC破戒電圧に達したのだろう。と予測しています。（２０２０の場合、最大出力を得るための理想電圧と、上限の破戒電圧が極僅かしか違わないのを、後に確認出来ましたから。。。）

さてと、ケンウッドが87dB/W/mでオンキョーが８３dB/W/m、測定条件が全く同じという前提であれば、１kHzでは音量差が感じられるほど違うはずです。おおよそ３dBの差がアンプパワーで２倍ほどの音量差ですので。。。。

この状況で、メインは８７dB、リアが直列ですので８３－３＝８０dBとなると、６dB以上の差がありますからアンプパワーでは4倍以上の差、というくらいの音量差が出てくると思います。
リア側の並列接続で4倍から２倍の差まで縮まった。と考えても良いと思いますが、いかがでしょうか？

ただ、この場合、アンプから見た負荷（負担？）としは、おおよそ２Ω程度と同等に鳴ると思いますので、最大出力電圧の１／４でオーbーロードとなりかねません。

デジタルアンプは最終出力部分にトランスではありませが、その基本構成とも言えるコイルが装備されています。２０２４の実質的な部分や、あまりコストをかけないで実用面だけで構成している一部の製品で、運良く「マトリクス接続したのに、壊れない」という状況が在るのだろう。と憶測するしか在りません。（私なら、ダメなはず。と思い込んじゃって、こういう接続は行なえないのですが。。。）

あ、そうそう。２０２０での実検時、電源クオリティーを高めると、どんどん音が変わったのは面白かったなぁ、手持ちのパーツ内でいろいろ試してみて、あれ？あらためて購入するとなると、実検阮元は７万超えの構成になっても音質変化の頭打ちとは感じられないぞ！なんだこりゃ！！　って。（笑）　まぁ、その後車のシガーソケットからの電源での利用で逝っちゃいましたけれど。。。

おそらく、中華アンプで簡易なACアダプタを用いている場合、アンプが葉化する程の電源供給能力は無く、さらにアンプスペックの２０Wが良質な音で出せる物でもない。という部分で、なんとなく「まtpリクす接続でも壊れずに使える」ちいう状況という可能性も十分有り得ると思います。

あくまで個人の感想では在りますが、「危うい利用」ですので、電源強化などの音質対策は行なわない方がシアワセだろう。と思います。

壊れない範囲で、楽しんで下さい。

お礼

ありがとうございます。

回答No.8

John_Papa

No.7です。 捕捉お待ちしてました。

『このまま続行した場合回線ショートでアンプが故障するということですね？ 』
現状のマトリクス配線の場合Rearはほとんど有効に働いていませんので、とりあえず心配しなくても良さそうです。

しかし、No.2に紹介されたBTLマトリクス接続の場合は、アンプの負荷が2Ω相当になり、アンプの同じボリューム位置で流れる電流量が倍増する為、内部発熱が4倍になり、簡単にアンプがオーバーヒートしてしまうでしょう。正に『BTL（Bridged Transformer Less）アンプでマトリックスにするとアンプが故障する』という事になります。
ということで、BTLアンプと4Ωのスピーカーをご使用の質問者様に、遭えて「改善方法」の解答を控えさせていただきました。現状お持ちの機材で安全に使用可能なスピーカーマトリクスは、ありません。
頭ごなしに最初から否定すると、心象を悪くされて読んでもらえなかったりしますので、本当の危険を伝えられないので、回答する方も工夫しているのですよ。
No.2に紹介されたBTLマトリクスを試して見たい場合は、必ず4本とも8Ω以上のスピーカーを使ってください。

質問でリンクされた Lepy LP-2024A には、本来のパワーチップTripath の TA2024か新規採用のTAA2008が使われているようです。
TA2024の場合は4Ω～16Ωのスピーカーが規定内ですが、TAA2008では 6Ω～16Ωのスピーカーと低い方が変更になっています。それでもメーカーがそのまま『インピーダンス：4～8Ω』用として売っていますので放熱などある程度の対応がなされているのではないかと思います。しかし音質や出力では互換性が高いのでしょうが、TAA2008を使った新しいモデルの方が残念ながら低インピーダンス負荷に耐性が無いと考えた方が良いでしょう。
もちろん過熱原因ですので使用音量によります。大音量でいきなりの場合もあれば、レビューの『3か月で壊れ』たようにもなると思います。
BTLアンプが元々マトリクスに不向きだという事は、前回にも申し上げています。

補足

＞現状のマトリクス配線の場合Rearはほとんど有効に働いていませんので、＞とりあえず心配しなくても良さそうです。

添付画像（直列）の接続なら心配無用ということですね！
（リヤＳＰからは小音量出ます）

回答No.7

John_Papa

こんにちは。

Bridged Transformer Lessという言葉をご存知のようですね。
BTLは基本的にスピーカーマトリクスに向きません。
理解するには、バランス回路をよく理解しているのが前提条件ですが、イメージ的には易しいが、言葉で説明するのは厄介です。というのは地電位（アース）をどこに持ってくるかでバランス回路の挙動が変わるから。
BTLアンプの技術的な事を英語圏で探すならキーワードに「bridge amplifier」も使ってみてください。

画像は、英語wikiからお借りしたもので、一般的なBTLアンプの基本概念です。
https://en.wikipedia.org/wiki/Bridged_and_paralleled_amplifiers

図のA2アンプが無くて、代わりにスピーカーからアースに繋がったものが一般のアンプです。
アンプのA1は＋側に、A2は－側に入力されています。A2の出力はA1とは＋－が入れ替わって逆位相になります。A1の出力端子をHot、A2の出力端子をColdと呼ぶ場合もあります。Hotの対極はColdであって決してアースではありません。
実際に出力0の時にアースとの直流電圧を測ってみると随分高い電圧が出ている製品が普通です。Lepy LP-2024A+では6Vが出ていると思います。（実際に測定される場合は、アンプ回路への負担が少ない、入力抵抗1MΩとか、充分に高いテスターをお使いください。）
BTLアンプの出力は、（理想では）アースと無関係になっているのです。
例えば乾電池を取って、＋端子がアースから何ボルトかと測ってみるのは、間違った電池の使い方だしナンセンスでしょ？

スピーカーにとって、A1の出力とA2の出力の差が入力電圧になります。（この間にしか有効な電力は発生しません）
電圧が決まればスピーカーのインピーダンスによって電流が流れ電力が発生します。
電池は直流ですが、BTLアンプは音声電流（交流）の電池だと考えれば良いのです。

さて、片側2本の電池の直列（1.5V×2＝3V）と、もう一方に1本だけの電池があり、3Vの電池の＋極から1.5V電池の＋極へ豆電球のリード線を繋いだら。豆電球は電圧差1.5Vの明るさで灯る??????????灯りませんよね。
これに追加して電池のアース側同士も接続（ショート）すると・・・・・どうなるでしょう？
→灯ります。
＋端子と別電池の－端子に繋いだ場合はどうなるでしょう？
→これも灯りませんよね。

あなたの試されたマトリクスは、スピーカーの片方がアース（または左右共通）に繋がるアンプを使うからできるマトリクスなのです。
Lepy LP-2024A+が壊れなくて良かったですよ。
もしRearスピーカーに何等かの音が出ているとしたらBTLとして不完全な（漏れ）部分が音として出ているのだと考えれば良いでしょう。

余談ですが、実際に出力がアースから完全に絶縁された（フローティングバランスなどと呼ばれる事もある）理想的なBTLなら出力を電池のようにいくらでも直列に繋いで大出力を得る事もできますが、現実は技術的に非常に難しい（トランス使えば簡単だけどBTLじゃなくなる）です。BTLアンプはバランス出力アンプですが、ほぼ100％がフローティングについて不完全なアンプなのです。
完全なフローティングのBTLアンプはまず無いので（YAMAHAの広告ではできてるらしいけど未検証）、Cold端子同士をショートさせるのは（電池の例をBTLアンプで試すのは）止めてください。（もちろんどの端子同士でもショートさせるのは駄目です）
低インピーダンス負荷にも弱い（計算上スピーカーのインピーダンスを半分づつに分け合うのと等価なので）並列負荷は増やさないように。

補足

専門的説明ありがとうございます。
素人なので専門的な事はわかりませんがもしピーカーマトリクスをこのまま続行した場合回線ショートでアンプが故障するということですね？

回答No.6

okok456

無知でした、ごめんなさい。
BTLだけでなく「スピーカーマトリクス」には
バランス出力、スピーカーの左右のマイナス端子が金属で繋がっていないアンプには使えいようです。
https://rikukuu.blog.fc2.com/blog-entry-65.html
https://blogs.yahoo.co.jp/xa445/27764843.html?__ysp=44K544OU44O844Kr44O844Oe44OI44Oq44Kv44K5IOOCouODs%2BODlw%3D%3D

補足

ありがとうございます。
＞スピーカーの左右のマイナス端子が金属で繋がっていないアンプ、、、
↓
どういう事なのでしょうか？
普通スピーカーＬ、Ｒは線で繋がってないとおもいますが、、

回答No.5

sirasak

再回答です。
心配されているＵＲＬhttp://magona.ti-da.net/e4018879.htmlで右2図の並列接続は私の提案図よりもインピーダンスが低くなるはずです。
でもサラウンドの音量は同様に4倍になると思います。

私は厳密にインピーダンス計算する能力がないのですが、
例えば片chだけに大出力にすると、サラウンドスピーカーが並列になるので
メイン4Ω+サラウンド４Ωが並列で2Ωになるとしたら定格出力時４Ω仕様を超過することになるはずです。
でも普段片Chだけに目一杯定格出力で鳴らすことは皆無であって、1Ｗ以下で聴いていることが普通のはずで、テスターで測定すれば確認出来ます。
でも極端に歪ませたりとかするとアンプの保護回路が働いたりするので自己責任でと言いました。
音楽はステレオソフトが多いのですが、Ｌ+Ｒのセンター分が主であって片chに出る出力は数分の1のことが殆どで、サラウンド成分も少ないです。
さらにビデオカメラで撮る動画やＴＶなどの音楽はほぼモノラル音に近い音である場合が多いのです。
さらに平均出力はピークより1/3位小さい音楽が多いので歪ませないようにすれば定格出力目一杯になることが無いので安心して使えるのです。

お礼

ありがとうございます。

回答No.4

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

アンプにとって、負担が大きく、ちょっと危うい感じもあると思いますが、試してみて今の所、問題が無いのでしたら、この点はスルーしておきましょうかねぇ。

さて、根本的な部分で、KENWOODとONKYO、音量差が最初から大きかったのでは？とも思いますが、この点はいかがでしょうか？

メインの左右に片方ずつ接続し、大きく音量感が違わないかを一度確認されてみた方が良いと思います。

ざっくりとネット検索してみましたがKENWOODのスピーカースペックが確認出来ませんでした、ONKYOは見つけましたけれど。。。
http://www.jp.onkyo.com/support/manual/manualpdf/frn9fx.pdf
上記リンクによりますと、能率（この製品の場合は「定格感度レベル」と標記）に、８３dB/W/mと書かれていて、この値はかなり低能率と言える範囲だと考えられます。
９３dB/W/mのスピーカーと一緒に鳴らす場合、１０倍のパワーを入れて同じ音量になる、という物ですから。。。。

さらに、今回の事例では公称インピーダンスが皆同じ４Ω、もしも能率がほぼ等しい場合でもメインスピーカーが４Ωのままですがサラウンド側は直列なので８Ω相当となり、サラウンド側の音量は半減している。と考えます。

一応、スピーカー工作ファンの端くれとして、マトリックススピーカー実検経験はそこそこ在ります。

この方法のサラウンド側は、左右信号の差だけで動きます。
このため、もとの音源によっては、全く効果が感じられない、リア側が鳴っていないんじゃ？というケースも在るのは事実です。

左右フロント（メイン）と、左右のリア（サラウンド）という形では無く、４ユニットをセンターボックスに収めた、長岡氏のMX-1などの応用実検も経験していますが、この方式はステレオペアマイクなどの音源ですとオモシロイ程音空間が広く感じられるのですが、現代的なマルチトラックレコーディング、在る意味でマルチモノラル？という音源では良い効果が得られなくて、ガッカリでしたねぇ（苦笑）

今回のマトリクス配置、疑似４ch？　というのは「後ろから音が聞こえる」というよりも、前だけのスピーカー時より、音の空間が広がった。という感じが得られるのが最大のメリットです。

程よい「広がり感」を得るには、多少の音量差ならリアピーカーの置き場所を工夫する（主にリスナーとの距離を調整）などで済みますが、あまりにも音質傾向が違ったり、あるいは大きく能率（音量）が違いますと、調整程度ではウマク行かない場合も在ると思います。

最もベストな状態では、リアスピーカーから音が出ている事を意識する事無く、音空間が効果的に広く感じられる。という状況です。

リアスピーカーを直列では無く並列接続とすれば、リア側の音量感がUpします。
しかし、その状態ではアンプから見た時、負荷が２Ω相当となるので、アンプが持ちこたえてくれるかどうか、心配ですけれど。。。。

私なら、実用面からアンプパワーにまだ大きな余裕度が在るのなら、メインスピーカー側に4Ωなどの抵抗器（安価なセメント抵抗）を繋いで、フロント側の音量を下げてみる。というう事も考えてみたいと思います。
http://dp00000116.shop-pro.jp/?mode=cate&cbid=2412517&csid=7

抵抗器の容量は５Wもあれば充分。
アンプが出せる能力が２０Wで、メインスピーカーとリアスピーカー、抵抗器の損失合計で最大２０Wですから、おそらく２W級でも大丈夫だろうと思いますけれど、安全圏を考え５W以上をお勧めしておきますね。

抵抗器が過大電力で壊れる場合は、単に加熱による内部焼損、断線で済みます、在る意味ではヒューズに近いかも（笑）

＊どの程度で断線するかは、ワカリマセン。５Wと書かれていても極短時間なら数十Wでも大丈夫だったりするので、ヒューズの様な安全装置という目的には用いないで下さい。

余談も多く成り過ぎましたが、それぞれの危険性、安全面にも配慮の上で、いろいろ試しながら納得出来るサウンドが得られるよう、ガンバって下さい♪

お礼

詳細な説明ありがとうございます。
KENWOODとオンキョウのフロントスピーカーとしての音量はほぼ同じです。
並列接続試したらリヤＳＰは音量大きくなりましたがアンプ負荷も増大するのですね。アンプは3000円なので再購入できますが迷います、、、、

補足

KENWOODのスピーカー出力音圧レベル：87dB/W/m です。

回答No.3

okok456

「スピーカーマトリクス」実行されたのですね。
言葉足らずでした。
一般放送ではサラウンド感は低いと言うかリアスピーカーの音量は低いです。
前回、紹介したように、スポーツ番組の歓声やアクション映画などの爆音なら
サラウンド効果を確認できると思います。
今晩、日本テレビで「ジュラシックパークIII」　NHKBSでサッカーワールドカップの放送が有るようです。
確認して下さい。

お礼

「ジュラシックパークIII」を録画で再生しましたが臨場感感じませんでした。リヤＳＰからは音は少量ですが出てます。okok456さんのマトリクスではどうでしたか？

補足

前回同様ありがとうございます。
回答いただいたsirasak様へ補足コメ済みですがアンプLepy LP-2024A+は「BTL（Bridged Transformer Less）です。このタイプのアンプでマトリックスにするとアンプが故障する」と下記ＵＲＬに載ってましたが本当でしょうか？
http://magona.ti-da.net/e4018879.html

回答No.2

sirasak

(1)ＴＶ、ラジオ、ライブなどで、モノラル音の場合はサラウンドスピーカーからは音が出ません。
(2)ステレオ音の場合でも定位が狭いものや残響が少ないものではサラウンド効果が小さいです。

±電源のSEPP-OTLHiFiアンプなどは質問図の直列配線しかできませんが、
LP2024Ａは単電源ＢＴＬアンプなので添付図の並列配線にも出来ます。
サラウンドスピーカー音量を大きく出来る配線であって、
インピーダンスが低くなるので巨大出力では仕様上超過することになりますが、
普通の音量では支障なく使えます。
自己責任でお試しください。

サラウンドスピーカーの音量は調節出来ないのでスピーカーを離したりしないとうるさい時があるのでスイッチがある方が便利ですが、
入り切り操作は面倒になると思います。
ホームシアター5.1サラウンドみたいな音になりますが、サラウンド音がうるさいと感じる時もあります。

補足

ありがとうございます。
ご提案の接続やってみたいですが「BTL（Bridged Transformer Less）アンプでマトリックスにするとアンプが故障する」と下記ＵＲＬに載ってましたが本当でしょうか？

http://magona.ti-da.net/e4018879.html