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ダブルウーファーのインピーダンス及び能率についての質問です。

ダブルウーファーのインピーダンス及び能率についての質問です。 自作スピーカーでダブルウーファーを使用しているのですが、その場合のネットワーク設計で困ってしまいました。 当初6Ωのウーファーの並列駆動ならインピーダンスは3Ωに、直列駆動なら12Ωになると考え、また、能率も並列駆動なら+3dB、直列駆動なら-3dBになると考えていました。 しかし聴覚上ではそうではないようで、f特を測定してみるとやはり違うみたいです。 聴覚上、並列接続より直列接続の方がウーファーの音圧がツィーターより低かったので能率は変わるようですが精密な測定ができるわけではないので実際のところどうなのかはわかりません。 高いツィーターの音圧はアッテネータで落とすとして、ウーファーは直列接続にすることにしました。 クロスの決定ですが、ウーファーにハイカット0.1mHのコイルを繋いで測定してみたところ、6~7kHzあたりでハイカットが見られました。 ここから逆算していくと6kHzの場合、ウーファーのインピーダンスは4.52Ω、7kHzの場合は5.28Ωとなってしまい、直列なら6+6=12Ωという計算から大きく離れてしまっています。 インピーダンス補正回路で3Ωを並列接続しているのですが、これの影響もあるかもしれません。。 これはまた補正回路を抜いて測定したいと思いますが、ダブルウーファーの直列、並列接続とインピーダンス、能率の関係はどうなるのでしょうか?

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使われているドライバや測定環境が分からないので、抽象論ですが... >> 当初6Ωのウーファーの並列駆動ならインピーダンスは3Ωに、直列駆動なら12Ωになる・・・能率も並列駆動なら+3dB、直列駆動なら-3dBになる // アンプの出力だけで見ると、並列のときは単発の2倍の出力=2倍の音圧=+3dBとなりそうですが、低音域の場合、振動板面積が増えることによって空気を駆動しやすくなるので、さらに+3dBで考えます。したがって、ウーファーが並列の場合は、都合+6dBくらいで考えることができます。 他方、直列の場合、単発に比べて半分の出力=-3dBですが、上記と同様、振動板面積が増えることによる能率の改善があるので、最終的に得られる音圧は単発とほぼ等しいことになります。 http://lsp.x0.com/cgi/azabu/cbbs.cgi?mode=all&namber=5859&type=0&space=0&no=0&P=R http://homepage1.nifty.com/ultimedia/qa/qa.htm >> ウーファーにハイカット0.1mHのコイルを繋いで測定してみたところ、6~7kHzあたりでハイカットが見られました。 // これは、きちんと測定された結果でしょうか? 6オームと直列に0.1mHを入れると、計算上のハイカットは約10kHzです。12オームだと約20kHzになり、およそハイカットの意味がありません。 また、ウーファーの場合、ボイスコイルのインダクタンスによって、高域にいくほどインピーダンスが上昇します。したがって、300Hzでは6オームのウーファーでも、5kHzでは20オームくらいになっている可能性があります。したがって、ほとんどハイカットとして機能しなくなります。 以上のような観点からは、(1)もともと6~7kHzで音圧が下がるウーファーを使っている、(2)測定に使ったマイク等の性能の限界、(3)後述の補正回路の間違い、あたりが原因ではないかという気がします。 >> インピーダンス補正回路で3Ωを並列接続しているのですが // たとえば、ウーファーのDCRが4.8オーム、Leが0.8mHとすると、2個並列でDCRは2.4オーム、Leは0.4mHになるので、Zobelは計算上69.44uF+3オーム、となります。 もしコンデンサなしで3オームだけをウーファーと並列にしているのであれば、アンプから見たウーファーの公称インピーダンスは2.4オームになるので(12オームと3オームの並列)、見かけ上6kHz~7kHz付近で4.5~5オーム程度になっていても、不思議ではありません。

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質問者からのお礼

すみません、ウーファーのデータシートを見ると7kHz付近から落ち込みが始まっていました。 記憶違いで10kHzまで出ると思ってたのが間違いでした。 ですから、仮に12Ωとして、0.12mHのコイルを繋いだ場合のハイカットは15.9kHzなのでこれは正常ですね。 しかしまだ12Ωという部分に疑問があったので、2.25mHのコイルを繋いで測定してみました。 仮に12Ωならば、848Hzでハイカットのはずです。 しかし、測定結果ではハイカットと呼べるような落ち込みが7kHz付近まで見られません。。 2~3kHzにピークがあったりと、おかしいです。 ユニットがエンクロージャに収まっている状態で、ユニットから5cm付近で測定しているのですが、これはエンクロージャで作られた音を拾っているからなのでしょうか? それともやはり測定器がダメなのか。。一応他のマイクで測定もしてみたのですがほとんど変わりませんでした。 もう測定では拉致があかないので12Ωと決め付けてもよいでしょうかね。。。

質問者からの補足

回答ありがとうございます。 まず質問文に訂正があったので直しておきます。 ウーファーに0.1mHのコイルを繋いだとありますが、0.12mHです。 計算結果は0.12mHでやってあるので正しいです。スになりました。 >6オームと直列に0.1mHを入れると、計算上のハイカットは約10kHzです。 自分の書き方が悪かったようですね。 6Ωの2つのウーファーを直列接続して、それに0.12mHのコイルを直列に繋いだ場合の計算結果です。 FOSTEXのネットワーク計算表の公式を使ったのですが、質問文のようなインピーダンスになりました。 >(1)もともと6~7kHzで音圧が下がるウーファーを使っている このウーファーのデータシートでは10kHz付近まではなかなかいい具合に出ているのでそれはないかと思います。 >(2)測定に使ったマイク等の性能の限界 マイクも18kHzまでのもので、測定ソフトでマイクの感度補正を入れているのでそれも考えにくいと思います。 >もしコンデンサなしで3オームだけをウーファーと並列にしているのであれば 質問文で書き忘れていましたが、コンデンサもつないでいました。また、3Ωという値はウーファーを並列接続した際のネットワーク基板を使いまわしたので抵抗値が3Ωでした。 また、インピーダンス補正回路を外して測定してみました。 ウーファーを直列接続し、ハイカットコイル0.12mHを直列接続するのみです。 これでもだいたい6~7kHzでハイカットが起こっているので謎です。 手持ちに0.35mHのコイルもあるのでこれで測定してみます。

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その他の回答 (1)

  • 回答No.2

はじめまして♪ ユニットの直並列における公称インピーダンスまでは正しく理解されているかと思います。 しかし、実際のユニットは「抵抗」のような特性とは大きく違い、周波数によって大きくインピーダンスが異なるものです。 私もスピーカーの自作を長く楽しんでいますが、経験上から、特にウーファーのハイカットをコイルだけで行う場合は計算値の2~4倍の大きなコイルで目的の特性に近づく場合が多いようです。 私の場合は1.0~3.5mH フォステクスやトリテックなど 多数所有してますが、ご質問者様のような小容量のコイルはウーファー用には持っていませんよ。 フルレンジにツイーターを付加する時でも、ハイカットには1.0とか1.5nHを使ってます。 さらに高域側で切ると言う考え方は持たないので、、、(基本はスルーで。フルレンジの癖?個性?を減らす時にコイル追加という考え方だからですけれどね) 回答とは無関係なのですが、4Ω以下で駆動出来るアンプをご利用なのですよね? それからメーカーの特性表と実際の測定値は大きく違う場合があります。なぜならメーカーの測定環境(測定の部屋や音量など)が違うので、参考程度で同列に考えてはダメですよ~。 インピーダンス補正回路は一般的にコンデンサー+抵抗(C+R)で構成しますが、私の場合は補正する前にコイルを大きくして行き、その中でユニットのピーク等が見つかると(大なり小なり、2~4KHz付近に有りますね)コイル増加ではどうにも成らない大きなピークの時に補正を考えます。 ピークが大きすぎる場合は補正回路と言うより、バイパス回路? コンデンサー+コイル+抵抗(C+L+R)ですよ。(私の場合は、手持ちの抵抗やコイルは多くないので、たくさん有るコンデンサーを複数組み合わせて視聴していきます。) 私の測定環境は、昔は父の知人から貰ったラックスキットのスペアナ、その後は同じ型から貰ったテクニクスのワーブルトーンで測定する器械。今はFM離調ノイズをPCに取り込んでCD-Rに焼いた物を再生し、再生音をマイクでPCへ取り込んで波形編集ソフトにより解析胃しています。 このため、インピーダンス等の電気特性は判らないのですが、聴いてみいてコイルやコンデンサーを交換しながら、おおむね気に入った段階で測定してみるていどです。 私の場合は普通の室内環境ですから、200Hz以下は相対比較ですし、5KHz以上はマイクをセットした時だけの再現性が低い結果なので参考程度に考えてますからね(苦笑) インピーダンスから調整されるのは私の経験には無いのですが、面白そうですね。 がんばってください♪

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質問者からのお礼

回答ありがとうございます。 インピーダンスから追い込む、というわけではなく、Yorkminsterさんのお礼のところに書いたように、途中で発覚したミスから泥沼化してしまっただけなのです汗 はじめ並列駆動の際、インピーダンスは3Ωなのでそのコイルのまま直列12Ωを測定していました。 これではユニットの再生限界帯域がカット周波数より低いので意味ないですよね。。 でも始めたからにはと容量の大きいコイルで測定してみたら、カット位置がよくわからなかったのです。 理論値よりも上まで高い音圧を維持しているしピークもある。。 エンクロージャーのせいですかね。。 自分の測定環境はPCとマイクとソフトのみで、また、部屋も雑多ですし、PCのファンの音もありますから参考程度にしかなりません。 何度か測ってだいたいのカットの位置さえわかればいいということです。 それでもきちんと出ないのはやはり測定機器が悪いせいなのか。。 インピーダンスは12Ωとなるらしいのでネットワーク自体は組めますが、きちんと測定できないと聴覚上でしか良し悪しがわからないのでダメですね。。

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