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スピーカー振動板の振幅についての理解
- スピーカーの振動板振幅は高音ほど小さくなり、フラットな音が作れる
- 振動板振幅を動画で録ろうとしたが、振幅が小さくて困難
- 周波数特性図と音圧の測定から、振動板振幅が大きいほど低音の音圧が大きい
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一部推測も入っているので、参考程度にしてください。 音圧は圧力なので、圧力の単位のPaで示すことが出来ます。 この単位のままだと説明しにくいので、単位を変換します。 ・9.8Pa=9.8N/m2=1kgf/m2 つまり、圧力=重さx加速度/面積となります。 これをスピーカーユニットにあてはめると ・重さ：コイル、コーン、空気、他 ・加速度：スピーカーの加速度(電流に比例)、 ダンパー、空気(エンクロジャー内) ・面積：コーンの面積、エッジ面積 となります。 細かい条件を無視した単純理論で考えると、周波数の差は、 加速度を加える時間となり、その移動量(振幅)は、 同じ音圧でも、低音ほ大きく、高音は小さくなります。 ここからは減衰の推測となりますが、 スヒーカー内の主な吸収材の周波数特性を考えると、 ・グラスウール:低音は吸収しない ・空気:高音になる程吸収する となるので、音圧は高音になるに従い減衰すると予想されます。 よって、"箱内が低音ほど音圧が大きいのは、振動板振幅が大きい" ではなくて、"低音は吸収されにくい"になると推測します。 (もし、バスレフのグラフがあるなら、参考になると思います)
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- bongo-fury
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下で回答した者ですが、補足します。 (1)解釈した元々の質問内容 内部の音圧を測定すると箱内が低音ほど音圧が大きい (グラフの赤線)のは、振動板振幅が大きいこと？ (2)回答補足等 前回は、圧力(=重さx加速度/面積)から説明しましたが、 今回は、仕事量から説明します。 また、追加情報が記載されていたので加味しました。 今回は前回以上に推測が入っているので、参考程度にしてください。 (a)振動板の振幅の説明(仕事量から(1J=1W・s)) 例えば、8Ωのスピーカーに周波数20Hzと40Hzで電流1Aを1s流すと、 この時の印加エネルギーは、W=I x I x Rなので、 ・印加エネルギー = 1A x 1A x 8Ω x 1s=8J となります。20Hzでも40Hzでも同じです。 また、可動部の動作回数は2倍違います。印加したエネルギーは 同じなので、可動部の振幅は40Hzの方が小さくないと計算があいません。 (b)赤線部推測(修正) 追加情報として、グラスウールを未使用がありました。 このため、前回推測を修正してみました。 ・空気は高音になる程吸収する ・スピーカーは100Hz以下が徐々に出なくなる よって、グラフの赤線の様に120Hzぐらまで水平で、それ以上は 徐々に音圧は低下すると推測します。 (空気の損失が分からないので推測の域を出ていません) (c)イヤホンについて "イヤホンでは、振幅が同じような? " うろ覚えに対しての推測となり、的を得た推測にならないと 思いますが、面白い内容なので記載きます。 等価モデルで、サイズ、材質を考慮しなければ、本質問の 筐体内部が、耳の中にそっくりです。 もし、耳の中でも今回の密閉型スピーカーと同様な音圧低下が あるのであれば、高音になるに従い大きくしないと、 周波数特性がフラットにならないと思います。 (d)バスレフについて 穴があいているので、内部の音圧が抜け、下記のどちらかの 寄与率が高く出るのか分かれば、結果の糸口になるかもと 思いました。 ・全体的に抜ける ・バスレフから出てくる周波数領域が抜ける 追加データには40Hzが減衰とありましたが、このサイズの バスレフだと、もう少し高い領域が出そうなので、 うまく、回答に繋げることが出来ませんでした。
お礼
再測定で、箱内は低音ほど音圧も振幅も大きいことが確信出来ました。 (グラフの赤線)は、理論上の振動板振幅が大きいことを表しています。 振動板の振幅は慣性制御と言われる方式なので、 Fsで一番振幅しやすくてエネルギーが小さくて良いのは逆起電力でインピーダンスが大きくなることで分かります。 太鼓の皮みたいに特定の周波数で大きく振幅するのと同じです。 ユニットの慣性振れ具合はＱtsで表されて、Qts0.7が3dB落ちになるが一番カーブがきれいに出来るそうです。 Qtsが0.3なら1/3しか振幅しないので-10dBに低下して、Qtsが1.0ならフラットになるけど過渡特性が悪化する理解で合っているようです。 空気の高音での吸収は殆どありませんが、吸音材では効果が大きいです。 この図の高音は先に回答したように指向性が鋭くなることなどで変化するので中音以下で検討下さい。 イヤホンは、振動板振幅と鼓膜の振幅が同じで、同じ振幅と音圧になる弾性制御です。 耳は無指向性（圧力型）マイクですから、圧力を感じます。 耳の中で密閉型スピーカー中と同様な音圧低下が あるなら高音になると音圧が低下して周波数特性がフラットにならないのでイヤホンはFsを2～4kHz位に高くして図の100Hz以下がフラットと同様に20～5kHz位までフラットにしますが、それ以上は12dB/octで低下するので気柱共鳴やＢＡを利用するそうです。 バスレフは穴があいているので、重低音部だけ内部の音圧が抜けますがそれ以上は密閉型同様で音圧は変わらないです。 全体的に抜けるのではないですし、 バスレフ空洞共鳴周波数ではダクト出口では大きな音圧が出ますが、内部は空気が弾性の性質から微妙に音圧低下する様子が測定で見れます。 ヒントになって別の10cm10リットルバスレフで確認してますます確信できています。 今回はダイナミック単一指向性（速度型）マイクでも前直前で測定しましたが、6dB(2倍)/octで平面波理論通りのカーブが得られました、近接効果と言われるものであって、速度型は音の振幅大きさに感じるのでそのようになりますが、無指向性（圧力型）マイク測定では音圧がフラットになります。 周波数で違う振動板振幅の大きさも理論通りで合っているようです。 ユニットの振幅が1ｍ半球面に広がって振幅が低下するので1ｍ測定で30dBほど音圧が低下する理解も合っているように思います。 スピーカーの振幅理論記事が少ないし空中で聞く音が低音ほど大きいものが音圧がフラットであることさえ分からない人が多いようです。 耳で聴くだけでは分からないのを実感しています。
補足
質疑のおかげで気づいたのですが、 ユニットの共振が無くて仮定の抵抗体だけなら、電圧フラットで駆動すると、高音ほど振幅が-6dB(1/2倍)/octで小さくなるのは平面波の理論振幅（変位）と同じことのようです。 低音共振周波数FsのQtsが1.0位あると、周辺周波数が盛り上がるので、さらに高音ほど振幅が-6dB(1/2倍)/octで小さくなり、 合計でスピーカーユニットは高音ほど振幅が-12dB(1/4倍)/octで低下し、20Hz～低音共振周波数Fsまでがおよそフラットになる様子がLtSpiceシミュレーションで確認できました。 なおFsが200Ｈｚとか高い場合は20Hzから低音共振周波数Fsまでの途中の振幅が少し凹むみたいです。 大変参考になりました、ありがとうございます。
- DCI4
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モーター共振とスピーカー共振は同様なことですが、 音響工学が全然分からないようですね。←貴君のこと？反省？ モーター共振とスピーカー共振は同様なことですが、 ★回答 最後の救済 説明回答 ★同様とは 線形システムとすれば 時間域で 同じ微分方程式になるという意味 周波数域で 伝達関数も同じになる 物理系はすべて同じである 音響も同じ この方式で数式化が出来る 数式 同じなら同じ特性 性質を持つと言うこと スピーカ マイク その他も同じでっす ★共振とは？ 前回の回答の意味をちゃんと 勉強するべき あんたは永遠にわからないままよ・・・・このままだと永遠です ★これらは 物理系 アナロジー で検索すりゃ出てくる 検索キーワード；線形システム アナロジー 物理系 モデリング ざっくり工学系なら だれでも知ってることよ あんたが脆弱なだけ アナロジー 物理系 例 たとえば 出てくる例 近頃は学習資料も無料 後は 回答に到達できるかは 貴君 自己の問題 http://cms.db.tokushima-u.ac.jp/DAV/lecture/125260/LectureNote/Circuit/analogy.pdf http://www.logos.ic.i.u-tokyo.ac.jp/~chik/InfoTech11/08%20Murota.pdf http://www.el.gunma-u.ac.jp/~kobaweb/news/pdf/2013/3-14-ouyoukagaku.pdf http://www.kuniomi.gr.jp/geki/ai/hukukei.html http://ictrl.cs.kumamoto-u.ac.jp/files_matsunaga/std_note_2014.pdf ・・説明 回答 してやっても 自分で学習しないと まぬけのまんまとなってしまう 説明してもきりないのでやめとく・・・・( ゜∀゜)アハハ八八ノヽノヽノヽノ ＼ / ＼/ ＼
補足
物理系電気系音響系すべて同じ、共振、共鳴、同じ。 これらは音響工学5に書いてあります。 だれでも知ってることよ あんたが脆弱なだけ ＵＲＬは無関係記事ばかり、最後のＵＲＬでは等価回路の力＝電圧の説明しかない。 まぬけのまんまの説明ばかり、とんちんかん回答ばかり、 微分積分だけすれば分かるとでも言うのでしょう。 役にたつ学問が必要であって、 スピーカーの振幅仕方の説明さえできない人はきりないのでやめて下さい。 ( ゜∀゜)アハハ八八ノヽノヽノヽノ ＼ / ＼/ ＼
- DCI4
- ベストアンサー率29% (448/1540)
★ 補足 回答No.6 に まじめに補足してやると以下となる 過渡特性のことは質問していません。 ★回答 意味不明 回答してないだろ ざっくり説明すると 過渡特性とは 音響インピーダンス 伝達関数において ｊωのとこを ｊω+σ とおいて 計算すりゃいいだけ σは減衰因子 フーリエ変換 ラプラス変換 を使い分ければOK それだけのこと 必要なら まともな人（設計者など）みな自分で計算するだけ たんなる電気系技術者の常識 逆ラプラス変換すれば 過渡特性 瞬時値も出てくるだけ 計算で出にくい場合は数値で実際にまわす（数値計算法） ソフトも近頃は充実だ 学生も使う http://kougaku-navi.net/matlab_intro/ こんなかんじ↑ ///////////おしまい////////////////// スピーカーは慣性制御で低音共振周波数Fs(F0)以上の振幅が小さくなることで、フラット音が出せることがオーディオの科学にあります。 見ましたか？ ★回答 見ない 趣味で書いてる 大学退職教官（他分野）の ページをまじめにみないのが普通です 見るのは 一部のマニア（趣味人）だけです ちょっと見はしただけ こんなのだれが書いてるのか？？笑いという意味で見ただけ そしたら 大学退職教官（電気音響以外の他分野）だった 趣味で書くのはいいんじゃないの～ってだけ へんちくりんな オーディオマニア 評論家 営業 ではないのを確認しただけでっす 見たのはネットサーフィン程度 ///////////おしまい////////////////// 低音共振周波数Fs(F0)以上の振幅が小さくなることで、フラット音が出せること ★回答 貴君は周波数特性の概念を理解してないのは十分わかるが フラット音←意味不明 文系 オーディオ評論家などが使う 言葉よ 共振周波数とは 直接関係はない フラット音とは文学的表現でしかない ざっくりいえば 共振周波数とは？ これよ↓ ひまだから 以前に書いてやった まじめ ざっくり回答の例 モーター共振？←同じでっす ベストアンサー http://okwave.jp/qa/q8855263.html ↑これ 理屈がよく理解できました。←となる リニアモーターとダイナミックSPは同じよ 考え方 ///////////おしまい////////////////// その他 平面波のフラット音は音圧がフラットですが、低音ほど振幅は大きいことをご存知ですか？ 単一指向性（速度型）ボーカルマイクなどでは振幅を感じるので音源近くの球面波影響で低音が大きくなるのをご存知ですか？ 周波数で振幅がどのように変わるかの記事を探すのに苦労します。 ★回答 前項と同類質問 周波数で振幅がどのように変わるかの記事を探すのは 異常である まともな人はそんなことはしない 周波数で振幅がどのように変わるかは 所定の計算を行い 求めるものである 自分の※目的に合わせ以下例などとなる ※目的とは（設計 製作 実験 方式調査など・・・みな同じ） まともプロセスは以下よ 一例でっす (1)通常 計測で物理パラメーターを求める←素材 形状などで決まる計るだけ ↓ (2)複素数 インピーダンスを求める 電気 音響 機械 みなおんなじ ↓ (3)複素数 伝達関数を求める ↓ (4)複素数 周波数特性を普通に計算 ↓ (5)位相 振幅 遅延 が 過渡特性＆定常状態 すべて出てくる 必要におうじて グラフ化してるだけ ※通常 X横軸 時間 周波数 である ※通常 縦軸Y 振幅 位相 遅延 などであるだけ ※周波数ドメインでは サイン波の分解 合成として信号を表記することを 周波数スペクトルなどと呼ぶだけ ↓ (6)実験により計測して一致の確認をする ※これを制御工学では システム同定などという ///////////おしまい////////////////// 私はほぼ完成させたので、今回の実験が正しいはずと思うけど、 間違いがあったらいけないので質問していますが、分かる人は殆どいないはずです。 ★回答 意味不明質問 なにを完成したのか？ 普通は 論文でも発表する←審査がある 意味不明だとできない それが世の中の仕組みよ 電気機械工学系の学会誌はいくらでもある たんなる オーディオマニア 評論家 雑誌に出てるやからは 出ない仕組み いんちき まぬけ 知識脆弱 は排除される ここは何でも書けるだけ 最初の回答で 説明したことである ///////////おしまい//////////////////
補足
音響工学が全然分からないようですね。 モーター共振とスピーカー共振は同様なことですが、 スピーカーが振動板と支持部で共振させて低音部を大きく振幅していることさえ分からないのですね。 耳の聴こえ方やマイクの仕組みも分からないなら質問が分かるはずがないです。
- DCI4
- ベストアンサー率29% (448/1540)
電気音響振動工学2006年39版には振幅のことが書いてありません。 音響工学原論 第七章「電気音響機器」4 あたりにも振幅は書いてありません。 ★回答3 補足 せっかく無料の教科書を教えたのに あんたの理解不足でしかない ☆解説 振幅 位相 の計算は出来ることを前提に 上記は書かれている教科書 電気工学の基礎がおわってから 履修するのが通例 緒 言 http://contents.acoust.ias.sci.waseda.ac.jp/genron/genron-0.pdf ここ↑をちゃんとみるべし 音響インピーダンス→ 伝達関数がもとまれば 周波数特性は計算できるのよ 振幅スペクトル グラフ http://okwave.jp/qa/q9080187.html ここ見る↑計算方法の例も 書いてやったでしょ 普通に学習すれば誰でも計算可能 信号の振幅の意味が普通にわかれば みな同じ ・・・・・・おしまい・・・・・・・・・・・・・・・・ スピーカーは,Fs以上が高音ほど振動板振幅が小さくなって ↑どだい Fs ？？ いきなりでてくる意味不明よ 質問自体だいじょうぶかいな？ Fs 普通サンプリング周波数と思うぞ
補足
済みませんが、過渡特性のことは質問していません。 スピーカーは慣性制御で低音共振周波数Fs(F0)以上の振幅が小さくなることで、フラット音が出せることがオーディオの科学にあります。 見ましたか？ 平面波のフラット音は音圧がフラットですが、低音ほど振幅は大きいことをご存知ですか？ 単一指向性（速度型）ボーカルマイクなどでは振幅を感じるので音源近くの球面波影響で低音が大きくなるのをご存知ですか？ 周波数で振幅がどのように変わるかの記事を探すのに苦労します。 力＝電圧法では等価回路が難しいので力＝電流法で作ると便利なことをご存知ですか？ 私はほぼ完成させたので、今回の実験が正しいはずと思うけど、間違いがあったらいけないので質問していますが、分かる人は殆どいないはずです。
- John_Papa
- ベストアンサー率61% (1186/1936)
こんにちは。 『理論通りと思うのですがこの理解で良いですか？』 間違いだと思います。 まず、画像にある『音圧（振幅）』とか『振幅は・・12dB/octで』という表現には、使った時点でアウトという程の激しい違和感があります。 「リンゴを２メートル食べた」とか「今日は５キログラム歩いた」という感じで、「単位違うだろ」と言いたくなるのです。 単純な力学ですが、単振動のエネルギーは振幅の2乗と振動数（周波数）の2乗に比例しています。アレレ？高音になる程音圧が高くならなきゃ変ですね。振幅（メートル）が振動数分の一になってやっと同じエネルギー同じ音圧（単位Pa→dB）になるのです。『音圧（振幅）』の書式は「特定周波数に於いて」という条件付きでは可能ですが、表現としては完全な間違いです。あなたの書かれた正しい理論『高音ほど振動板振幅が小さくなってフラットな音が作れるとされています。』とも矛盾してます。 高音になる程二乗分の一に振幅が小さくなっても同じ音圧なのに、内部音圧は増えるどころか12dB/octで減っている。変だと思いませんか？ 振幅が四乗分の一で減っているのでしょうか？だとしたら正面特性でもはっきりとローパス特性が現れる筈ですよね。中も外も振動板は同じ振幅の筈ですから。 音源空間における音圧上昇効果 4π（自由空間）＋0dB 2π（1平面上）＋3dB π（2平面交差線上） ＋6dB 0.5π（3平面交差点上） +9dB ・ ・ と4平面以上は実現不可能なので仮想空間になるけど0.7Lという極小空間では波長が長くて位相の揃いやすい低音域で仮想６面の音圧上昇効果が得られる筈ですね。 これに対する考察や配慮が全くされていない為だと思いますけど。 これで、内部では1.5KHz以上での位相干渉による激しい凹凸があるものの、前面と同じ音圧に沿った特性を示している事とも矛盾しないのではないでしょうか。
お礼
振幅を低音ほど12dB/octで大きくすると、球面波で出る音の音響インピーダンスで低音ほど6dB/octで大きい音圧がフラットの音になります。 球面波で出す音は平面波よりも6dB/octで低音ほど大きくしないといけないようです。 周波数が高いほどエネルギーが増えるので、振幅が6dB/octで小さくても音圧がフラットになります。 1kHz以上高音は平面波に変化するので変わってきますし、指向性、測定距離、分割振動、ボイスコイルのＬなどで変化するので低音部だけで考えて欲しいのです。 中も外も振動板は同じ振幅の筈ですが、中は振動板に押し引きされる圧力に感じるので振幅値のはずですが、正面から出る音は周囲に広がる球面波で出て行きます。 10kHz超高音は5ｃｍ測定位置でも波長3.4cmの倍近くありますからほぼ平面波とみて良いと思います。 音源空間における音圧上昇効果もあると思いますが、詳細検討はこれからするつもりです。 内部では1.5KHz以上での位相干渉による激しい凹凸があるものの、前面と同じ音圧に沿った特性を示している事の検討も必要と思います。 振幅のことを学校で教えないので分からない人が殆どみたいです。 是非一緒に研究願います。
- iBook 2001（@iBook-2001）
- ベストアンサー率48% (4188/8705)
再び iBook-2001 です。 コメントを頂き、ありがとうございます。 私の浅知恵ですと、コメントに書かれていた考え方で合っているハズだと思います。 「音響インピーダンス理論に合っています。 内部の音圧が振動板の振幅を表しているとの理解で良いと思うのです。音響インピーダンス理論に合っています。 内部の音圧が振動板の振幅を表しているとの理解で良いと思うのです。」 全帯域で考えるのは多少疑問が残ります。 sirasak 様もおっしゃる通り 「箱中に出る音は箱の弾性で圧力が大きいのでイヤホンと同じ弾性制御原理になって」 という部分が、画像に出ているおおよそ２００Hz以下ではオクターブスロープから変わってしまい一定値に近似している、という部分でしょう。 また、高域側は振動板だけの振動ではなく、マグネット部やフレームや筐体などの影響も有ると思われます。 昔から、ユニットの取り付け方や、フレームやマグネット部の補強や防振などで、微妙に音の印象が変わる事は良く知られています。 本来は「振動板」だけを動かし、マグネットやフレーム、ソコから伝わる範囲が完全に「動かない」のが理想なんでしょうが、現実は「必ず反動」の影響が有るのですから。。。。 なお、振動板を取り払っても、かなり高い周波数範囲は案外「普通」に再生音が得られたりします。 VCボビンだけで（再高域の）音が出ている？ あるいは、振動系が異常に軽く成ったからとか、あるいは他の要因か？？、、、 このあたりは、私にもあれこれ想像はしても、結局は判らないのですけれど（苦笑） ウーファー等の「大きなセンターキャップ」を取り外しますと、結構高音域が出ている事が多く、不要帯域を押さえるメカニカル音響フィルタ的な役割も有るように思えますよ。 こういうのは、学術理論から考案されたというより、積み重ねてきたノウハウ／経験的技術だと思いますけれどね。 私も「いたずら大好き」なんで、いろいろ壊してきましたから（苦笑） こんな話しでも、参考とかに成れば幸いです♪
- DCI4
- ベストアンサー率29% (448/1540)
スピーカーは,Fs以上が高音ほど振動板振幅が小さくなってフラットな音が作れるとされています。 実際の振動板振幅を動画で録ろうとしましたが振幅が小さくて困難でした。 ★回答 意味不明 測定できない 振幅はレーザードップラーなどで測る 測定メーカーが販売している /////////////ざっくり回答////////おしまい/////////////// 周波数特性図の前と内部の音圧を測定すると、 箱内が低音ほど音圧が大きいのは、振動板振幅が大きいことであって、 理論通りと思うのですがこの理解で良いですか？ ★回答 ちがいます 箱の形状による 箱の形状 およびSPの 音響インピーダンス（伝達関数）で決定される 電気音響振動工学という分野で確立してる 考え方 手法である 駆動電流波形と総合的な音響インピーダンス（伝達関数）から計算でもとまるのが スピーカー周波数特性 周波数特性は 音響物理現象の数学的表記方法 SIN波形の合成表示で表すもの （振幅 位相 遅延）量で表現されるだけ 数学的表示でしかない 制御工学ではシステムのモデル化などと言うだけ 振動板のところにおける 周波数特性の（振幅値）が振動板振幅であるだけ 通常は計算で求める 測定で求める 一致を確認する手法をとる←工学なんで 誤差ずれがあるからよ 普通の学校の教科書に出ている ちかごろは見るのもただよ 以下 このへん見る http://www.acoust.ias.sci.waseda.ac.jp/publications/genron 音響工学原論 第七章「電気音響機器」4 あたり ＜補講 周波数特性とは＞ 位相とその範囲について http://okwave.jp/qa/q9202492.html 振幅スペクトル グラフ http://okwave.jp/qa/q9080187.html あなたの見てる 参考：オーディオの科学記事の音響インピーダンスhttp://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/9522soundimpedance.pdf ダイナミックスピーカー理論http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/9722dynamicspeaker.pdf ↑まとも 大学の教員だった人が書いてるようです いいんじゃないの ★回答の前提条件 ここの特長 回答の傾向 ウィキペディアと似た傾向があり、学者気取り、専門専門家気取りが多く参加する。 怪答者続出 ここ（オーディオ） コーナーの特長 しかし、本当の学者や専門家ではないようで、デタラメ、知ったかぶり、サーチエンジン検索結果の貼り付けの回答が大半である。 それでも質問者が幼稚であるため、デタラメの回答でもありがたく受け取り、痛い目に会う。 OKWaveは約款で、質問者がどんな損害をこうむろうとも、たとえ病気になろうとも「そんなのしらねーよ」という免責を掲げている。 ★おおむねここの 回答者 は いんちき（まぬけのオーディオマニアおじさん）が多い傾向 信じると わかったつもりの まぬけの なかまいり それが ここのコーナーの現実の仕組み OKWAVE デジタルライフ AV機器 オーディオ ← 理工学で言うところの回答などではない 学問・教育の 電気・電子工学 情報工学に質問したほうが まだいいだろう /////////////ざっくり まじめ 回答////////おしまい///////////////
補足
振幅はレーザードップラーなどで測る 測定メーカーが販売しているのは知っています。 音圧が箱の形状によるのも分かっています。SPの音響インピーダンス（伝達関数）も分かっています。 電気音響振動工学2006年39版には振幅のことが書いてありません。 音響工学原論 第七章「電気音響機器」4 あたりにも振幅は書いてありません。 振幅スペクトル グラフなど分かっています。 オーディオの科学記事は理解しています。 学者、専門専門家気取りもいるし、怪答者続出、デタラメ、知ったかぶり、サーチエンジン検索結果の貼り付けもあるし、質問者が幼稚も、痛い目に会うこともあるでしょう。 いんちき（まぬけのオーディオマニアおじさん）わかったつもりの まぬけの なかまいりもあるでしょう。 このコーナーも皆さんの英知を求める所ですが、学者でも分からないことだから真面目に質問しています。 学問・教育の 電気・電子工学 情報工学に質問しても分かる人がいますか？ あなたも音響工学が分からないのですよね？ それほどの自信家ですか？完璧な人間など居ないですよ！ 質問が分かるなら真面目に回答して下さい。
- iBook 2001（@iBook-2001）
- ベストアンサー率48% (4188/8705)
はじめまして♪ 『実際の振動板振幅を動画で録ろうとしましたが振幅が小さくて困難でした。』 普通に撮影しようとしても、よほどハイパワーの低周波、大振幅以外は、まぁ、ムリです。 一般的な「動画」では1秒に何コマ？ つまり何ヘルツ？ って、事で、１kHz等の振動は、可動範囲が確認出来たとしても、残念ながらそのままでは「撮影」しても、ほとんど「ワカラナイ」動画に成ってしまいます。 このような場合は、「位相差」を利用した撮影がベターでしょう。 テストトーンが1kHzだった場合、連続点滅のストロボを995Hzで発光させれば、1秒に５往復の振動が撮影出来ます。 たまに、ヘリコプターのローターや自動車のホイールが止まったように見えたり、逆回転して見えたり、というのと同じ視覚効果です。 カメラ側のシャッター速度が遅くても、ストロボ発光時間が非常に短時間であれば、その発光時の瞬間画像だけが記録出来ますので、特殊なハイスピードカメラ等でなくとも、なんとか成ります。 ただ、１０kHzとかだと、振幅が小さすぎるので、上記の方法でも、まずムリだろう。と想像致します。 アマチュア実検等でも振動板にアルミホイル片等を固定し、光の反射がわで観測する、という手法が在るそうです。 （どの時代の、どのオーディオ誌に出ていたのか、さらに詳しい内容も、ほとんど失念していますが、概略だけの僅かな記憶です。） 「エネルギー」で考えるという、Gletscher様のご提案は、賛同致します。 「振幅」×「加速度」 あるいは、「振幅」×「周波数」と考えても良いかな？ 同じ音圧が得られるのは、放射された音響エネルギーが同じだから、と考えたら、理解出来やすいでしょうかねぇ。 トライアングルってご存知ですよね？ 「チィーーーン」って鳴らす三角にした金属の棒。 あれ、叩いて鳴っている時、叩いた衝撃でゆらゆら動いているだけで、音の振動は目視でもほとんど確認出来ません。しかし、指の爪先で触れよう物なら「スゴイ衝撃」を受けて「あ痛たたぁ～～～」って。 間違いなく「運動エネルギー」としてはかなり大きいのでしょう。 だけど「振幅」は見てもワカラナイ程小さいのですから。。。
お礼
動画でも写真でも撮影は無理で、 ストロボもスピードが難しいと思いますし、 ハイスピードカメラでも無理みたいで、 レーザー標準器の光を反射させる方法を試しましたが不鮮明であきらめました。 箱中に出る音は箱の弾性で圧力が大きいのでイヤホンと同じ弾性制御原理になって、振幅が大きいので音圧が大きいのですが、 正面から出る音は振動板から離れた瞬間に低音ほど周囲に逃げるので、 オクターブ毎4倍（12dB)大きな振幅にしないとフラット音に出来ないことは音響インピーダンス理論に合っています。 内部の音圧が振動板の振幅を表しているとの理解で良いと思うのです。 振幅は見てもワカラナイ程小さいですが、低音ほど大きく振幅しているのはご存知のはずです。 測定図では1.5kHz付近よりも50Hz低音では300倍ほど振幅が大きくなっているので、50Ｈｚで3ｍｍ振幅なら、1.5kHzでは0.01mm=10umとポリ袋厚み位の微小振幅になっているはずです。 この理解で良いですよね？
- Gletscher
- ベストアンサー率23% (1525/6504)
エネルギーの法則で考えれば分かるのではないでしょうか？ 振動周波数とエネルギーの関係で考えてください。
補足
済みませんが回答が欲しいのですが。
お礼
回答ありがとうございます。 圧力=重さx加速度/面積は良く分かります。 言われるように箱容量とか内部面積が関係してと思います。 スピーカーユニット振動板振幅で箱内空気が押し引きされて圧力が変化するので中の音圧はスピーカー振幅に関係するはずでも容量などに関係あるはずで、 中音以下は低音ほど大きく振幅が低下するのは事実であって、加速度を加える平面波では 同じ音圧でも、低音ほど大きく、 音源近くでは球面波で低音が逃げるのでもっと巨大振幅になるが、 イヤホンでは振動板の振幅と音圧が同じになっているはずです。 0.7リットルスピーカー内に吸収材はありません。 バスレフでは40Ｈｚ以下音圧が低下しただけです。 バスレフダクトからマイクを入れてタオルなどでふさぐだけで簡単に測定できますので是非試して欲しいです。
補足
http://www2.odn.ne.jp/~cai00050/21.pdfこの記事を見つけました。 100Hzで120dB(20Pa)ある場合は振幅が0.12ｍｍ位あるらしいです。 周波数が大きくなると振幅が小さくなるので、参考になりませんか？ 良ければご意見願います。