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リボン型マイクの振動
veryyoungの回答
- veryyoung
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回答No3へのコメント拝見しました。ご提示の効率計算値、その四分の一が正しくありませんか。2.5mVは無負荷電圧だと思います（推奨ロード1.2kΩ以上となっており整合電圧表示では無さそうです）。整合状態では電圧半分、結果、効率 1 % 弱になりますね。ところで、効率の視点は興味深いです。 効率が悪いのはリボンが暖簾に腕押しの音波筒抜け状態になっているからです。リボンに適正な電気的反力(制動抗力)を与えるだけの負荷電流が生じていないのです。まず、リボン裏側に抗力となる媒質が無い姿を想像して下さい。それが在るかのようにリボンが抗力を代替してこそ、音響と電気間がインピーダンス整合され、到来音波の全エネルギを電気として取り出せた事になります。裏面にも感度を残す場合は、反射 25%、透過 25%を許容し、出力 50% というのが効率上限を与える最適整合、リボン反力になりそうですが、何れにせよ、リボンの電気抵抗が大き過ぎて、発生起電力に対し十分な負荷電流、電気的反力が望めないのです。磁束密度増加は勿論有効ですが、電気抵抗に改善策はないでしょうか。リボンを厚くして電気抵抗を下げようとすると慣性質量が増大し、高域応答が損なわれます。現状の3dBダウン上限周波数foを試算してみましょう。1.8μmアルミ薄膜の単位面積質量 2700*1.8E-6 = 0.005 kg/m^2 の音響インピーダンスが、表裏合算媒質音響固有インピーダンスに一致する点として概算します。 400*2 = 2*π*fo*0.005 と置いて、fo = 25 kHz が得られます。厚みはすでに限界、電気反力適正量への増加は不能です。効率を上げる為には、帯域、マグネットの磁束密度と共にリボンの導電率/比重 が制約になる事が知れました。 ダイアフラムを用いても、本質的に効率は上がらない筈です。ボイスコイルを高磁束密度下に置ける一方で平均比重は増大します。ちなみに巻き数の自由度は解決策にはなりません。巻き数を２倍にすれば起電圧２倍ですが、同体積の下、断面積1/2倍で線長２倍、出力抵抗値が４倍となり有能出力電力に変化はありません。高域を諦めない限り導体体積は増やせず、やはり、電気反力不十分は必至です。ご紹介いただいたダイナミックマイクSM58の変換効率も大差ないのは納得です。 速度型、圧力型というのは、音響対電気インピーダンス不整合の最たる対極状況と推察されます。意地悪な見方をすれば低効率の別称です。音響と電気がインピーダンス整合し高効率なら、速度とか圧力とかの区分は消失します。 スピーカーもシングルコーンでフルレンジならば、上述マイク同様、ボイスコイル抵抗損の塊で、効率１％近辺かもしれません。実情は帯域分割することで、インピーダンス整合、高効率化に対する自由度を得ているように見えます。
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