定義:スピーカー パラメータ

ラウドスピーカーとそのパラメータについての議論になると、誰かが主題について本を書くことができるという格言は確かに当てはまります.実際、このテーマについてはすでに何十冊もの優れた本が入手可能です。この記事では、最も一般的に議論されているスピーカー パラメータの概要を説明します。

スピーカー パラメータとは?

Thiele/Small パラメーターと呼ばれることが多いスピーカー パラメーターは、トランスデューサーの低周波性能を定義するために使用できる一連の電気機械測定値です。これらのパラメーターと一連の計算を使用して、インストーラーはエンクロージャー内のスピーカーのパフォーマンスを予測できます。

これらのパラメータから何を判断できますか?

おそらく、作成できる最も重要な計算セットは、システムの出力です。 「システム」とは、スピーカー自体と、スピーカーを取り付ける予定のエンクロージャーのことです。すべてのスピーカー エンクロージャーはハイパス フィルターとして機能し、ドライバーの低域出力を低減します。この減少した出力と引き換えに、物理的なパワーハンドリングを獲得します。一連の計算を使用して、システムが生成する低周波情報の量を予測できます。

もう 1 つの重要な計算は、電力処理です。前述のように、スピーカー コーンの動きを制御して、歪みや損傷を防ぐ必要があります。テスト エンクロージャ内で、与えられた電力量に対してコーンがどれだけ動くかを予測できます。

スピーカーの共振周波数 – Fs

スピーカーの可動部分の分析に関しては、スパイダーとサラウンドのコンプライアンス (弾力性) がコーンとダスト キャップの質量と組み合わさって最大のエネルギーを蓄える周波数を知る必要があります。この周波数では、システムは所定の電圧入力に対して最大のエネルギーを蓄え、その後放出することを交互に繰り返します。天井から吊り下げられた弦におもりを振った場合、おもりが振動して戻ってくる固有振動数は、スピーカーの共振周波数に等しくなります。

同等のコンプライアンス ボリューム – Vas

スパイダーとその周囲の剛性を理解するために、動きに対して同じ抵抗を及ぼす量の空気と比較します。空気は容易に圧縮されるため、高い Vas 仕様は、非常に柔らかく吊り下げられたコーンを表します。逆に、Vas が低いスピーカーのサスペンションは非常に硬くなります。

Fs – Qes におけるドライバーの電気的 Q

Q (Quality Factor) は無次元の値であるため、理解するのが少し難しい場合があります。本質的に、Q ファクターは共振システムの減衰特性を表します。 Q が高いほど、システムに蓄えられた総エネルギーに対するエネルギー損失が少ないことを表します。低摩擦のベアリングから吊り下げられた振り子は、Q が高くなります。水に沈められた同じ振り子は、Q がはるかに低くなります。重要な考慮事項は、Q が高いシステムは減衰が少ないため、振動が長くなるということです。電気的 Q 仕様は、ボイス コイルとマグネット アセンブリがムービング コーンに対してどの程度のダンピングを引き起こすかを示しています。

ボイスコイルが磁石を通過すると、電流が発生します。この電流は、ドライバの共振周波数でピーク値に達し、アンプによって供給される電流を打ち消します。最終的な結果として、共振周波数でのインピーダンスが大幅に上昇します。

Fs – Qms でのドライバーの機械的 Q

スピーカーの電気的特性がコーンの動きに反対するのと同じように、スピーカーの機械的特性からも同様の効果があります。 Qms は、スパイダーとサラウンドに起因する機械的損失を表します。高い Qms 値は機械的損失が低いことを表し、低い Qms 値は損失が大きいことを表します。

Fs での合計システム Q – Qts

この単位のない測定は、スピーカーの機械的特性と電気的特性を数学的に組み合わせたものです。簡単に言えば、スピーカーの総蓄積エネルギーをスピーカーの共振時の消費エネルギーで割って Qts を計算します。

ドライバー サスペンションのコンプライアンス – Cms

Cms 仕様は、ドライバー サスペンションの剛性をメートル/ニュートンで表します。より硬いサスペンションは、一定量の力が加えられた場合の移動距離が短くなります。

ドライバーの有効コーン面積 – Sd

このパラメータは、スピーカーの有効な「サイズ」を表します。コーンが空気を動かすことは誰もが知っていますが、サラウンドの追加も考慮する必要があります。ドライバーの出力に寄与するものとして、サラウンドの半分の値を使用できることが一般的に認められています。

コーンと可動部品の質量 – Mms

Mms 仕様は、スピーカー コーンとスパイダーとサラウンドの一部の質量を表します。 Mmd 仕様とは異なり、Mms にはコーンと接触する空気によって生じる音響負荷が含まれます。ほとんどの場合、値は類似していますが、円錐の表面積が増加すると、Mmd に対する Mms の値も増加します。

最大エクスカーション レベル – Xmax

このパラメータは、スピーカー コーンが移動できる距離の決定要因であると誤解されることがよくあります。初期の計算では、磁気ギャップの高さからボイス コイルの巻線の高さを引き、2 で割るという式を使用していました。この計算は、巻線がギャップから出る前にスピーカーが移動できる距離を示しています。

その後の調査により、ドライバー設計の他の場所での非線形動作が、コーンのモーション制限に大きな影響を与える可能性があることが示されました。これは、Xmax が 10% の歪みレベルを表す片道の偏位距離であるべきであることを示唆しています。このパフォーマンス指向の仕様は、ドライバーの有用な動作範囲をはるかに示していますが、確認するのははるかに困難です.

追加パラメータ

この記事では、スピーカーの低域性能を予測する際に一般的に使用される基本的なパラメーターのみを説明します。インダクタンスなどの他のパラメータは、周波数が高いほど重要になります。公称インピーダンス (Znom)、効率、感度、効率帯域幅積 (EBF) などの追加パラメーターは、上記の仕様を使用する方程式によって導き出されます。

適切な設計にはシミュレーションが必要

オーバーサイズのエンクロージャー内のウーファーは底をつき、簡単に損傷する可能性があります。小さなスピーカー ポッドに詰め込まれたミッドレンジ ドライバーは、大きな周波数応答スパイクと関連する歪みピークを持つ場合があります。結果はかなり不利です。

サブウーファーやスピーカーが、選択した筐体や取り付け場所に適していると考える前に、モバイル家電販売店にシミュレーションを依頼して、すべてが希望どおりに機能することを確認してください。彼らはあなたと協力して、すべてが最適に機能し、システムのサウンドが素晴らしいものになるようにします!