ロータリー サブウーファー (プロペラ サブウーファー) とは?

一般的なサブウーファーは 30 Hz レベル未満の音の周波数を生成できますが、人間は 20 Hz 未満の周波数をほとんど検出できません。これが、多くのサブウーファー メーカーが周波数応答範囲を 20 Hz から 200 Hz と述べている理由です。

1970 年代初頭、研究者は、音圧レベル (SPL) の増加が人間が 20 Hz 未満の周波数を知覚するのに役立つことを発見し、この目的のためにロータリー サブウーファーを発明しました。

この記事では、ロータリー サブウーファーとは何か、その用途、およびその仕組みについて説明します。

ロータリー サブウーファーとは?

プロペラ サブウーファーとも呼ばれるロータリー サブウーファーは、従来のサブウーファーに似ていますが、従来のスピーカー ボイス コイルの動きを使用して、一定速度で回転するプロペラのピッチを変更します。ボイスコイルの音声信号がファンブレードのピッチを制御し、サブウーファーが信じられないほど低い音の周波数を再生できるようにします。これらの高度なサブウーファーは、密閉された部屋の空気を圧縮して、0 Hz までの音の周波数を生成できます。

ロータリー サブウーファーの仕組み

エア ウーファー テクノロジーにより、ロータリー サブウーファーが非常に低い音域を生成します。 さらに、優れたオーディオ体験を提供しながら、アンプのエネルギー消費を最小限に抑えることもできます。

これらの異なるタイプのサブウーファーの背後にある動作メカニズムにより、アンプは従来のサブウーファーよりもエネルギーを消費しません。

これは、アンプがブレードのピッチを変更するだけであるためです。つまり、従来のサブウーファーよりも、ロータリー ウーファーを駆動するために生成される音の dB あたりの電力がはるかに少なくて済みます。

従来のサブウーファーでは、入力信号が磁場内でボイスコイルを駆動し、コーンを駆動して空気を移動させて音を生成する必要があることを思い出してください。それにはより多くのエネルギーが必要です。

ロータリーまたはプロペラ サブウーファーがどのように機能するかを詳しく説明します。

まず、ボイス コイルへの入力信号によってファン ブレードのピッチが変化し、多くの場合 600 RPM から 800 RPM の一定速度で回転します。さらに説明すると、着信信号は、信号の波形に対応してブレードのピッチを変更します。

これは、ゼロ ピッチの紡績ブレードの位置に対して、ファンが正と負の両方にスイングできるため、実現できます。そのため、入力信号の波形を表すことができます。

発生した音圧波は人体に影響を与える可能性があります。私たちもそれらを感じることができます。

信号がない場合、ロータリーは音を出しません。これは、ブレードがゼロ ピッチで「フラット」に回転するために発生します。

オーディオ アンプの唯一の役割は、ブレードのピッチを変更することです。しかし、回転によってブレードから前後に音波が発生します。

ブレードピッチの変化が優れていれば、結果として生じる音波の適性も優れており、その逆も同様です。

• エア ウーファー テクノロジーが最低周波数の効率的な再生を保証する仕組み

ロータリー サブウーファーは、従来の技術よりも効率的に設計されています。音の周波数が 20 Hz より低くなると、従来のコーン ダイアフラムの効率が低下します。

例として、従来のサブウーファーで周波数を半分に減らした場合に何が起こるかを考えてみましょう。これが発生した場合、ダイヤフラムは、同じ音の振幅を生成するために少なくとも 4 倍の空気を移動させる必要があります。これは、従来のコーン振動板が必要な低域を再生するために多くのエネルギーを必要とすることを意味します。

一方、ロータリー サブウーファーの音響インピーダンスは、常に周囲の環境と完全に一致しています。

このため、非常に高いレベルで非常に低い周波数を再現できます。これにより、コーンベースのサブウーファーよりも効率的に超低周波を再生できます。

理解を深めるために、これをもう一度説明しましょう。周波数が半分になるとどうなるか想像できます。この場合、ブレードは 1 サイクルあたりさらに 2 回回転します。 そのため、ブレードは横隔膜の面積を 2 倍にします。 これは、ほとんどのリスニング ルームで 1 Hz までの比較的フラットな周波数応答に変換できます。

ロータリー サブウーファーは最も低い周波数を生成できるため、効率のレベルを検証するには科学機器を使用する必要があります。たとえば、dB メーターを使用できます。

人間の耳はそれほど低い音を感知できないため、これが必要です。ロータリー サブウーファーの効率は、周波数がゼロに近づくにつれて常に低下することを忘れないでください。

つまり、潜水艦の「振動」は、本来意図しない形で発生する可能性が高いのです。幸いなことに、大口径のロータリー サブウーファーには、最も低いトーンを効率的に生成する能力があります。

• 低周波サウンド出力の低電力コストを実現するエア ウーファー テクノロジー

ロータリー サブウーファーでは、音響インピーダンスが厳密に一致しています。 そのため、ロータリー サブウーファーは、従来のサブウーファーと同じ出力を得るために必要なアンプの電力が少なくて済みます。

たとえば、ロータリーサブが 20 Hz で高品質のサウンドを再生するために 100 W を必要とする場合、従来のサブは同じ周波数で同じ出力を得るために 500 ワットもの電力を必要とします。

サブウーファーの高消費電力が気になる場合は、ロータリー サブを購入して、手頃な価格で映画のような体験を作り出すことができます。

• エア ウーファー テクノロジーによる歪みの最小化

これまで見てきたように、ロータリー サブウーファーは 20 Hz 未満の周波数を再生するように設計されています。 これは、入力周波数がファンの回転速度を超えると、歪みが増加する可能性があることを示しています。

ファンの場合、20 Hz は約 1,200 RPM になります。現在のモデルは、約 800 RPM (13 Hz) で AC インダクション モーターを使用しているため、歪みが制限されています。さらに、サブウーファーを設置したら、ブレードが円形の開口部に収まるように慎重に支えます。

この独自の設計により、サブウーファーは外部チャンバー間で空気を移動させ、互いに打ち消し合うことなく、リアエンドとフロントエンドの両方から音圧をうまく生成できます。

それだけでは、意図したアプリケーションに適していない場合があります。間違いなく、コストが高く見えるかもしれません。ただし、出力は投資する価値があります。ユニットには、その前にマニホールド チャンバーも必要です。

チャンバーは、回転するブレードから発生するノイズを効果的に中和できます。 ブレードが円形のカットアウトに配置されると、特に適切なバック ウェーブ チャンバーがある場合、音質が大幅に向上します。

回転式サブウーファーには、非常に大きな効果的な放射領域があります。これが、巨大なバックウェーブ チャンバーが必要な理由でもあります。通常、これは、最高のオーディオ体験を得るには、部屋全体、地下室、または屋根裏部屋が必要であることを意味します.

すべての要件を満たせば、ロータリー サブウーファーは 20 Hz から 1 Hz 未満まで 95 Db 以上の SPL を出力することが期待できます。これは信じられないほど低い音の周波数です。しかし、人間の耳はそれを感知できますか?

はい、Thigpen ロータリー サブウーファー モデル 17 を開発した Bruce Thigpen を含むさまざまな専門家のリスニング テストによると、音は聞こえますが、高い SPL が必要です。ロータリーサブウーファーが解決策を提供します。これが、ロータリー サブウーファーが SPL サブウーファーと見なされる理由です。 SPL サブウーファーとは何かについての詳細を読んで、それについてより多くの洞察を得ることができます。

結論

これまで見てきたように、最近の研究により、人間は 20 Hz 以上の音の周波数しか感知できないという考えが払拭されました。

しかし、私たちの耳は低周波に対してあまり敏感ではないことは事実です。つまり、それを感知するには、より高い音圧レベルが必要です。典型的なサブウーファーのコーンを動かしてもこれらの低域を生成できないため、この目的にはロータリーサブウーファーが理想的です。