スピーカーのクロスオーバー周波数を設定する方法

クロスオーバーは、優れたサウンドのステレオまたはホーム シアター システムに不可欠な要素です。残念ながら、それらがどのように機能するかを理解し、さまざまなスピーカーのクロスオーバー周波数を正確に設定することは、混乱を招く可能性があります.

スピーカーのクロスオーバー周波数を設定するには、まず正確なスピーカーの種類を知る必要があります。お使いのスピーカーのタイプがわかっている場合は、推奨されるクロスオーバー範囲で作業できます。たとえば、サブウーファーの場合、推奨されるクロスオーバー周波数は 80 Hz です。

私の記事 「低 Hz はより低音を意味しますか?」を読んでください。低音と周波数リンクの説明」 主題をよりよく理解するのに役立ついくつかの便利な背景知識のために。

サブウーファーのクロスオーバー設定に関する私のガイドもお読みください

記事の残りの部分では、クロスオーバー周波数とそれが何であるかについて深く掘り下げます.サブウーファー以外のスピーカーの推奨クロスオーバー周波数に注意してください。

クロスオーバー周波数とは

クロスオーバーは、音楽ソースからサウンドを分割し、特定のスピーカーに最適な出力を提供するように設計された電子または電気システムです。素晴らしいサウンドのほとんどのスピーカー システムには、少なくとも 1 種類のクロスオーバーが組み込まれています。

一方、クロスオーバー周波数は音の周波数ポイントを指し、その後で特定の音が低減されるか、効果的にブロックされます。クロスオーバー周波数は、スピーカーの出力 (またはアンプへの入力) が 3 デシベル (-3dB) カットされる基準点として使用されます。

したがって、クロスオーバーは、特定のスピーカーに到達するのを防ぎたいサウンドの範囲をフィルター処理しますが、フィルター処理は指定されたクロスオーバー周波数でのみ開始されます。

クロスオーバーの種類は?

クロスオーバーは、パッシブ (スピーカー) クロスオーバーとアクティブ (電子) クロスオーバーに分けられます。パッシブ クロスオーバーでは、音を遮断するための電源は必要ありません。

一方、アクティブクロスオーバーは電源とアース接続を必要としますが、サウンド出力の詳細を制御する際の柔軟性が向上します.以下は、両者の詳細です。

1.アクティブなクロスオーバー

アクティブなクロスオーバーにより、各サウンド ドライバーは独自のチャンネル増幅を取得します。サブウーファー、ウーファー、ツイーターに独自のチャンネルを提供することで、利用可能なパワーとダイナミック レンジ (最も小さいものから最も大きいものまで) が大幅に増加します。これにより、システムのトーン応答だけでなく、オーディオ スペクトル全体をより適切に制御できます。

通常、アクティブ クロスオーバーはレシーバーとアンプの間に配線され、不要な周波数をカットし、アンプがそれらをブーストする際にエネルギーを浪費しないようにします。これにより、アンプは特定のスピーカーから聞きたい周波数を提供することのみに集中できるようになります。

アクティブ クロスオーバーには、チャンネルのボリューム コントロールも付いているため、すべてのドライバーのサウンド バランスを維持できます。アクティブ クロスオーバーの一部の設計には、イコライゼーションなどの他のサウンド処理機能が付属しており、満足するまで生成されるサウンドをさらに微調整できます。

ただし、アクティブ クロスオーバーの欠点は、実行するために +12V、グラウンド、および接続をオンにする必要があることです。これにより、インストールとセットアップがより困難になります。

ただし、少し時間を割くことができれば、この課題に対処できるはずです。利点は、セットアップの難しさをはるかに上回ります。そのため、音楽を真剣に考えるほとんどの人は、アクティブなクロスオーバーを備えたシステムを選びます。これは、すべての周波数で鮮明でクリアなサウンドをスピーカーから鳴らし続けるのに最適な方法です。

2.パッシブ クロスオーバー

パッシブクロスオーバーは、動作するために電源への接続を必要としません。これらのタイプのクロスオーバーには、インライン クロスオーバーとコンポーネント クロスオーバーの 2 つのバリエーションがあります。後者はアンプとスピーカーの中間に位置し、前者はアンプとレシーバーの間に収まります.

3.パッシブ コンポーネント クロスオーバー

これらのクロスオーバーは、アンプを超えた信号経路に収まります。それらは、コンデンサとコイルの小さなネットワークを備えており、スピーカーの近くに設置されています。コンポーネント クロスオーバーを備えたスピーカー システムは、箱から出してすぐに最高のパフォーマンスを発揮できるように設計されており、外部からの微調整はほとんどまたはまったく必要ありません。また、インストールとセットアップも簡単です。

パッシブコンポーネントのクロスオーバーでは、フルレンジ信号が最初にアンプを離れ、次にクロスオーバーに到達し、そこで信号が 2 つの部分に分離されます。

高音はツイーターに送られ、中音と低音はウーファーに送られます。ほとんどのパッシブ コンポーネント クロスオーバー システムでは、ウーファーにとって大きすぎると思われる場合は、ツイーターの音を少し下げることができます。

受動部品のクロスオーバーは、既に増幅された信号をフィルタリングしているため、電力を浪費します。不要な音は熱として放出されます。

さらに、スピーカーがサウンドを再生するときに固定インピーダンスを維持しないという事実を考慮する必要があります。これにより、パッシブ コンポーネントのクロスオーバーのクロスオーバー ポイントまたは周波数応答が変化する可能性があります。これにより、サウンドの定義に矛盾が生じる可能性があります。

4.インライン クロスオーバー

コンポーネントクロスオーバーは主にスピーカーレベルの信号で動作しますが、インラインクロスオーバーはアンプの前に接続します。これらのクロスオーバーは円筒形の外観をしており、両端に RCA コネクタが付いています。アンプの入力に直接接続します。

インラインクロスオーバーは、アンプが不要な信号を処理する際のエネルギー浪費の問題を解決します。これは、サブウーファー アンプによって処理される高周波などのシナリオについて心配する必要がないことを意味します。

インライン クロスオーバー システムをインストールすることにより、特にコンポーネント スピーカー システムを使用している場合は、システムのサウンドを大幅に改善できます。

ただし、インライン クロスオーバーは通常、特定の周波数に設定されており、調整できないことを知っておく必要があります。さらに、インライン クロスオーバーは、アンプによって相互作用が異なります。これは、クロスオーバー ポイントが予期せぬ影響を受ける可能性があることを意味します。

どのクロスオーバー タイプが最適ですか?

考えられるすべてのクロスオーバー タイプを確認したので、おそらくどれを使用するか迷っているでしょう。あなたの決定は、あなたがサウンドセットアップをどれだけ真剣に取り組みたいかによって決まるはずです.将来的にシステムを定期的にアップグレードまたは拡張する予定がある場合は、別の船外クロスオーバーを使用しても問題ありません。

このシナリオでは、アンプとレシーバーに組み込まれているクロスオーバーに依存することはお勧めできません。これは、十分に機能しますが、外部または船外ユニットによって提供されるのと同じレベルの制御ができないためです。

さらに、アンプをアップグレードした後にクロスオーバーを失うことを心配する必要はありません。

交差スロープとは?

クロスオーバースロープとは、クロスオーバーのフィルタリング能力の深さを指します。これは基本的に、クロスオーバーのフィルタリングがクロスオーバー周波数の境界を超えることができる勾配です。クロスオーバー周波数の場合と同様に、勾配もデシベルで決定されます。

クロスオーバースロープでは、大きいほど良いです。勾配が大きいほど、クロスオーバーがスピーカー システムから送信する前に特定の音の周波数をフィルター処理するのに非常に効果的であることを意味します。

適切なクロスオーバー周波数とは?

適切なクロスオーバー周波数とは、クロスオーバーが不要な音を完全にフィルタリングできる範囲です。クロスオーバー周波数を設定する際には多くの要因が関係するため、すべてのスピーカーのクロスオーバー周波数を統一することは困難です。ただし、多くの場合にうまく機能する一般的な周波数範囲があります。

• サブウーファーの場合: 推奨されるクロスオーバー周波数は 80 Hz (ローパス) です。これは、ミッドレンジの音を一切含まずにサブウーファーの低音が優先されるようにする優れたローパス周波数です。ローエンドのベースに最適です。
• メイン スピーカー: 推奨されるクロスオーバー周波数は 56 ～ 60 Hz (ハイパス) です。この周波数では、歪みの原因となるローエンドの低音がフィルターで除去されます。このクロスオーバーは、ミッドレンジの低音能力とフルレンジ サウンドの完璧な中間点です。
• ツイーターと 2 ウェイ スピーカーの場合: 推奨されるクロスオーバー周波数は 3.5 kHz (ハイパス、またはハイ/ローパス) です。これらのスピーカーでこの範囲を下回ると、最適なパフォーマンスが得られません。
• ミッドレンジ スピーカーとウーファーの場合: 推奨されるクロスオーバー周波数は 1 ～ 3.5 kHz (ローパス) です。ほとんどのウーファーとミッドレンジ スピーカーは、この範囲を超える高品質のサウンドを提供しません。このため、高音域の伝達が不十分になるのを避けるために、ツイーターを追加する必要があります。
• 3 ウェイ スピーカーの場合: 推奨されるクロスオーバー周波数は 500 Hz と 3.5 kHz です。 3 ウェイ システムのミッドレンジ ドライバーは、500 Hz または 250 Hz 未満の高品質のサウンドを提供しない可能性が最も高いです。

スピーカーのクロスオーバー周波数を決定する方法

スピーカーのクロスオーバーに使用する推奨範囲をいくつか見てきました。スピーカーのクロスオーバー周波数を決定するには、まず、対象のスピーカーのタイプを理解する必要があります。

2 ウェイと 3 ウェイのスピーカー、またはウーファーとサブウーファーを区別できる場合は、推奨されるクロスオーバー周波数をそれらに適用できます。

ただし、より具体的な設定については、次のことを行う必要があります。

スピーカーのスペック シートを参照して、周波数応答の詳細を確認してください。 「32-10,000Hz」またはその範囲内の他の数値のようになります。

リモコンで受信機の設定メニューに移動して、スピーカーのサイズとクロスオーバー ポイントを強調するメニューの部分を見つけます。このメニューを見つけるプロセスは製品によって異なるため、製品のマニュアルを使用する必要がある場合があります。

受信機のメニューで、スピーカーの仕様書を見て、最低周波数に注意してください。ほとんどの 2/3 ウェイ スピーカーでは 30、40、または 55 Hz ですが、サブウーファーでは 20 Hz まで低くなる場合があります。

受信機のクロスオーバー調整メニューで利用できるオプションに注意してください。ここで、スピーカーのスペック シートの最低値を 2 倍します。

これは、値が 30 Hz の場合、受信機のメニューのクロスオーバー ポイントは 80 Hz であるべきであることを意味します。これは、ほとんどの受信機に見られる標準的な 12db/オクターブのハイパス クロスオーバーで予想されます。

ハイパスクロスオーバーポイントは、ブックシェルフスピーカーがサブウーファーに取って代わられる周波数です（たとえば、そのような構成があると仮定します）.ローパス クロスオーバー ポイントは、中域のサウンドが多く再生されるのを避けるために、サブウーファーが次第に減衰し始める範囲です。

その結果、クロスオーバー ポイントからスピーカーが自然にロールオフし始めるまで、フラットなレスポンスが得られます。

「ロールオフ」ポイントは通常、スピーカーの指定された最低周波数より下にあり、その時点でサウンドの生成が停止します。これは、最低周波数定格が 40 Hz のスピーカーのロールオフが 32 Hz 付近になることを意味します。

サブウーファーの位相とクロスオーバー周波数を設定するにはどうすればよいですか?

サブウーファーの位相とクロスオーバー周波数を設定するには、次のことを行う必要があります。

フェーズの設定方法

この時点で最初に行う必要があるのは、すべてのスピーカーが同じ方向を向くように設定することです。このアプローチにより、サウンドの品質をより適切に判断できます。

サブウーファーの位相が互いに同期していない可能性があります。これが起こると、各スピーカーの低音の品質が互いに打ち消し合うことになり、全体的な音質が低下します。

スピーカーに RCA コードがある場合、ワイヤを切り替えることはできません。この状況では、フェーズ スイッチを設定するのが最善の方法です。これを行うには、エンターテイメント ケースや壁にスピーカーを完全に設置しなくても、スピーカーを聞くことができるようにスピーカーをセットアップします。

これが終わったら、音の質を聞いてください。低音が気に入らない場合は、フェーズを 0 または 180 に変更して、求める品質を得ることができます。

クロスオーバーの設定方法

上で見たように、クロスオーバー周波数の設定に失敗すると、サブウーファーが低周波音や重低音の提供だけに集中できない可能性があります。

EQ 機能を備えた統合システムを購入した場合、サブウーファーと残りのスピーカーでクロスオーバーが自動的に設定されている可能性があります。そうでない場合は、クロスオーバーを手動で設定できます。方法は次のとおりです。

• ユーザー マニュアルまたは製造元の Web サイトから、サブウーファーの周波数範囲の下限を見つけてください。
• 最良の結果を得るには、クロスオーバー ポイントをこの範囲より 10 Hz 高く設定します (または推奨される 80 Hz を使用します)。
• サブウーファーと残りのスピーカーの間のスムーズな移行を聞いて、サウンドが鮮明であることを確認してください。
• クロスオーバー周波数で低音の隆起が聞こえる場合は、サブウーファーの音量を調整して、ラインナップ内の他のスピーカーからの音と密接に一致させてください。

購入できる船外クロスオーバーの例

今日の市場で見つけることができる最高の船外アクティブクロスオーバーには、次のものがあります。

プラネット オーディオ EC20B 3 ウェイ (Amazon リンク)

Planet Audio EC20B 3 ウェイ クロスオーバーは、幅広いセットアップ オプションに対応する 3 つのフィルター回路を提供します。その可変ローパス範囲は 32 Hz から 250 Hz で、ハイパス範囲は 40 Hz から 400 Hz です。また、周波数応答が 10 Hz ～ 20 kHz のバスジェネレーターも備えています。

さらに、リモートで独立したフロント、リア レベル、およびサブウーファー コントロールを提供します。

Behringer Super-X Pro CX2310 (Amazon リンク)

Behringer Super-X Pro CX2310 は、Linkwitz-Riley フィルターと 24dB/オクターブで有名なプロフェッショナル ステレオ 2 ウェイ/モノ 3 ウェイ クロスオーバーです。ゼロ位相差を保証する平坦な合計振幅応答を提供します。

独立した周波数制御を備えた追加のサブウーファー出力もあります。個々の出力ゲイン コントロールとミュート スイッチにより、システムのセットアップがより柔軟になります。

XV-6-V15 6 ウェイ (Amazon リンク)

XV-6-V15 6-Way は、スピーカーとサブウーファーに個別の入力を備えた連続可変クロスオーバー周波数を提供します。乗算器スイッチが付属しており、フェードなしのローパス出力と、フロントとリアのハイパス出力を提供します。低音ブースト機能は、サブウーファーからシームレスで気密性の高い低音を実現するのにも役立ちます。

SoundStorm SX310 (Amazon リンク)

SoundStorm SX310 は機能満載のクロスオーバーです。パラレル入力方式を採用し、クロスオーバースロープを選択可能。低音ブースト機能を使用すると、中心周波数を調整して、歪みがほとんどまたはまったくない最もハードな低音を実現できます。

サブウーファーの位置によって、音波が重なってキャンセルされていませんか? Sound Storm SX310 のフェーズ シフト セレクターは、すべての「アウト オブ フェーズ」の問題に対処するように設計されています。

システムの独立したチャンネル出力レベル コントロールにより、サウンド セットアップの空間性を簡単に改善できます。ブランドが提供する 3 年間の保証は、業界で最も寛大なものの 1 つです。

自分でクロスオーバー周波数をインストールする必要がありますか?

この記事で説明したすべての概念を完全に理解している場合は、外部アクティブ クロスオーバー周波数のインストールを確実に完了することができます。購入したシステムのユーザー マニュアルを参照してください。

一方、すべてが技術的すぎると思われる場合は、組み込みのクロスオーバーまたは少なくとも自動バリアントを使用することをお勧めします.ただし、アクティブなクロスオーバー周波数によってサウンド設定の品質が向上する場合は、プロのサウンド エンジニアにプロセスを完了してもらう必要があります。

結びの言葉

クロスオーバー周波数は、バックグラウンドに残すべき技術的なもののように聞こえます。ほとんどの人にとって、これは真実です。ただし、オーディオマニアにとっては、全体的なサウンドを向上させるあらゆる改善が重要です。

すべてのスピーカーが、設計された正確な周波数のみを提供するようにすること以上に、サウンドを改善する方法はありますか?上記のガイドを使用すると、オーディオ システムのすべてのスピーカーのクロスオーバー周波数を設定できます。

ソース

• サウンド認定:クロスオーバー周波数とは?