スピーカーのインピーダンスを判別し、スピーカーのオームを理解する方法
特定のステレオやアンプが正しく機能するには、2、4、または 8 オームのスピーカーが必要であることは当然のことです。 スピーカーのインピーダンスとは?
また、スピーカーにインピーダンスがない場合、または見つけられない場合、スピーカーのインピーダンスをどのように判断できますか?
朗報です。それほど難しいことではありません。この役立つ記事では、スピーカー インピーダンスの仕組み、スピーカー インピーダンス (オーム) の測定方法などについて説明します。
また、スピーカーのインピーダンスを特定するのに役立つ便利なスピーカー オーム チャートもあります。
スピーカーのインピーダンスの見分け方
各トピックについて詳しく説明するので、詳細に入る前に主なアイデアを説明しましょう。
スピーカーのインピーダンスを見つける方法- スピーカーでオーム定格 (インピーダンス) が利用できない場合は、オーム (抵抗) 機能に設定されたテスト メーターを使用してスピーカーのインピーダンスを測定する必要があります。 これにより、耐性が得られます スピーカーのインピーダンスカテゴリを決定できるようにするボイスコイルの。 (詳細は下記参照)
- スピーカーのインピーダンスは、通常、スピーカーのマグネット、パッケージ、箱、および仕様に記載されています。ただし、メーカーやモデルによって異なるため、常にそうとは限りません。
- スピーカーは抵抗器のように機能するのではなく、オーディオ信号の周波数が高くなるにつれて電流の流れに逆らうインダクタンスを持つため、総インピーダンスは周波数によって変化します。ここに含まれる式に基づいてインピーダンスを計算できます。 注: スピーカーの一般的なインピーダンス範囲を決定するためだけにこれは必要ありません。
簡単に言えば、スピーカーのインピーダンスがどこにも記載されていない場合、またはメーカーの仕様が見つからない場合は、測定することをお勧めします。 そうすれば、ステレオ、アンプ、クロスオーバーの問題を 100% 確実に回避できます。
あなたは間違いなく ステレオやアンプに永久的な損傷を与える可能性があるため、予想よりも低いインピーダンスのスピーカーを使用したくない!
スピーカーのインピーダンスとは? (スピーカーのオーム定格の説明)
オームで測定されるスピーカー インピーダンスは、音楽信号で動作するときの電流の流れに対するボイス コイルの総抵抗です。
標準的な導電体とは異なり、ボイス コイルの巻線は、インダクタンスと呼ばれる電気的特性を持つループを形成します。 インダクタンスは、周波数が変化すると変化するため、抵抗とは異なります。これは誘導性リアクタンスと呼ばれます。
スピーカーのインピーダンスはどのように機能しますか?
電流が密に巻かれたワイヤ コイルを流れると、磁場が発生します。これらのフィールドには反対（抵抗、リアクタンスとも呼ばれます）があります ) コイル線を流れる電流に。 (同様に、モーターなどの他の多くの電気部品にもこれがあります)。
インダクタンスがどのように機能し、物理学が関係しているため、スピーカーの「インピーダンス」(総抵抗) は、抵抗と誘導性リアクタンスを単純に加算したものではありません。
代わりに、スピーカーのインピーダンスは、コイルのワイヤ抵抗と誘導リアクタンスの代数和 (二乗和の平方根) から求められます。
誘導性リアクタンスは一般に「Xl」と書かれ、「X sub L」と発音され、抵抗と同じようにオームの単位で測定されます。インダクタンスは「ヘンリー」と呼ばれる単位を使用して測定され、一般に「H」で表されます。マイクロヘンリーは「uH」、ミリヘンリーは「mH」などです。
スピーカーのインピーダンスの計算方法
あなたが数学者なら、スピーカーのインピーダンスがどのように計算されるかをここで見ることができます.前述したように、これは音声用銅線の巻線の抵抗と特定の周波数での誘導性リアクタンスの幾何学的合計です。
スピーカーのインピーダンスについて理解しておくべき最も重要なことは次のとおりです。
- スピーカーのインピーダンスは、常にボイス コイルのワイヤ抵抗以上です。 これは抵抗計で測定できます。
- スピーカーのインピーダンス値は、互換性に関する一般的なガイドラインであり、スピーカーが正確に測定するものではありません。
- 再生される周波数が高くなるにつれて、インピーダンスがわずかに変化 (上昇) します。
実際、テスト メーターを使用してスピーカーのボイス コイルのオーム (インピーダンス) を測定する場合、4 オームのスピーカーで約 3.2 ～ 3.6 オーム、6 オーム以上の測定値が得られます。 8オームのスピーカー用。
スピーカーインピーダンスの計算例
例を見てみましょう。スピーカーの例と実際の仕様を使用して、計算を行います。
ボイス コイルの抵抗 (Re) と巻線のインダクタンス (Le) に実際のスピーカーから使用するパラメータの例
周波数として 1kHz を使用してスピーカーのインピーダンスを計算する例:
<オール>Xl =2*Pi*Le*周波数:2*3.14159*.000280*1,000 =1.759 オーム (Ω)
Z =√[ ( (3.0)^2 + (1.759)^2 ] =3.142 オーム (Ω)
したがって、このスピーカーの例では、1kHz での総インピーダンスは 3.142 Ω で、ボイス コイル自体の抵抗よりもわずかに高いだけです。
これは、(1) ほとんどのスピーカーのインダクタンスが非常に小さく、(2) スピーカーが可聴域で動作し、20kHz 以下であるため、誘導リアクタンスが制限されるためです。
共振周波数によるスピーカーのインピーダンス
話者が決していないと言っているわけではありません インピーダンスが高い。実際、動作が異なる共振周波数では、インピーダンスが非常に大きくなる可能性があります。実際、50オームと同じくらい高いです。ただし、それは別のトピックです。
(注:例のスピーカーの仕様からわかるように、パラメーター「Fs」は、84.8Hz の共振周波数がこの特定のスピーカーで発生する場所であることを示しています)
スピーカーのインピーダンスの測定方法
この図では、オーム メーターまたはオームで抵抗を測定するように設定された標準的なテスト メーターを使用して、スピーカーのインピーダンスを測定する方法の例を見ることができます。これを行うには、1、0 ～ 10、0 ～ 20、または自動範囲の単位を測定する最小範囲に設定すると、メーターはそれに応じて測定します。スピーカー ワイヤを取り外した状態で、テスト プローブのリードをスピーカー端子のきれいな金属にしっかりと当てます。
スピーカーのインピーダンスを測定するには、マルチメーター (複数の機能を備えたテスト メーター) または専用のオーム (抵抗) メーターが必要です。
次の手順を使用します:
<オール>心に留めておくべき重要なことは、正確に測定しないということです 4 オーム、8 オームなど。スピーカーには、テスト メーターで測定するものに近い、またはそれに近いステレオ目的のインピーダンス定格が与えられます。
注: コンデンサが直列に接続されたツイーターなどのスピーカーは、開回路として機能し、測定に干渉します。それらを正しく測定する方法については、以下の私のメモを参照してください。
スピーカーの正しい抵抗 (オーム) 範囲の選択
一般的なテスト メーターに使用するテスト メーターの抵抗範囲設定の例をいくつか示します。
前述したように、スピーカーのインピーダンスを測定するときは、メーターで正しい抵抗範囲を使用することが重要です。これは、設定が間違っていると、何も表示されなかったり、そうでないのにスピーカーが壊れている可能性があるという誤った考えを与える可能性があるためです。
よくわからない場合は、テスト メーターのマニュアルを確認してください。多くの最新のデジタル メーターには、検出されたオーム測定値を自動的に調整する自動設定があり、それに応じて読み取り値と小数点以下の桁数が表示されます。他のメーターでは、正しい範囲を手動で選択する必要があります。
原則として、0 ～ 10 オーム (または類似) を含む最低範囲を使用し、必要に応じて値を上げます。
それはほとんどないはずです 起こります – しかし、接続が悪い場合、スピーカーが飛んでいる (またはほとんど飛んでいる) 場合、奇妙なことが起こり、スピーカーの通常のインピーダンスをはるかに超える測定値が得られる可能性があります.
ただし、私の経験では、それは非常にまれです。
測定値を取得したら、私のスピーカー インピーダンス チャートを使用して、リストされている次に近いスピーカー インピーダンス値を見つけてください。
クロスオーバーがある場合のスピーカー インピーダンスの測定方法
ツイーターは、クロスオーバーを備えた最も一般的なタイプのスピーカーの 1 つです。スピーカーのインピーダンスを測定するには、テスト メーターのプローブをコンデンサーのクロスオーバーの周りに配置する必要があります。そうしないと、読み取り値が開回路になるか、高すぎます。
クロスオーバーが使用されているスピーカーのインピーダンスを測定することは、少し問題です。これは、一般的にツイーターにハイパス フィルターとして使用される コンデンサーが、抵抗を測定する際に開回路として機能するためです。
スピーカーの配線にテスト リードを使用すると、正確な読み取り値が得られないため、これは明らかに問題です。
これを回避するには、周囲を測定する必要があります コンデンサーを使用する場合は、通常はスピーカーのプラス端子に接続します。その後、正しい読み取り値を取得できるはずです。
2 ウェイ スピーカーの場合、多くの場合、ウーファーにクロスオーバーは使用されません。場合によっては、インダクタが直列に接続されています。良いニュースは、スピーカーとインダクタの両端の抵抗を直接読み取っても、大きな違いはないということです。インダクタは小さい 抵抗値。実際、通常はミリオーム (オームの 1000 分の 1) で表示されますが、これはほとんどゼロです。
2 ウェイ クロスオーバーの場合も同様です。上の図に従って、あなたの主な関心事は、コンデンサ間の測定を避けることです.
スピーカー インピーダンスの例のチャート (スピーカー測定で使用)
実際の 8 オーム スピーカーの抵抗測定値は未満です。 その8オーム定格。これは正常であり、スピーカーの製造方法によるものです。 スピーカーには正確なインピーダンス値はありませんが、定格に近い一般的な範囲になります。 インピーダンスがわからない場合は、その範囲を使用してインピーダンスを特定できます。
このチャートを使用するには、前の手順で得たスピーカー抵抗の測定値を取得し、それを使用してここでの測定値と比較します。お使いのスピーカーが、一般的に販売されているスピーカー インピーダンス規格に適合しているはずです。
スピーカー インピーダンス測定チャート
| スピーカー測定範囲* | スピーカーのインピーダンス定格 |
|---|---|
| 3.1-4.0 オーム | 4オーム |
| 6.0-8 オーム | 8 オーム |
| 1.2～2 オーム | 2 オーム |
| 4.0～6 オーム | 6 オーム |
| 0.5-1.0 オーム | 1 オーム** |
| 12～16 オーム | 16 オーム** |
*(これはおおよその範囲であり、ほぼすべてのスピーカーをカバーする必要がありますが、わずかに異なる場合があります)
**(1 オームはまれですが、Bose プレミアム アンプリファイド システムなどの一部のカー ステレオ製品で見られます。16 オームのスピーカーは時々家庭用またはその他のスピーカー システムに使用されますが、あまり一般的ではありません)
スピーカーのインピーダンスが低すぎたり高すぎたりするとどうなりますか?
このグラフは、インピーダンスの高いスピーカーを、インピーダンスの低いスピーカー用に定格されたアンプまたはステレオと一緒に使用した場合にどうなるかを示しています。この例が示すように、4 オームのスピーカーの代わりに 8 オームのスピーカーを使用すると、出力が 1/2 になり、その結果、4 オームのスピーカーよりも音量が小さくなります。
定格のステレオまたはアンプに適合しないスピーカーを使用すると、比較的軽微な、または 恐ろしい – 話しているケースに応じた結果:
- インピーダンスの高いスピーカーを使用しても、機器が損傷することはありません。 その結果、生成される出力が低くなり、可能な音量が低くなります。ただし、スピーカーのクロスオーバーの問題も発生する可能性があります。
- 指定されたインピーダンスよりも低いスピーカーを使用すると、ラジオやアンプが極端に熱くなり、永久的な損傷を受けることさえあります 現在の出力は、設計されたものよりもはるかに多くなるからです.
たとえば、4 オームのカーステレオ スピーカーの代わりに 8 オームのスピーカーを使用した場合、スピーカーに流れる電流が少なくなるため、何も損傷することはありません。問題は (それ以外の場合は正常に再生されますが)、使用可能な総電力が 4 オーム スピーカーの 1/2 になることです。
オームの法則と話者の力
ラジオやアンプは、特定の音量に対して特定の電圧レベルを出力するように設計されているため、インピーダンスの高いスピーカーは、同じ音量レベルで同じ電力を利用できません。これは、スピーカーへの電力が利用可能な電圧に依存するためです。
オームの法則と呼ばれる電気式により、P (電力、ワット) =電圧^2/R (スピーカーのオーム)
音量が小さい場合 (アンプからの出力が 2V)、4 オームのスピーカーは 1W の電力を利用できます。ただし、8 オームのスピーカーは 1/2W しかありません。つまり、アンプやラジオの音量が同じ場合、インピーダンスの高いスピーカーは同じ音量を出すことができません。
スピーカーのインピーダンスはサウンドにどのように影響しますか?
不適切なスピーカー インピーダンスを使用すると、サウンドにいくつかの点で影響を与える可能性があります。
- たとえば、4 オームのツイーターと 8 オームのウーファーを組み合わせて使用すると、ボリューム レベルが同じにならないため、電力が増加すると、ある時点で正しく聞こえなくなります。 リ>
- スピーカー クロスオーバーで間違ったスピーカー インピーダンスを使用すると、クロスオーバー周波数に非常に大きな影響を与え (大幅にシフトします)、サウンド出力に劇的な影響を与える可能性があります。スピーカーは正しく聞こえず、歪みが大きくなり、一般的に聞き心地が悪くなります。
ステレオの定格よりもスピーカーのインピーダンスが低い場合、カー ステレオはどうなりますか?
ステレオまたはアンプの定格よりも低いインピーダンスのスピーカーを使用することは、ひどい考えであり、決して行うべきではありません! これは、低いスピーカー インピーダンスの抵抗が減少したおかげで、供給しなければならない過剰な電流を処理するように設計されていないためです。
運が良ければ、ユニットは「保護モード」に入り、状態が解消されて安全に操作できるようになるまで電源が切れます。ただし、私の経験から言うと、多くの電子機器は非常に熱くなり、出力トランジスタが焼損する可能性があり、永久的な損傷を受ける可能性があります。
危険を冒さないでください！機器の最小オーム定格を常に確認し、必ずそれに従ってください。 しない アンプ、ラジオ、受信機などが損傷から保護できると仮定してください。
スピーカーのインピーダンスとクロスオーバー – はい、重要です!
クロスオーバーは、特定のスピーカー インピーダンス用に設計されています。スピーカーのインピーダンスを変更すると、スピーカーの機能が変化し、クロスオーバー周波数がシフトすることになり、サウンドが悪化し、以前にはなかった歪みが発生する可能性があります。
スピーカー クロスオーバーを使用する場合、結果が良くないため、スピーカーの負荷 (接続されていると見なされるスピーカーのインピーダンス) を変更できないことを理解することが非常に重要です。
4 オームのスピーカーを 8 オームのスピーカーに、またはその逆に変更すると、巨大な クロスオーバー カットオフ周波数は、使用するスピーカーの負荷に大きく依存するため、大幅に変化するため、サウンドへの影響が大きくなります。
原則として:
- スピーカーのインピーダンスを 2 倍にすると、クロスオーバー周波数が半分になります (減少します)。
- スピーカーのインピーダンスを半分にすると、カットオフ周波数が 2 倍になります。
ツイーターの場合、ツイーターのインピーダンスを上げると、より多くの低音域と中音域を許容することになり、ツイーターがそれらの範囲を生成できないため、音質が低下します。ウーファーの場合、これは適切ではない音質の悪い中音域または高音域を導入することを意味します。
どちらの場合も、クロスオーバー周波数は、増減したスピーカー負荷に反比例して変化することに注意してください。
注: ツイーターの音量を下げる場合、L パッドまたは適切に設計された L パッド抵抗ネットワークを使用すると、クロスオーバーが認識するスピーカーの負荷が適切に維持されるため、サウンドに影響を与えることはありません。スピーカー関連のすばらしい記事
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