クロスオーバーで異なるインピーダンス スピーカーを使用するとどうなりますか?できますか?
rって何だろうと思ったことはありますか? 毎 スピーカークロスオーバーでインピーダンスの異なるスピーカーを使用するとどうなりますか?いい質問ですね!
結局のところ、スピーカー インピーダンス (オーム) は、スピーカー クロスオーバーの動作とサウンドへの影響に違いをもたらします。 誰にでもわかるように詳しく説明します。
スピーカークロスオーバーとは?クロスオーバーは何をしますか?
上: 典型的なカー ステレオ スピーカー クロスオーバー。主要部品にラベルが付けられています。 下: 典型的なホーム ステレオ スピーカーのクロスオーバーで、非常によく似ています。 (これらは通常、スピーカー キャビネット内に取り付けられます) どちらもコンデンサとインダクタを使用してクロスオーバー フィルターを形成し、ツイーター、ミッドレンジ スピーカー、またはウーファーに送信されるサウンドを制御して、最高のオーディオ音質を実現します。
スピーカー クロスオーバーは、電子 (「アクティブ」) クロスオーバーとは異なり、電源を必要とせずに信号を通過させるため、「パッシブ」クロスオーバーと呼ばれることがよくあります。彼らはパッシブを使用して動作します コンポーネント:コンデンサとインダクタ。
スピーカー クロスオーバーは、インダクターとコンデンサーを使用してスピーカー信号をフィルタリングし、1 つ以上の出力に分割する電気回路です。出力は、使用するスピーカーの周波数応答によって異なります。
信号パス (RCA ケーブルなど) に接続する代わりに、スピーカー クロスオーバーをアンプやステレオの出力に接続するという点で、電子的なクロスオーバーとは異なります。次に、スピーカーをクロスオーバーのスピーカー接続に接続します。
今日使用されている最も一般的なスピーカー クロスオーバー タイプの 1 つ:ツイーターとミッドレンジ/ウーファー出力を備えた 2 次 2 ウェイ スピーカー クロスオーバー。インダクタは「L」記号で表され、コンデンサは「C」記号で表されます。 スピーカー クロスオーバーは、特定のスピーカーに送信されるサウンドを分離して、サウンドを改善し、歪みを減らし、スピーカーの使用方法を制御するために機能します。たとえば、ツイーターでは生成できない低音や、ウーファーでは生成できない高音をブロックします。
インダクターとコンデンサーには、電気オーディオ信号が流れるときに、いくつかの非常に興味深い (そして非常に便利な) 特性があります。
- インダクタは、低周波信号よりも高周波信号に対する抵抗 (この場合はインピーダンスと呼ばれます) が大きいワイヤのコイルです。したがって、直列に接続すると、より高い周波数の音を除去します。
- コンデンサは、直列の場合、高周波信号よりも低周波信号に対してより多くの「抵抗」を持ちます。周波数が低いほど、通過できる信号が少なくなります。
コンデンサまたはインダクタに、クロスオーバー周波数、コーナー周波数と呼ばれる特定の周波数範囲を超える信号が適用されると、 またはカットオフ周波数 通過できる信号の量が減少し、フィルターのように機能します。
これは、スピーカーがブロックしたいスピーカー信号を受信する量が少なくなることを意味し、その不要な範囲の音の音量出力が減少します。 これが発生する周波数は、接続されているスピーカーのインピーダンス (オーム負荷) に依存することを理解することが重要です。
スピーカー クロスオーバーの注文 (スロープ) とデザイン
ツイーターと直列に使用すると、クロスオーバーは処理できない有害で歪んだ低音を除去します.単独で使用する場合、単一のコンデンサーは 1 オクターブあたり -6dB の勾配を持つ 1 次 (シングル ステージ) クロスオーバーであり、最も基本的なレベルです。
クロスオーバーは、さまざまなタイプのオーディオ調整とパフォーマンス レベルに合わせてさまざまなデザインで提供されますが、基本的な方法はすべて同じです。それらは「順序」または段階で設計されており、これを追加すると、不要な音がスピーカーに到達するのをブロックする際のフィルタリングがさらに改善されます。
たとえば、よく見かける注文のクロスオーバーのリストは次のとおりです。
- 1 次:あまり急勾配ではない -16dB/オクターブ)、スピーカーと直列の単一のコンデンサまたはインダクタで構成されます。
- 2 次:各スピーカーに 2 つのコンポーネントを使用して、-12dB/オクターブの優れたフィルタリングを行います。
- 3 次:各スピーカーに 3 つのコンポーネントを使用して、-18dB/オクターブのフィルター処理を行うことで、さらに優れています。
クロスオーバー フィルターは、コンポーネントの動作方法により、常に 6 デシベル (dB) の倍数です。クロスオーバーの順序が「より急」な (より高い) ということは、スピーカーに到達させたくない音の周波数範囲をより効果的にブロックすることを意味します。
スピーカーのインピーダンスとは?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?
スピーカーのインピーダンスは合計 ワイヤー コイルの抵抗 と の両方によるスピーカーの抵抗の量 ワイヤー コイル ループのインダクタンス。インピーダンスは、オームと呼ばれる抵抗の単位で評価されます。
バッテリーをショートさせてはいけないのと同じように、アンプやステレオにもいくらかは必要です。 ラジオまたはアンプが供給しようとする電流量を制限するスピーカー負荷インピーダンスの量。
電源を接続したときにあるポイントから別のポイントに移動する直線のワイヤとは異なり、ボイス コイルのワイヤの巻き線は、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。 周波数が変化するとインダクタンスが変化するため、インダクタンスは抵抗とは少し異なります。 これは誘導性リアクタンスと呼ばれます。
これは、ほぼすべてのスピーカーで、実際のインピーダンス (総抵抗) が音楽の再生に伴って多少変化することを意味します。
スピーカーのインピーダンスについて言及する場合、ほとんどの場合、ホームまたはカー ステレオ アンプとのマッチングに使用されるスピーカーのカテゴリ (一般的なオーム範囲) について言及しています。
オーム単位の抵抗測定 、ギリシャ記号のオメガを使用して示されることがあります:「Ω」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?
音楽信号 (交流電流で構成されている) がスピーカーを駆動すると、電流が密に巻かれたワイヤ ボイス コイルを流れるため、磁場が発生します。興味深いのは、ワイヤーのコイルが周囲に磁場を発生させ、これが発生したときに電流の流れに抵抗することです.
これが、スピーカーのインピーダンスの周波数依存部分の由来です。
(これは、モーター、エンジン スパーク プラグ コイルなどの他の電気デバイスでも発生します。また、交流 (AC) が適用されるときの電気抵抗も処理します。)
クロスオーバーで異なるインピーダンスのスピーカーを使用するとどうなりますか?
クロスオーバーに接続されたスピーカーのオーム負荷を変更するとどうなるかを示す図:クロスオーバー シフト 発生します。これは、異なるスピーカー インピーダンス用に設計されているため、機能する周波数が変化することを意味します。
インピーダンスの異なるスピーカーを使用した場合のクロスオーバー シフト
前述したように、スピーカーのクロスオーバーは、接続されているスピーカーの負荷に応じてフィルターとして機能する部品 (コンデンサーとインダクター) に基づいています。このため、スピーカーのインピーダンスを変更すると、クロスオーバー周波数とサウンドが変更されます。
これを行った後、いくつかの問題に気付くかもしれません:
- ウーファーまたはミッドレンジ スピーカーからの「耳障りな」音。ツイーターは歪んで聞こえ、以前よりも低い音量で「途切れ」始めることがあります。
- 音楽の質が「薄く」弱い。
- 聞こえるはずの音域のギャップ
スピーカーのクロスオーバーは、スピーカーのインピーダンスでのみ使用できます 設計されていないと、同じように聞こえません。
たとえば、8 Ω のホーム スピーカー クロスオーバーと 4 Ω のカー スピーカーを使用すると、正しく動作しません。 これは、部品の値が 1 つのインピーダンスに対してのみ選択されたためです。それを変更すると、クロスオーバー周波数が劇的に変わります!
スピーカーのインピーダンスを半分にすると、クロスオーバーはどうなりますか?
スピーカーのクロスオーバーに接続されているスピーカーのインピーダンスを変更すると、クロスオーバーのカットオフ周波数が大幅にシフトする可能性があります。原則として:
- スピーカーのインピーダンスを半分にすると (例:8 オームを 4 オームに)、クロスオーバー周波数が 2 倍になります (例:3.5kHz が 7kHz になります)
- スピーカーのインピーダンスを 2 倍にすると (例:8 オームから 16 オーム)、クロスオーバー周波数が半分になります (例:3.5kHz が 1.75kHz になります)
スピーカーに適していないサウンド範囲がスピーカーに送られ、音が悪くなるため、これは望ましくありません。トゥイーターの場合、低音域と中音域はうまく出せないのでダメです。実際、特定のパワー レベルを超えると、低音域で激しく駆動すると、ツイーターが損傷する可能性があります。
同様に、多くのウーファーは高周波音をうまく生成できず、ひどく聞こえる場合があります。
通常、スピーカーのオーム負荷を変更する場合は、オーム負荷を一致させるためにスピーカー クロスオーバーも交換する必要があります。
ただし、いくつかの希望を提供する回避策があります…
インピーダンスの異なるスピーカーを使用するにはどうすればよいですか?可能ですか?
すばらしいニュースは、それが であるということです 設計されていないスピーカークロスオーバーで異なるスピーカーインピーダンスを使用することが可能です!ただし、いくつか妥協する必要があります。
異なるスピーカー インピーダンスをクロスオーバーに合わせる方法
これは実際には非常に簡単です！スピーカーのインピーダンスをクロスオーバーに合わせるには:
<オール>例:
- 8 オームの抵抗を並列に接続することにより、4 オームのクロスオーバーで 8 オームのスピーカーを使用できます。最終結果は、クロスオーバーで見られる 8 オーム/2 =4 オームです。
- 4 オームの抵抗と直列に接続することにより、8 オームのクロスオーバーで 4 オームのスピーカーを使用できます。最終結果は、クロスオーバーから見た合計 8 オームになります。
電力抵抗器とは?
スピーカーで一般的に使用される電力抵抗器の例。電子機器で使用される小さな抵抗器とは異なり、これらははるかに多くの電力を処理でき、熱によって燃え尽きることはありません。スピーカー コンポーネントの小売業者を含む電子機器サプライヤーから入手できます。
電力抵抗器は、電子基板で一般的に使用される小さな抵抗器よりも多くの電力と熱を処理できる、より大きなサイズの抵抗器です。実際にはかなり安価で (2 ～ 4 個入りパックで 5 ドル程度)、カスタム スピーカー プロジェクトによく使用されます。
スピーカー システムについては、確実に定格電力が 25 ワット以上のものを使用することをお勧めします。 ただし、カー ステレオの場合、多くの場合、約 10W から 15W で済みます。
抵抗を使用してクロスオーバーを一致させることの欠点
先ほども言いましたが、妥協がないわけではありません。扱っているケースに応じて、いくつかのことに対処する必要があります。
- スピーカーと直列に抵抗を追加すると、使用可能な最大電力と音量が低下します。 4 オームのスピーカーと 4 オームの抵抗の場合、これは 3 dB の音量が失われることを意味します (小さな 量）が、電力は常に以前の 1/2 になります。
- スピーカーと並列に抵抗器を追加すると、電力が 2 つに分割されます。 8 オームのスピーカーと並列に 8 オームの抵抗器を接続した場合、各サイドは、以前に 1 つのスピーカーに送られた電力の 1/2 を受け取ります。 (例:50W アンプは最大 25W をスピーカーに供給します)
通常、適切なクロスオーバーを使用することをお勧めしますが、「ピンチ」の場合、このソリューションは、スピーカーを動作させながら良好なサウンドを維持するための優れた方法です.
参照する追加資料
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