スピーカーのインピーダンスと周波数応答を比較する方法
スピーカーのオームとインピーダンスは、間違いなく紛らわしく、ある種の不可解なトピックになる可能性があります。すべてを解決するお手伝いをさせていただきたいと思います!
スピーカーのインピーダンスは周波数応答と比べてどうですか? とは スピーカーのインピーダンスは？他に知っておくべきことは何ですか?
途中で役立つ図や画像を使用して、すべてを詳細に説明します。読み終わる頃には、ほぼ専門家の理解が得られているでしょう!
スピーカーのインピーダンスとは?スピーカーインピーダンスの説明
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。
スピーカーのインピーダンスは、次の 2 つの合計です。
<オール>アンプまたはステレオは、電源が適用された電子機器で使用される抵抗と同じように、供給しようとする電流の量を制限するために、ある程度のスピーカー負荷インピーダンスを必要とします。
1.ボイスコイル抵抗
上の写真では、4Ω スピーカーのインピーダンスを測定しており、デジタル メーターには抵抗値が表示されています。この場合、これは 4Ω に近いですが、正確には 4Ω ではありません。
スピーカーのボイスコイルは長いワイヤーでできているため、ワイヤー自体による抵抗値があります。これは通常、ほんの数オームです。テストメーターでスピーカーのインピーダンスを測定する場合、交流 (AC) 信号が印加されていない場合に存在しないインダクタンスではなく、直流 (DC) 抵抗を測定します。
2.ボイスコイルのインダクタンス
ラジオやアンプからボイス コイルに交流信号が印加されると、コイル状のループを形成する巻線には、インダクタンスと呼ばれる電気的特性があります。 .これは、点「a」から点「b」に向かう直線とは異なります。
このインダクタンスは、抵抗と同様に電気の流れに対抗し、可聴周波数とともに変化します。抵抗のような、インダクタに存在するこの特性は、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について話すとき、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。
オームは、ギリシャ記号のオメガ、または「Ω」で表される場合があることに注意してください。インピーダンスと周波数の関係は?
8Ω ミッドレンジ スピーカーで測定されたインピーダンス曲線の例図。周波数が高くなるにつれてインピーダンスがどのように上昇するかに注目してください。これは、ボイス コイルのインダクタンスによるものです。 誘導リアクタンス (インピーダンス) は、周波数に直接関係しています。
スピーカーのインピーダンスと周波数
周波数とインピーダンスの間には直接的な関係があります:
- 周波数が高くなると、誘導性リアクタンスが増加します。つまり、スピーカーのインピーダンスが増加します。
- 周波数が低下すると、誘導性リアクタンスが減少します。つまり、スピーカーのインピーダンスはスピーカー コイルの DC 抵抗に向かって減少します。
つまり、インピーダンスは正比例 つまり、周波数が増減すると上下します。インピーダンスは、コイル ワイヤ抵抗とインダクタンスの単純な加算ではなく、以下に示すように 2 つの幾何学的合計です。
スピーカーのインピーダンスは、常にボイス コイルの抵抗以上であることに注意してください。 ゼロオームのスピーカー インピーダンス (少なくとも短絡がなければ) や負のインピーダンスを持つことはできません。それは意味がありません。
スピーカーのインピーダンスと周波数の計算
上記のように、誘導性リアクタンス (一般にインダクタンスの「Xl」と書かれています) は、周波数 (上記の式の「f」) に直接関係しています。また、スピーカーのインピーダンス (オーム単位) が、スピーカーの抵抗と誘導リアクタンスの両方の平方和の平方根であることもわかります。
これは、インピーダンスが直流抵抗とは異なる動作をする物理特性であるためです。直接加算されることはありません。三角法と、三角形の斜辺を見つける方法と考えてください。
スピーカーのインピーダンスは周波数応答と比較してどうですか?
一般的に言えば、インピーダンスと周波数応答の間にはほとんど関係がありません。 ただし、スピーカーによって異なります。あるものは他のものよりも影響を受けるかもしれませんが、一般的に言えば、共鳴周波数以外では スピーカーの周波数応答は、実際には何の関係もありません。
スピーカーの周波数応答は、その設計の最終結果であり、マグネット/コーン/サスペンション アセンブリがどれだけうまく機能するか、およびそのような他のさまざまなパラメーターです。
共振周波数では、スピーカーアセンブリがその非常に狭い周波数範囲で安定した状態を維持できないため、共振によりインピーダンスが通常非常に高くなることに注意してください。ただし、これはかなり特殊な状況であり、一般的に言えば、スピーカーの設計者はスピーカーが共振周波数付近で再生されることを避けています。
スピーカーのインピーダンスを決定する周波数は?
通常、スピーカーのインピーダンスを決定するために使用される周波数はありません。 代わりに、メーカーがリストしたオーム単位のインピーダンスは、通常の動作範囲でのほぼ平均です。
効率 (通常、1 ワットのデシベル [dB] で測定されたスピーカー出力) や軸外応答などのその他のパラメーターは、通常 1 キロヘルツ (KHz) で測定されます。実際には意味をなさないため、これはケースのインピーダンスではありません。
追加データのある特定の話者については、可能性があります 指定された周波数に対して指定されたインピーダンス値になります。ただし、それが含まれている場合は、通常、グラフとして提供されます。その場合、インピーダンスは広範囲の可聴周波数にわたってグラフとして表示されます。
スピーカーのインピーダンスは音質に影響しますか?
同じアンプに接続したときの 8 オームと 4 オームのスピーカーの出力を比較したグラフ。インピーダンスが 8 オームのスピーカーは、インピーダンスが 4 オームのスピーカーと同じ出力 (音量) での消費電力が少なくなります。
スピーカーの出力 (音量) やクロスオーバーでの動作など、特定のインピーダンス関連の要因のみが音楽に影響を与えます。ほとんどの場合、オームが高くても音質が向上するわけではありません。
最高のサウンドは、適切なアプリケーションに適切なスピーカー インピーダンスを使用することから生まれます。
<オール>スピーカーのインピーダンスが出力と音量に与える影響
上のグラフは、8 Ω スピーカーを 4 Ω スピーカーと同じアンプで使用した場合の出力の例を示しています。
- 低インピーダンス スピーカーの電力は、同じアンプまたはステレオ出力レベルで、8 Ω スピーカーの 2 倍です。
- 定格 4 オームのアンプに接続された 8 オームのスピーカーで得られる最大出力は、常に 4 オームのスピーカーを使用した場合よりも低くなります。
たとえば、定格 8Ω のステレオに 8Ω スピーカーの代わりに 16Ω スピーカーを使用すると、電力損失と音量の点で不利になります。それをして得られるものは何もありません。 （8Ω、4Ωスピーカーも同様の原理です）。それ以外は同一の 2 つのスピーカーの場合、音質自体は同じになります。ただし、インピーダンスが高い方のほうが、電流が小さいためにスピーカー全体の電力が小さくなるため、音量が小さくなります。
注:スピーカー全体の出力を 2 倍にしてもしません 音量が2倍になることを意味します。私たちの耳の働きにより、出力を 2 倍にしても、私たちの耳が知覚する音量は約 3 デシベル (3dB) しか増加しません。これはごくわずかな量です。スピーカーのインピーダンスはクロスオーバー周波数にどのように影響しますか?
クロスオーバーは、特定のスピーカー インピーダンスでのみ機能するように設計されています。間違ったオーム負荷を使用すると、「クロスオーバー シフト」が発生します。つまり、クロスオーバー周波数が変化し、サウンドが損なわれます。
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できますか?クロスオーバー シフトとは
パッシブ (非電源) スピーカー クロスオーバーは、基本的に、使用される特定のスピーカー インピーダンス (オーム) 負荷を中心に設計されたフィルターの一種です。それらはコンデンサーとインダクターを使用して動作し、スピーカーに送信される音周波数の特定の望ましくないセクションを除去するために使用できます。これらを組み合わせると、クロスオーバー周波数を使用することで、明瞭度が大幅に向上し、歪みが少ない素晴らしいサウンドのスピーカー システムを作成できます。
クロスオーバーに接続された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が変更されます。 これはクロスオーバー シフトと呼ばれます 周波数がかなりシフトするため、音質が悪くなります。
クロスオーバー シフトのオーディオの副作用の一部は次のとおりです。
- 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 クロスオーバーは、意図したスピーカー インピーダンスでのみ使用してください。 そうしないと、音質とパフォーマンスが低下します。
たとえば、4Ω スピーカー用に設計されたクロスオーバーで 8Ω スピーカーを使用することはできません。また、その逆も同様です。
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