単なる箱以上のサブウーファー エンクロージャ

何十年もの間、さまざまなサブウーファー エンクロージャーのどれが「最高」であり、その理由について議論が重ねられてきました。サブウーファー エンクロージャが必要な理由と、密閉型、通気型、バンドパス型の 3 つの一般的なスタイルの設計と性能の違いを見てみましょう。

バックウェーブ管理

スピーカーをアンプに接続し、手に持って音楽を再生すると、低音が聞こえないことがわかります。これは、スピーカーの前面からの音が背面からの音を打ち消すためです。スピーカー コーンの背面からの音が正面からの音と干渉しないようにする方法が必要です。大きくて平らな木の板の真ん中に穴を開けて、そこにスピーカーを取り付けると、より多くの低音が聞こえます。実際、低音周波数の半波長が木片の寸法よりも長くなるまでは、非常に優れたソリッドな低音が得られます。密閉されたエンクロージャーにスピーカーを配置すると、背面からの音は前面からの音と干渉しません。

パワーハンドリング

アンプによって生成された電力をスピーカーが使用する能力は、スピーカー コーンが移動できる距離と、スピーカーのボイス コイルが処理できる熱量という 2 つの基準によって制限されます。熱出力処理の制限は、主にスピーカーの設計に基づいています。ボイス コイルのサイズ、ボイス コイルの周囲の気流の管理方法、およびモーター アセンブリの静止コンポーネントとボイス コイルとの距離が主な要因です。 .エクスカーション制限の制約もスピーカーの設計の一部です。ボイス コイルの巻きの長さ、トップ プレートの高さ、サスペンションの移動量が重要な要素です。

小旅行

低音を再生する場合、スピーカーは入力周波数が半分になるたびに 4 倍の距離を移動する必要があります。たとえば、100 Hz で 0.125 インチ移動するスピーカーは、50 Hz で同じ出力レベルを再生し、20 Hz で 2 インチ移動するには、0.5 インチ移動する必要があります。最も低い周波数では、コーン エクスカーションの制限が重要であることがわかります。大きな歪みなしで 2 インチ移動できるスピーカーはほとんどありません。

スピーカーをエンクロージャーに入れると、エンクロージャーとスピーカーの組み合わせによってハイパス フィルターが作成されます。スピーカーの低域出力を効果的に減らしています。なぜ私たちはこれをしたいのでしょうか?エンクロージャーの利点は、スピーカー コーンの動きを制御できることです。単純なアコースティック サスペンション (密閉型としても知られる) エンクロージャを見ると、この説明を最も簡単に説明できます。

コンプライアンス

最大のサブウーファーから最小のツイーターまで、どのスピーカーもコーンに弾力性があります。これをコンプライアンスと呼んでいます。コンプライアンスを、同等のバネ性を持つ空気の体積と比較することで測定します。このスピーカーの特性を Vas と呼びます。一般的に、非常に小さい Vas 仕様のスピーカーはサスペンションがタイトで、Vas が大きいスピーカーはサスペンションがソフトです。それだけではありませんが、エンクロージャーの機能と利点について説明するために、ここで説明する必要があるのはそれだけです.

スピーカーをエンクロージャーに入れるとき、サスペンションを硬くします。スピーカーコーンを押し込むと、スピーカーのサスペンション（コーンを中央に配置したい）を押して、エンクロージャー内の空気を加圧しようとします.コーンが静止状態から外側に移動しようとすると、空気が真空状態になります。つまり、コーンを静止位置に引き戻そうとします。低周波出力を犠牲にしていますが、スピーカーコーンの動きを大幅に処理し、制御できます。後者の場合、エンクロージャー内の空気とスピーカー サスペンションの組み合わせが、電気信号によってスピーカー コーンが動き始めると、スピーカー コーンの動きを止めるのに役立ちます。

車のショックアブソーバーのようなものと考えてください。エンクロージャーを持つことが重要であることがわかります。

アコースティック サスペンション サブウーファー エンクロージャー

最も単純なエンクロージャーは、アコースティック サスペンションまたは密閉型エンクロージャーと呼ばれます。これらのエンクロージャーでは、スピーカーを気密ボックスに入れています。スピーカーをエンクロージャーに入れると、システムは特定の周波数で共振します。これを Fc と呼びます。その周波数を下回ると、出力はオクターブあたり -12 dB の割合で減少します。システムの共振周波数が 50 Hz の場合、出力は 25 Hz で 12 dB 静かになります。

アコースティック サスペンション エンクロージャーは、ここで説明するさまざまなエンクロージャーの中で最も小さいものです。それらはまた、構築するのが最も簡単で、計算エラーに関して最も寛容です.エンクロージャーとスピーカー システムのロールオフを、車内の比較的小さな空気量 (伝達関数またはキャビン ゲインと呼ばれることが多い) から得られる効率の向上と組み合わせると、非常にフラットな車内応答を得ることができます。優れた超低周波出力を備えています。優れた過渡応答のおかげで、アコースティック サスペンション エンクロージャからの低音は非常にタイトでコントロールされています。

マイナス面があります。大音量の低音を探している場合は、多くのエクスカーション機能を備えたドライバーが必要であり、スピーカーコーンを前後に動かして必要な出力レベルを得るのに十分な量のパワーが必要です.あまり語られていない別の欠点があります。それは歪みです。スピーカーのエクスカーションが増えると、発生する歪みの量が増加します。同様に、歪みはスピーカーの共振周波数付近で増加します。では、何ができますか?

バスレフ サブウーファー エンクロージャー

バスレフ（ポート付きまたはベント付きとも呼ばれる）エンクロージャは、ベントを使用して、スピーカーの後方波エネルギーを利用して低周波出力を増加させます。通気口は、多くの場合丸いチューブで、長方形のスロットの場合もあり、面積と長さがあります。通気口の特定の面積と長さ、およびエンクロージャーの総容積との関係により、スピーカーによって励起されたときに、通気口内の空気柱が特定の周波数で共鳴します。通常、可聴周波数範囲の最低オクターブ程度を強調するために、バスレフ エンクロージャーをかなり低く調整します。高SPLアプリケーションの効率を高めるために、より高く調整することができます。ただし、犠牲は常にあります。エンクロージャーを高くチューニングすると、低域のパフォーマンスが犠牲になります。

バスレフ エンクロージャは通常、密閉型エンクロージャよりも大きくなります。サイズの関係に厳密なルールはありませんが、25 ～ 50% のサイズが一般的です。その余分なボリュームのトレードオフは 2 倍です。周波数によっては、チューニング周波数の効率が向上し、電力処理が向上します。

バスレフ サブウーファー エンクロージャーで使用されるサブウーファーが、ベントとエンクロージャーの組み合わせの共振周波数付近の周波数を生成する場合、ドライバーのエクスカーションはほとんどなくなり、すべての「作業」はベントによって行われます。より簡潔に言えば、同調周波数付近では、ほとんどの音楽はベントによって生成されています。これの利点は、コーン エクスカーションの制限によって引き起こされる電力処理の問題が劇的に増加することです。コーンはほとんど動かないため、非常に高い音圧レベルを実現できます。同調周波数付近では、電力処理はサブウーファーの熱能力によって制限されます。

前述したように、ラウドスピーカーの歪みに寄与する要因の 1 つはコーン エクスカーションです。バスレフ エンクロージャーを使用すると、アコースティック サスペンション エンクロージャー設計よりもドライバーの動きが大幅に少なくなります。ベント自体に十分な面積があり、両方の開口部がスムーズに移行する限り、適切に設計されたバスレフ エンクロージャーによって生じる歪みは驚くほど小さくなります。

無料のものはありませんよね？バスレフ設計を使用することを決定する要因は、出力が同調周波数を下回る速さで減少することです。アコースティック サスペンション エンクロージャが 1 オクターブあたり -12 dB でロールオフするのに対して、バスレフ エンクロージャは 1 オクターブあたり 24 dB でロール オフします。チューニング周波数以下では、ベントはエンクロージャーの穴のように機能し、周波数が低下するにつれて背圧がますます少なくなります。ドライバー エクスカーションの設計と管理は、バスレフ エンクロージャー設計の基本的な部分です。

バンドパス サブウーファー エンクロージャー

この記事を締めくくるために、バンドパス エンクロージャについて簡単に触れます。バンドパス エンクロージャには、いくつかの異なる設計があります。密閉されたエンクロージャーを使用するものもあれば、通気型のエンクロージャーを使用するものもあります。後部チャンバーが密閉されているか通気されているかに関係なく、サブウーファーの出力は通気されたエンクロージャーに再生されます。このエンクロージャーはローパス フィルターとして機能します。なぜバンドパス エンクロージャを設計する必要があるのですか?

何よりもまず、エンクロージャーのすべての出力は、1 つまたは複数の通気孔によって生成されます。これにより、創造的な設計者は車両のトランクにエンクロージャを構築し、通気口を後部のパーセル シェルフに通すことができます。 There have been some amazing bandpass enclosures build in the front storage area of mid- or rear-engine vehicles. The vent allows the bass to enter the interior of the vehicle. Bandpass enclosures can also offer impressive gains in efficiency over acoustic suspension and bass reflex enclosures, but they do so at the sacrifice of bandwidth and enclosure volume.

A bandpass enclosure has two resonant frequencies – one for each of the enclosures. The resultant management of cone excursion can allow a great deal of bass to be produced from limited excursion drivers. While the speaker cone itself does not move a great deal, the amount of work done by the motor assembly is still significant. You are still putting power into the speaker, and work is being done. Because the front chamber of the enclosure acts as a filter, it can also be very difficult to hear when the speaker is distorting.

Regarding the complexity of design, and forgiveness of construction error, bandpass enclosures are the most complicated to execute perfectly. Unlike an acoustic suspension or bass-reflex design, bandpass enclosure designs must be tailored exactly to the speaker they are being used with. Never trust the concept of a “generic” bandpass enclosure.

Lastly, because a bandpass enclosure includes an acoustic low-pass filter, it has to be used with good-quality, appropriately sized midbass drivers. If not, the bass can sound lost or disconnected relative to the rest of the music.

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As you can see, there are many ways to install a subwoofer – or any speaker, for that matter. Navigating the available space in the vehicle, as well as different speaker sizes and designs, can be tricky. The design and construction of an enclosure can be complex, especially when complex shapes are involved. Visit your local car audio specialist retailer to explore different enclosure options for your vehicle.