スピーカーのサイズが異なるのはなぜですか?

新しいスピーカーを探して地元のモバイル エレクトロニクス スペシャリストに向かう場合、留意すべき基準がいくつかあります。スピーカーのサイズを選択する方法は 2 つあります。特定の取り付け位置に適合するものを選択するか、サイズに対するスピーカーの特性に基づいて選択することができます。スピーカーにさまざまなサイズがある理由を知りたいですか?良い！あなたは正しい場所に来ました。

スピーカーの役割

アンプからの電気信号を動きに変換するのがスピーカーの仕事です。スピーカー コーンの動きは、周囲の空気を励起します。コーンが前方に移動すると、コーンの前の空気が加圧されます。コーンが後方に移動すると、空気が希薄になります。この圧力波がスピーカーから発せられ、私たちの耳はこの圧力のわずかな変化を音として感知します。とてもシンプルですね。

音の再現に関する考慮事項

音を再生する場合、周波数が低いほど音が出にくくなります。周波数が 2 倍になるたびに、同じレベルの出力を生成するには、スピーカー コーンが 4 分の 1 の距離を移動する必要があります。たとえば、サブウーファーを 2 mm 動かして 95 dB の出力と 40 Hz を生成する必要がある場合、0.5 mm 動かすだけで 80 Hz で 95 dB を再現できます。 160 Hz で 95 dB の出力を再現するには、コーンを 0.125 mm 動かすだけで済みます。

スピーカーコーンのサイズは、スピーカーが特定の量の入力信号に対してどれだけの音を出すかに影響します。物事を少し一般化しましょう (なぜなら たくさん このステートメントに影響を与える外的要因の数):12 インチのスピーカー コーンは、15 インチのスピーカー コーンの 2 倍の距離を移動して、特定の周波数で同じ量の出力を生成する必要があります。これは、12 インチ スピーカーが 15 インチと同じサウンドを生成するために、より多くの電力を必要とすることも意味します。

大きいほど良いですよね?

このロジックに基づいて、すべてのアプリケーションに対して可能な限り最大のスピーカーを選択する必要がありますよね?まあ、それはそれほど簡単ではありません。中音域と高音域に入ると、スピーカー コーンは非常に前後に移動する必要があります。 速い。 1,000 Hz のトーンでは、スピーカーが 1 秒間に 1,000 回前後に動く必要があります。 10 kHz のトーンには、1 秒あたり 10,000 回の同じ動きが必要です。比較的重いコーンを備えた大きなスピーカーを使用すると、非常に 入力信号についていくのが難しい。なんで？慣性。

これを説明するために類推を使用しましょう。あなたがパレードに参加し、旗を振っていると想像してください。ポールの長さは 6 フィートで、端の旗は 3×5 フィートです。できるだけ速く前後に旗を振ってください。たとえあなたが本当に強いとしても、あなたがそれを前後に振ることができる最速は1秒間に1回、おそらく2回です.さて、パレードであなたの横に立っている小さな子供を見てください。彼は、長さ 5 インチのプラスチック棒に 2 × 3 インチの小さな紙の旗を持っています。彼の小さな手は、その旗を 1 秒間に 5 ～ 6 回前後に振ることができます。

スピーカー エンジニアは、特定の設計の特定の目標を達成するために、いくつかの特性のバランスを取る必要があります。 10 インチ サブウーファーのスピーカー コーンの重量と、コンサートや拡声システムで使用される 10 インチ ミッドレンジの重量を比較してみましょう。 150 Hz 未満の周波数を再生するように設計された典型的な 10 インチのサブウーファーには、重量が約 150 グラムのコーン アセンブリ (コーン、ボイスコイル、フォーマー、スパイダーの半分、サラウンドの半分) があります。ミッドレンジ周波数 (150 ～ 1 kHz) 用に設計された 10 インチ スピーカーのコーン質量アセンブリは、約 40 グラムです。

明らかに、軽いアセンブリはより速く動き、より高い周波数の再生についていくことができます.

軽いほうがいいですか?

現在、低周波出力と高周波出力のバランスを取るという難題に直面しています。軽いコーンはより速く動き、拡張された高周波出力を生み出すことができます。重いコーンは共振周波数が低いため、より低周波出力を生成できます。これらの一般化をボイスコイルのインダクタンスに影響を与える電気的な問題と組み合わせると、高周波出力がさらに妨げられます。アプリケーションごとに異なるサイズのスピーカーが必要であることが明らかになり始めています。

サブウーファー

ほとんどのサブウーファーのサイズは 8 ～ 18 インチです。サブウーファーは、カー オーディオ アプリケーションで 100 Hz 未満の周波数を再生するように設計されているため、多くのエクスカーション機能と低い共振周波数が必要です。これは、サブウーファーのコーンが比較的重いことを意味します。エクスカーション レベルが高いと、コーンは大きな応力にさらされるため、コーンは強くなければならず、これがさらに重量に影響します。サブウーファーは、多くの電力を処理する必要があります。この力により、コーンを比較的長い距離にわたって移動させることができます。パワーハンドリングには、大径のボイスコイルフォーマーと巻線の形で、より大きなコンポーネントが必要です。

中低音ドライバー

専用のミッドバス ドライバーは通常、50 ～ 500 Hz 付近で再生するように設計されています。サイズは通常 6.5 ～ 8 インチのサイズですが、10 インチおよび 12 インチのドライバーを使用している人もいます。コーンはミッドレンジのものよりも重くなければなりませんが、より高い周波数で減速するほど重くはなりません.

演奏者の周波数成分を見ると、多くの声が 100 Hz まで伸びていることがわかります。この周波数範囲では、速度の精度が重要です。共振と非線形動作により、高調波歪みが発生します。これは、中低音域で「暖かさ」として認識されることがよくあります。私たちは音楽に余分なものを求めていないので、重要なのは正確さです.

ミッドレンジ スピーカー

ミッドレンジ スピーカーは、いくつかの異なる特性のバランスを取ります。もちろん、コーンは比較的軽量でなければなりませんが、リニアリティとディストーションの管理はさらに優先度が高くなります。ミッドレンジ周波数で歪みが聞こえやすくなります。コーンは、変形を防ぎ、高調波を引き起こすために、質量、減衰、および強度のバランスを取る必要があります。サスペンションは非常に直線的でなければなりません。

高周波出力が低下する可能性があるため、インダクタンスの管理もより重要な問題になります。典型的なカー オーディオ アプリケーションのミッドレンジ ドライバーのサイズは、大きい方が 6.5 インチおよび 6 × 9 インチから 2.5 インチほど小さいものまでさまざまです。多くのミッドレンジ ドライバーは、2 ウェイまたは 3 ウェイ オーディオ システムで使用するためのミッドバス ドライバーとしての 2 つの役割を果たそうとしています。これは小さな妥協ですが、必要不可欠です。ミッドレンジ スピーカーは 100 Hz から 3,000 または 4,000 Hz までの範囲をカバーすると考えています。

ツイーター

2.5 kHz を超える周波数を再生するには、ツイーターに非常に軽いコーンが必要です。ツイーター コーンはあまり動かないので、あまり移動する必要はありませんが、それでもサスペンションが必要です。コーンの共振は、周波数応答に大混乱をもたらす可能性があります。プレミアムツイーターは、ギャップ内の磁性流体などの機能を利用して、電力処理を改善する場合があります.プレミアム ツイーターには、インダクタンスと歪みを低減するための銅製ポールピース キャップも含まれる場合があります。

指向性に関する考慮事項

スピーカーを選択する際のもう 1 つの考慮事項は、特定の周波数を超えるすべてのスピーカーが指向性を持ち始めることです。指向性とは、スピーカーの軸から外れると高周波出力が減少することを指します。スピーカーを選択し、システムを慎重に設計すれば、指向性の影響を最小限に抑えることができます。唯一の真の考慮事項は、ツイーターを自分に向けることです。

均衡法

この記事の情報の用途は、オーディオ システムのアップグレードの全体的な目標によって異なります。単純な同軸交換用スピーカーのセットは、サイズ アプリケーションによって選択されます。複数のアンプ、チャンネル、デジタル信号処理、およびカスタム スピーカーの取り付け位置を備えたハイエンド オーディオ システムを構築している場合、品質と意図するアプリケーションの観点から適切なスピーカーを選択することがより重要になります。

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