スピーカーのクロスオーバー周波数を設定する方法

クロスオーバーとクロスオーバー周波数は、ステレオの素人にとって威圧的な言葉かもしれません。しかし、システムから最高のサウンドを引き出したい場合、クロスオーバーは避けられません。

クロスオーバーは、システムに流れる全周波数ストリームを各スピーカーの適切な周波数範囲に分離するのに役立ちます。クロスオーバーがなければ、ツイーターは大きな低音信号を押し出そうとしますが、それはできません。サブウーファーは、設計されていないハイエンドをつぶやこうとします.

優れたサウンドが必要な場合は、スピーカーのクロスオーバー周波数を設定する方法を学ぶことが絶対に必要です.

クロスオーバー (周波数) とは?

この記事の一部は技術的なものになるかもしれませんが、名前はそうではありません。クロスオーバーは、スピーカーに向かう電子信号をフィルタリングする電気または電子デバイスです。その結果、各タイプのスピーカーは、設計された範囲のサウンドのみを再生します。ツイーターからウーファー、またはウーファーからサブウーファーへの信号経路のクロスオーバーを実現します。

クロスオーバー周波数は、カットオフとして設定されるヘルツ単位の周波数レベルです。この周波数より低いものはすべてローエンドスピーカーに送られ、それより上のものはすべてハイエンドスピーカーに送られます。

たとえば、サブウーファーの標準推奨クロスオーバー周波数 80Hzです。非常に基本的な意味で、これは 80Hz より低い周波数がサブウーファーによって再生されることを意味します。それ以上の音はサブウーファーで再生されません。

クロスオーバーとは何ですか?

スピーカーが処理するには低すぎる周波数に襲われた場合でも、可哀想なことは試みます。これにより、歪みが発生し、音が濁り、一般的にひどいものになります。反対に、ウーファーやサブウーファーのような大きなローエンドスピーカーは、低中域と低音域の周波数を処理するように設計されています。

高周波信号をサブウーファーに送ると、サブウーファーが生成するはずの低音に干渉します。不明瞭でグロスに聞こえるようにする。チューバの中でフルートを吹いたり、チューバをフルートのマウスピースに吹き込んだりして、良い音を期待することはありません。クロスオーバーのないスピーカーシステムも同じです。

クロスオーバーのしくみ

クロスオーバーは、電気であろうと電子であろうと、フィルタリングの原理に基づいて機能します。彼らはあなたのワイヤーを流れる電気信号を分割して、ここに少し送信し、そこに少し送信しません.代わりに、さまざまなポイントに流れる信号の一部をブロックするか、少なくとも大幅に削減するように機能します。

例として 3.5kHz ハイパスフィルターを使用してみましょう

3.5kHz という数値は、低い周波数が引き起こす可能性のある損傷や歪みからツイーターを保護するためのかなり標準的なクロスオーバー周波数セットを指します。 3.5kHz に設定されたクロスオーバーを取り付けると、そのレベルよりも低い周波数が除外され、より高い周波数のみがツイーターに到達します。

これは、低周波数の信号の強度を落とすことによって行われます。これらのフィルタは、カットオフ周波数ポイントで -3dB を基準として使用します。そこから、クロスオーバースロープに応じて除去されるデシベルの数を増やします。これについては後で説明しますが、本質的に聞こえなくなり、スピーカーへの影響がほとんどまたはまったくなくなるまで続けます。

後で説明するように、彼らはこれを完全に行うわけではなく、クロスオーバーごとに効果のレベルが異なります。

クロスオーバー周波数の設定

この記事のタイトルは「スピーカーのクロスオーバー周波数を設定する方法」なので、そろそろこの部分に取り掛かりましょう。

ほとんどのステレオシステムには、ツイーター、ウーファー、サブウーファーの 3 種類のスピーカーコーンがあります。これらは、サウンドプロファイルの高域、中域、低域を表します。しかし、あなたはすでにこれを知っていると確信しています.

ただし、クロスオーバー周波数を設定するときに必要なこと 2 つのポイント、または必要に応じて 2 つの周波数カットオフを選択することです。これにより、電子信号が 3 つの異なる範囲に分離されます。

クロスオーバーの最も一般的なカットオフ

ローパスフィルター：80Hz（最大100Hz）

ハイパスフィルター：*3,500Hz（3,000Hzまで）

*そのハイパス番号は見覚えがあるはずです。以前、例として 3.5kHz を使用しました。さて、kHz の「k」は「キロ」を表し、千を意味し、すべてのメートル法 (キロメートル、キログラム、さらにはキロバイト) で使用されます。したがって、3.5kHz は 3,500Hz と同じです。

重要な情報

人間の聴覚は、最低 20Hz から最高 20,000Hz までの周波数の音を感知することができます。もちろん、これは個人、年齢、特定の聴覚能力によって異なります。 20Hz より低いものはゾウの低周波音の領域にあり、20,000Hz より高いものは犬笛の範囲に入ります。

クロスオーバー周波数が音声信号をどのように分割するか .ローパスを 80Hz に設定し、ハイパスを 3,500kHz に設定すると、スピーカーは次の範囲になります:

サブウーファー:20～80Hz
ウーファー:80～3,500Hz
ツイーター:3,500-20,000Hz

信号の低いまたは高いものは、技術的にはサブウーファーとツイーターにそれぞれ送られますが、何も聞こえません。ただし、あなたの犬やペットのゾウかもしれません。

さまざまなタイプのクロスオーバー

クロスオーバー周波数と通常設定されている標準値がわかったところで、今度はシステムにクロスオーバーをピックアップしてインストールする方法について説明します。

通常、3 種類のクロスオーバーがありますホームステレオとカーステレオシステムの両方で使用されています。これらには、アクティブクロスオーバー、パッシブコンポーネントクロスオーバー、およびインラインクロスオーバーが含まれます。それらの違いを理解することは、システムに最適なものを選択するのに役立つため、これらについて詳しく説明したいと思います.

アクティブクロスオーバー

名前が示すように、アクティブクロスオーバーは、通常 12V DC 電源を介してアクティブに電力を供給する必要があります。電気接続またはバッテリーのいずれかを介して、また接地する必要があります (または英国では「接地」)。そのため、インストールがより困難になります。これは不便かもしれませんが、一般的に、アクティブなクロスオーバーのプラス面はマイナス面よりもはるかに重要です。

アクティブクロスオーバーは、コンデンサと可変抵抗器を使用して電気信号をフィルタリングする電子デバイスであるため、機能するために電力が必要です。低電力信号のみを処理するように、受信機とアンプの間でシステムに配線されます。

増幅前にこれらの信号をフィルタリングすることにより、信号をブーストしてからブロックすることで電力を浪費する必要がなくなります。

アクティブクロスオーバーの仕組み

アクティブクロスオーバーは通常、RCA 入力を使用します。信号を左右の 2 組の RCA 出力に分割し、アンプと個々のスピーカーに送ります。

アクティブクロスオーバーには、サブウーファーからの低音を純粋でクリーンに保つためのローパスフィルターと、歪みの原因となるミッドがツイーターに到達しないようにするためのハイパスフィルターが含まれます。

低域と高域の両方をカットし、メインスピーカーセット (特にカーステレオシステム) に送られる周波数を分離するバンドパスフィルターも含まれている場合があります。

サウンドのカスタマイズ

ほとんどのアクティブなクロスオーバーは、それらを通過する各チャンネルのボリュームコントロールを提供します。イコライゼーションを設定できるものもあり、全体的なサウンドスケープを微調整できます.そしてもちろん、クロスオーバー周波数をシステムで最適に聞こえる正確なポイントに設定することもできます。

それらはより高価ですが、これらすべての理由から、それらに電力を供給することがオプションである限り、ほとんどのステレオにアクティブクロスオーバーをお勧めします.ここにいくつかの優れたクロスオーバーオプションがあります。

Soundstorm SX310 3 ウェイクロスオーバー

3チャンネルの出力を生成する2つのフィルターを備えた手頃な価格のアクティブクロスオーバー。このデバイスには、レベルコントロール、位相シフトコントロール、選択可能なクロスオーバースロープ、およびサブウーファーを最大限に活用する低音ブーストも含まれています。

PRV Audio EX4.6 Pro 4 ウェイクロスオーバー

これは、カーステレオシステムに最適な 4 ウェイフィルタリングを備えたミッドレンジクロスオーバーです。クロスオーバー周波数を設定して、高、高中、低中、低のチャンネルをターゲットにして、精度を高めることができます。また、サブウーファーチャンネルの重低音ブーストも含まれており、車が震えたり揺れたりしますか?

クラリオン MCD 360 3 ウェイクロスオーバー

PRV オーディオと同じ範囲で、このクロスオーバーは 3 つのチャンネルの出力を提供します。また、サブウーファーのレベルコントロールと、最大 +16 デシベルまでの低音ブースト機能も備えています。

パッシブコンポーネントクロスオーバー

一方、パッシブクロスオーバーはおそらくより便利です。これは、電力を供給する必要がなく、単純な電気部品であるためです。インダクタとコンデンサを使用して不要な周波数を除去する、かなり基本的な技術です。

これは、2 ウェイおよび 3 ウェイのブックシェルフやフロアスタンディングスピーカーに組み込まれているものです。パッシブコンポーネントクロスオーバーは、スピーカーラインのアンプの先に設置されます。

パッシブクロスオーバーの例

Audiopipe CRX-203s のような 2 ウェイコンポーネントクロスオーバーにより、信号はツイーター用のハイエンドとウーファー用のローエンドに分割されます。さらに、CRX-303s のような 3 ウェイクロスオーバーを使用すると、サブウーファー、ウーファー、ツイーターに 3 つの出力範囲が得られます。クロスオーバー周波数は通常、事前に設定されているため、制御の一部が不要になります。

パッシブコンポーネントのクロスオーバーのもう 1 つの大きな欠点は、アンプの後に配線されていることです。つまり、電力を使用して信号をブーストし、その信号の多くを除去する必要があります.

これにより、電力が熱として浪費され、システムの全体的な電力の可能性も低下します。一方、これらのクロスオーバーは安価で、取り付けが非常に簡単で、動作に電力を必要としません.

インラインクロスオーバー

クロスオーバーの 3 番目のオプションは、インラインクロスオーバーです。この名前は、システム内の位置付けに由来しています。これらのクロスオーバーユニットは、アクティブコンポーネントと同じように、レシーバーとアンプの間に配置されます。

アンプの前に配置されるため、低電力信号で動作します。これは、コンポーネントのクロスオーバーで見られるように、電力を熱に浪費するという問題を解決するのに役立ちます。

ただし、インラインクロスオーバーとアクティブクロスオーバーの主な違い インラインのものは非常に基本的であり、クロスオーバー周波数は事前に設定されています。これにより、サウンドプロファイルを制御できなくなりますが、安価で簡単にインストールできます。

インラインクロスオーバーの使用

通常、インラインクロスオーバーは RCA イン/アウトで、レシーバーからアンプに直接接続します。必要なプリセットクロスオーバー周波数を確認するだけです。次に、ハイパス (低いものはすべて除外されることを意味します) またはローパス (高いものはすべて除外されることを意味します) を選択します。

例としては、70Hz 未満の信号のみを分離する Harrison Laboratory の FMOD 70 Hz ローパスクロスオーバーや、100Hz を超える信号のみを通過させる FMOD 100 Hz ハイパスクロスオーバーなどがあります。

これらは、カーステレオシステムで広く使用されているシンプルで手頃な価格の RCA プラグインデバイスです。さらに、サイズの異なる複数のドライバーが付属しています。

クロスオーバースロープについて

まだ言及していないもう1つのことは、クロスオーバースロープです。周波数 (x 軸) に対するボリューム (y 軸) を示す図を考えてみてください。クロスオーバー周波数の片側に適切なレベルラインがあり、反対側ではかなり急激にゼロに落ち込むことが必要です。

これがクロスオーバースロープであり、クロスオーバーが不要な周波数をフィルター処理するのにどれだけ効果的かを測定します。したがって、非常に急な傾斜が最適であると考えるかもしれませんが、一般的にはその通りです。ただし、ローパスフィルターよりもハイパスフィルターの方が傾斜が浅くても問題ありません。

スロープは、1 オクターブで音が何デシベル低下するかによって測定されます。一般的に、-6dB、-12dB、および -18dB の勾配を持つクロスオーバーが見つかります。ツイーターからウーファーまでは、-12dB がかなり標準ですが、通常は -6dB で問題ありません。サブウーファーの場合、-12 または -18dB が最もクリーンでピュアな低音を生成し、濁りを防ぎます。

さらに読む

優れたサウンドシステムの設計と計画について詳しく知りたい場合は、Vance Dickason の Loudspeaker Design Cookbook をお勧めします。彼は、スピーカーのクロスオーバー周波数を設定する方法について知っておくべきことをすべて説明しています。スピーカーの選択から配置、クロスオーバーの設置と周波数の選択まで

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