バスレフ研究所 Personal Audio Laboratory mcap.exblog.jp

工学オーディオに取組むオカルト嫌いです。


by MCAP-CR
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昨日、石田さんから電話があり、急遽上京されることになりました。
FOSTEXユニットの購入検討もあったとのことですが...それは邪魔してしまいました。ゴメンナサイ。

さて、石田さんのリスニングルームと私の部屋の居室とは伝達関数が雲泥の差です。
伝達関数論

石田さんは部屋の差をしみじみと感じながら、それでもパフォーマンスを発揮しているトロフィーに安心されていました。
このあたりは、石田さんのブログに記事を書かれると思います。

その後は、ビールを飲みながらゆっくりと真実のオーディオを語り合いました...

石田さん、お土産まで有難うございました。
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by mcap-cr | 2015-04-27 07:06 | オーディオ一般 | Trackback | Comments(0)
前回、バックロードバスレフは、ダブルバスレフの副空気室に周波数依存の特性があるのではないか、と書きました。
周波数依存特性を作り出しているのが、下の写真に書き込んだ赤の太線区画の線です。
a0246407_2111679.png

この隔壁がなければ、普通のダブルバスレフの特性になってしまうに違いありません。
それではまったく面白くない訳で、そもそもダブルバスレフで満足な特性が得られるのであれば、バックロードバスレフもMCAP-CRも要らないわけです。
では、隔壁の位置を変えてみたらどうなるのでしょうか?
たとえば、こんなのも面白そうです。
a0246407_2113024.png

これでもいいかも
a0246407_2113660.png

隔壁の両側を空けてみたらどうなるでしょうか?
a0246407_2114373.png

と、空想を張り巡らせることができます。
実験できればしてみたいのですが、手間とコストが半端ではなさそうですね。
シミュレーション計算は、多自由度バスレフのように簡単ではなさそうだし...

こんどの日曜にでも、音を聞きながら考えましょう。
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by mcap-cr | 2015-04-23 21:11 | スピーカー設計 | Trackback | Comments(2)
石田さんからお借りしている作品は、『トロフィー』ですが、石田さんのブログには詳しい内容は公開されていません。
そこで、別な作品の写真を勝手に借用しました。
そこに自分の解釈を書き込んでみました。
a0246407_20523761.png

こうやって書いてみるとダブルバスレフに見えてきます。
長岡式ダブルバスレフのように、主空気室よりも副空気室の大きなタイプです。
違うのは、副空気室が単純な箱構造になっておらず、ホーン型になっているという点です。
この構造を理屈で説明するのは難しそうです。
しかし、普通のダブルバスレフとは何が違うのか考えてみました。
(1)副空気室に抵抗効果がある。
(2)以下も書けると思っていましたが、上記(1)に集約されそうです。
副空気室に抵抗効果があるとどうなるか?
抵抗効果は、周波数によって違うはずです。
となると、周波数によって、副空気室の容積が変わってくるという動作が期待できるのではないかと思います。
すなわち、ダブルバスレフよりも癖がつきにくいはずです。
これが、私の考えたバックロードバスレフの効果です。
この効果を仮定した場合の型式を勝手に命名してみました(石田さんゴメンナサイ)。
名付けて"Frequency Dependent Double-Chamber Cavity Resonator(FDDC-CR)"。
周波数依存型2空気室バスレフ型。
イマイチな命名だなあ.....
もう少し考えましょう。
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by mcap-cr | 2015-04-22 21:03 | スピーカー設計 | Trackback | Comments(3)

電報を打つ!

昨日、日曜は実兄の三回忌でした。
このため、土曜に母と打ち合わせるために自宅に電話を掛けました。
ところが、ネットワーク障害のようなアナウンスが出て繋がりません。
朝掛けて、昼掛けて、夕方に掛けても直りません。
携帯に掛けても応答がありません。
もともと携帯には出ないので、これでは連絡のしようがありません。

NTTの故障受付に電話をしてみるものの、個人情報がなんちゃらら...というマニュアル通りに対応しているようで、ネットワーク障害について何も教えてくれません。
最後に何とか教えてもらうことができましたが、ネットワーク機器の電源が抜けているとのこと。
連絡するために、千葉まで行くのか!!!
と思いついたのが、電報です。

『ケイタイデレンラククダサイ』
と短い電文を打ったら向こうから家内の携帯に連絡が来ました。
祝電や弔電を除いて電報を打ったのは生涯で2度目です。
受けたのは生涯で1回だけ、大学の合否連絡でした。
『サクラサク』で、よかったのですが。

そんなこんなで、折角の土曜は、石田さんのバックロードバスレフを弄ることができず、
日曜は、朝4時半に起きて、準備をじっくりした後に、他所の迷惑になりにくい時間になってから、一気にインピーダンス測定を行いました。
本当はもっといろいろやりたかったんですが、そこでお預けです。
結果は昨日の記事をご参照ください。

いまでも電報が必用なんですね。
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by mcap-cr | 2015-04-20 20:00 | その他 | Trackback | Comments(0)
延び延びになっていたバックロードバスレフをまた少し弄ってみました。
今回は少しまじめに、インピーダンスを計ってみました。
インピーダンス特性は、スピーカーシステムの動作を概括するのに便利です。
ただし、インピーダンスを計測しても動作がすべて分かるわけではありません。
とくに多自由度バスレフにはその傾向が強いと思います。

さて、バックロードバスレフはどうでしょう?
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邪推は後にとっておいて、いきなり計測します。
計測は、一般的な方法ではありませんが、誰にでも分かりやすい方法です。
左がクランプメータで、ケーブルのうち1線をクランプして渦電流を測定し、間接的に電流を測る方式です。
中央は、スピーカーの端子間の電圧を測ります。
今回は、50Hzで1Vとし、ヴォリウム位置を固定します。
アンプは負荷インピーダンスが変わっても電圧が変わらないのが理想ですが、そうはいかないので、電圧も同時に記録します。
簡単に云うと、スピーカー端子に電圧を掛け、その電圧と、電流を測り、オームの法則で計算するだけです。
これを、オシレータの周波数を変えながら、なるべく多くのポイントで計測します。
端子に入力する周波数を変えながら、電圧と電流をメモしていきます。
これが耳に結構堪えます。
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これを見ても良く分かりませんが、結果を下に載せます。
a0246407_18102573.png

この結果を見ると、40Hz前後から、振動板に負荷がかかるようです。
負荷はブロードにかかり、更に90Hzから110Hzくらいのレンジで負荷がかかり、その上はあまり箱による付加的な負荷がかからないようです。
低音に焦点を当ててリニアスケールで書いたものが、下の図です。
a0246407_1816395.png

120Hzの少し上にも負荷のかかる部分があります。
負荷がかかる部分とは、インピーダンスのディップの部分です。
負荷がかかるので、電流を多く消費するという理屈だそうです。

バックロードバスレフは、多自由度バスレフよりも、山谷がはっきり分からないようです。
ということは、ブロードに負荷がかかる優れた方式と云えるかもしれません。
現時点では、まだ、石田さんの設計の詳細を知っているわけではありません。
ですので、その前に、少し邪推をしておきたいと思います。

バスレフとして明確に動作している周波数は100Hz前後でしょう。
ダクトの詳細を調べれば、等価容積を推定できるでしょう。
これは後の楽しみです。
120Hzの少し上の凹みは、スロート部分の動作でしょうか?
スロートがダクトとして動作すると仮定すると、出側に抵抗があるので、ダンプが強いはずです。
このため、インピーダンスのディップが小さいのでしょうか?

問題は、40Hzから上のなだらかなディップです。
音道がダクトとして動作していると考えると、共振点が見掛け上下がると考えられます。
これが、バックロードバスレフたる動作なのでしょうか?

解明はこれからですが、バックロードバスレフの特長は、バックロードよりバスレフに近いということかもしれません。
多自由度バスレフが、離散的(デジタル的)モデルなのに対し、バックロードバスレフは、アナログ的バスレフなのかもしれません。

まだまだ弄り足りませんが、バックロードバスレフは、多自由度バスレフに近いのかもしれません。
そういえば少し音も似ているように聴こえてきました。
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by mcap-cr | 2015-04-19 18:49 | 計測 | Trackback | Comments(0)

オシレータを使う(2)

便利なソフトウェアツールがあるのに何故使わないのか?

これは、自分がまだソフトウェアツールを使うレベルにないからです。
30年くらい前、まだ、ソフトウェアという言葉自体が一般的でない時代には、学士の卒業研究を含む大学の研究のためには、自分で計算プログラムを作らなければなりませんでした。
計算プログラムを作ることそのものに価値はあまりありませんが、
プログラムを作るためには、
(1)計算アルゴリズムを理解
(2)物理モデルを理解
していなければなりません。
これは、バグ出しの過程で更に磨きをかけられていきます。
だから、おかしな結果が出た場合にも、何となく変だ、と気付くし、その理由も推定できるようになります。

便利なソフトウェアツールは、手順を一般化し、特定のアルゴリズムに従って計算処理するようになっています。
ということは、アルゴリズムを理解しなければ何をやっているのか分かりません。
『今やっていることは正しいのか』
『みんなやってるから正しいんだろう。きっと。』
と葛藤を繰り返すことになります。
その挙句に、
前提条件を間違ってたから、今までの結果は全部パー~
なんてことになりかねません。

さらにもうひとつ落とし穴があります。
便利なツールによって、手順が自動化されていると、その過程に何があったのかわかりません。

音響解析の例では、
周波数分析測定中に、自動車が通って20Hzのレベルがぐんと上がった
なんていうことが普通にありえます。
大学のような立派な実験室があっても、2フロア離れた油圧機器の振動が30Hzのレベルを押し上げていた、というようなことが起こり得ます。

ということで、最終的な仕上げは便利なソフトウェアツールを使用するとしても、
単純な試験によって、大掴みにすることが非常に重要な意味を持ちます。

オシレータを使って、スピーカーシステムを検証する場合、
システムが共鳴(共振)する周波数と単にシステムの共鳴に関係なく別の要因で音圧が大きい周波数のような違いが明確に分かります。
バスレフシステムの場合は、共振周波数でダクトに手をかざすと、音圧を手で感じることができます。
さらに、単一周波数を入力した場合には、歪の状態がわかるし、部屋の癖も分かります。
こうした簡単な実験では、詳細な数値化はできませんが、まずは上記のようにシステムの特徴を大掴みにして弱点を発見することができます。

因みに、長岡式のピンクノイズ入力法では、上記のことはまったく分かりません。

石田式バックロード・バスレフシステムは、オシレータを使って分かることを発見してゆきたいと思います。
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by mcap-cr | 2015-04-15 06:32 | 科学 | Trackback | Comments(0)

オシレータを使う

前回の記事で、オシレータを使用していることを書きました。
私の使用しているオシレータは、以下のような構成のものをタッパーの箱にまとめただけのものです。
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ファンクションジェネレータが発信器であり、その周波数をオシロで測り、アンプで増幅するだけのことです。

最近は、ソフトウェアで一瞬のうちに計測してしまうというものがあります。
しかし、中身を理解せずにこういうものを使ってはいけません。
中身を知らずに使うというのは、取扱説明書を読まずに電気製品を使うのと同じで、事故に繋がったり、まったく見当はずれのことをしたりします。

では、どうして便利なツールを使うとよくないのか。

続きます。
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by mcap-cr | 2015-04-14 20:43 | 計測 | Trackback | Comments(0)
石田さんから『トロフィー』をお借りしています。
形式は石田さんオリジナルのバックロード・バスレフ型です。
バックロード・バスレフ型とは、音道が太く短いバックロードホーン型の出側を絞って低音の量感を調整したのが始まりで、現在では、出側にはダクトが付いたバスレフのような設計になっています。
これがどのような効果を生むのか、興味があります。
今週は空いた時間を利用して、効果を確かめようと思っていました。
残念ながら時間が足りなくなってしまいましたが、少しだけ弄ることができたので紹介します。
a0246407_6121422.jpg

この作品の後ろ側には、ダクトが付いています。
元のダクトは、内側にスポンジゴムを付けて、断面積を調整したようです。
内側にスポンジゴムを付けるという調整は自分もやったことがありますが、
断面積を調整できる以外にも、長さも調整できるし、ダクトの風切り音の低減にも効果がありそうです。
こうして細かな調整が行われたことが分かります。

さて、これから、オシレータを使って動作を検証していきます。
a0246407_6161441.jpg

オシレータは、秋月のファンクションジェネレータを使います。
写真は、ファンクションジェネレータにオシロスコープ(これも秋月)とデジタルアンプLXA-OT1を組合わせたもので、発振周波数を確認しながらスピーカーシステムに直接信号を入力し、音量を調整できるようになっています。
これを使って、ダクトの共振の状態を見極めていくわけです。
残念ながら、このシステムの使い方を忘れていて、上手に使えませんでした。
次週の末にもう少し詳しく調べようと思いますが、今回分かったことだけ少し書きます。

まず、ダクトの共振が始まる最低音圧が37Hz位、ダクトに手をかざすと、音圧を感じます。
このシステムのローエンドは37Hzとしてよいでしょう。
全高は900mmくらいありますが、化粧の外装が大きいため、実質の容積はあまりないはずです。
小さな容積としては、ローエンドを低くできるのが特徴です。
更に、発振周波数をすこしずつ上げてゆくと、共振が上がり、耳でもよく確認できるようになってゆきます。
今回はここまでしかできなかったので、来週はもう少しやって、できればインピーダンス特性を探りたいと思います。
バックロード・バスレフに興味のある方は、お待ちくださいね。
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by mcap-cr | 2015-04-13 06:31 | スピーカー設計 | Trackback | Comments(0)
スピーカーユニットの場合には、LとRとを測定すれば、電気的Qが計算できてしまいます。
Thieleのスモールパラメータでは、機械的Qと電気的Qとから次式で総合的Qを計算し、総合的QをQtsとしてスピーカーユニットのパラメータ値としています(“Thiele/Small”の項、Wikipedia英語版)。
a0246407_6192587.png

すなわち、書き直すと
a0246407_6193720.png

但し、
Qms:機械的Q
Qes:電気的Q
スピーカーユニット販売の大手であるFostexの場合は、このQtsをQ0としてパラメータ値にしていますが、Qms と Qes は公表していません。
このような大切なパラメータの値を公表しないということは、Fostexは技術者をユーザーの対象とするつもりがないのかもしれません。

多自由度バスレフシミュレータソフトでは、駆動力に力そのものを使用しますが、これを、アンプの特性を含めた電気(電力)信号とすれば、Qes も必要になるはずです。
それは、以降の課題としたいと思います。

Q値について、調べた結果を書きました。
自分なりの発見があればまたコメントしたいと思います。
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by mcap-cr | 2015-04-11 06:25 | スピーカー設計 | Trackback | Comments(2)
Wikipediaの説明を読むと、Q値の大きな素材は、減衰比が大きいようです。減衰比とは、自由振動の一般運動方程式
a0246407_6183440.png

のζのことです。ζが1より大きければ、自由振動せずに減衰します。ちなみに、スピーカーユニットのパラメータのひとつであるQmは、このζを別な形で、次式のように表したものです。
a0246407_6223039.png
すなわち、
a0246407_62309.png

パラメータQmは、私が配布しているバスレフシミュレータを使用するのに必要なパラメータです。Tangbandなどのメーカーは発表していますが、Fostexでは、なぜか発表していません。

次もWikipediaの情報を抽出します。

Wikipedia日本語版より(2015/3/16時点)

電子工学の分野でも共振回路の共振のピークの鋭さを表す値「Q」(Quality factor)として一般的に用いられる。(省略)
a0246407_6265863.png

a0246407_6282036.png

ここで、
a0246407_6285764.png


続きます。
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by mcap-cr | 2015-04-10 06:30 | スピーカー設計 | Trackback | Comments(0)