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はこにわオーディオ工学研究分科会 (旧名: バスレフ研究所)

FE108S使用のMCAP-CRの設計法検討(2)

ウマルさんが解放されたとするニュースが出てから日本のマスコミは大騒ぎですが、ネットは冷めた目が多いようです。
このウマルさん、拘束されたのは今回が5回目だし、その5回目も最初は不自然な拘束で、途中拘束先が変わったし、直近で拘束したとされるヌスラ戦線は関係ないと言っているし、身代金を支払ったとされるカタール政府は、そんなことしてないと言っているし、憔悴しているはずが元気だし、命が助かって嬉しいはずが、本人はカメラ取られたとか怒ってるし、不自然なことばかりです。
自作自演説、あるいは、身代金詐欺未遂説というので上記の疑問が全部説明できちゃうのはどうしてなんでしょう?
深く突っ込まないほうが良さそうですねー。

さて、本題に戻ります。
超強力型のスピーカーユニットFE108Sを使用するためには、箱の効率を最大限上げなければなりません。
MCAP-CRを含むバスレフ箱は、空気ばねとダクトの空気塊という質量の組合せで共振周波数が決まります。
共振周波数が同じでも、空気ばねと質量との組合せは無限にあります。
シングルバスレフの場合には、スピーカーユニットのTSパラメータを使って箱のサイズ(空気ばねの仕様)と質量(ダクトの仕様)の推奨値が提唱されています。
MCAP-CRのような多自由度型のバスレフでは、この手法は今のところ使えません。
従って、振動のシミュレータプログラムを使って、適切値を推定します。
振動シミュレータプログラムを使って計算するほうが、TSパラメータを使用した公式を使うよりも力学的には高度な感じがしますが、設計法が完成されていないということでもあります。

箱の要素について、物理的に定性的に説明すると下記の通りです。

箱の容積
容積が大きいと空気ばねの定数は小さくなります。
ただし、ダクト等の断面積が大きいと相対的な空気ばねの定数は小さくなります。
機械的なばねと比較すると、空気室が大きいことは、ばねが長いことに相当します。
ばねが弱いというのと似ていますが、単にばねが弱いだけでは、振幅を稼ぐことができません。
ばねが長いと、見かけ上ばねが弱くなったのと等価ですが、振幅を稼ぐことができます。
振幅が大きい=音圧が大きい
ということですから、音圧を稼ぐには、箱の容量を大きくすることが効果的です。
いままでの設計の反省点は、音域を重視し過ぎたことです。
音域を稼ぐのと同時に振幅を稼ぐのが重要であることに気付きました。

ダクトの面積と長さ
ダクトの断面積は、空気ばねに影響します。
面積が大きいと、空気ばねが相対的に強くなるので、固有振動の周波数は高くなり、振幅は小さくなります。
ダクトの長さが大きいと、断面積が一定の場合には、ダクトの空気塊の質量が大きくなるので、固有振動の周波数は低くなり、振幅は相対的に大きくなります。
こう書いていくと、ダクトを長く、空気塊の質量を上げてゆけば低域の固有振動数での音圧が大きくなりそうな感じがします。
しかしながら、いままでの経験により分かったのは、箱を小さくし過ぎてしまうと、ダクトを長くしても、空気塊の振幅はさほど大きくなりません。

つまり、箱の容量とダクトの断面積が一定の場合には、ダクトは長いほど効率が悪くなります。
こうした現象は、ある程度数式化が可能です。
数式は既に技術文書のページに挙げてあるし、シミュレーションプログラムにも実装されています。
しかし、手計算でないでないと、実感が湧きにくいのが実情です。
そのうち、こうした簡素化した物理モデルをホワイトペーパーにまとめてアップしようと思います。
いまは、まず、既存のシミュレータモデルを使って設計を検討していきます。

続きます。
by mcap-cr | 2018-10-27 05:57 | スピーカー設計 | Trackback | Comments(0)
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