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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)

CBS-CRシミュレータ(1)

CBS-CRは、いま改めて評価すると標準のMCAP-CRよりも面白い方式です。
ただ、構造は極めて面倒です。
下記が標準的なCBS-CRです。
CBS-CRシミュレータ(1)_a0246407_17265756.png
kで書いてあるものが空気室、mがダクトですので、全部で9空気室20ダクトというシングルバスレフからは想像のできない構造です。
こういう自由度が増えるとどういうことがあるかというと、ひとつはローエンドを伸ばしやすいこと、もうひうとつは低域の癖が出にくいことです。
癖が出にくいというのは、特性周波数をバラバラにした成果だろうと思います。
また、CBS-CRは、ダブルバスレフとトリプルバスレフの要素を併せ持ちます。
4隅の空気室、k5〜k8は、トリプルバスレフを構成する要素、その間にあるk1〜k4は、ダブルバスレフの第二空気室であり、トリプルバスレフの第二空気室でもあります。
とりあえず上記の標準構造をType CS(CBSの"C"とStandardの"S"で"CS")と呼ぶことにします。
こんな構造でいいのかと思いましたが、この構造を1/4にした簡易型、名付けてCBS-CR Type CQ(Quarterの"Q")を製作して使った限り、これがなかなかいい。
ただし、経験上、音の癖を更に減らすには、空気室やダクトが多くかつ自由度が高いほうがいい。
このページに何度も書いていますが、ひとつの空気室にダクトをたくさん付けても自由度は増えないので、それは多自由度とは違う効果になります。
このモデルのシミュレータをつくるには、この運動方程式を数式化しなかればなりません。
多自由度方式の運動方程式の主役は、剛性行列を求めることです。
自分は、これをばね−質点系の振動モデルにダクト面積を加味して導き出しており、面倒ですが、質点の変位の正方向を決めてやれば、テクニカルに剛性行列を導き出すことができます。
詳細は、シミュレータを公開するときに、白書として公開するので、ここでは省略します(ある程度書いてあります)。

多自由度バスレフの場合、空気室を直列につなげて、ダブル、トリプル、...と増やしていくと、残念ながらローエンドが伸びる代わりに中低域のレベルが上がりません。
ひょっとしたらもっといい設計があるかもしれませんが、自分の知る限りでは直列型の多自由度は、トリプルが限界だと思います。
そこにダブルとの組合せを構成したのがこのCBS-CRということです。
ダブルバスレフのポートとトリプルバスレフのポートとでは、音の位相が違い、それは、音楽を鳴らしながらポートに手をかざすと確かめることができます。
トリプルのポートは、一拍遅れて低音が出てくる感じで、これはこれで、ちょっとした味付けになります。
生の音だって、減衰しにくい低音は、マルチパスで耳に到達するので、結局こういう動作と似ていないわけではありません。

現在、とりあえず、もっとも単純なCBS-CR Type CQの方程式まではシミュレータに移植したので、あとは関連する部分を修正すればバージョン1が完成します。
その後、標準型の半分のタイプのType CH(Halfの"H")、標準型のType CSを選択できるようにすれば、まあ、使えるものになるでしょう。

多自由度バスレフって、考えるだけでも楽しいし、聴いてみるとこれが、他になかなかない味を出します。
欠点は、難しくて手を出しにくいこと、メーカーが箱を重視していないことでしょう。
シングルバスレフでもそこそこの音は出せますが、多自由度バスレフにすると、これが全く違う世界の音になります。
試す人が増えると励みになります。

by mcap-cr | 2021-01-28 09:57 | プログラミング | Trackback | Comments(6)
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Commented by yasufuku at 2021-01-28 12:05 x
作図の第一印象は玉すだれ(すいません!)ですね。
でもこれって、作るのは本当に大変な作業です。
私自身、変な形のモノを作るのは得意な方ですが、
これはさすがに厄介です。
大ざっぱな1つの製作案として、9個の空気室を円柱状にし、
それら全部ひとまとめで外箱に入れるのはどうでしょう。
(箱内部に沢山の空間が出来て無駄に大きくなりますが)
3Dプリンターを自在に扱える人なら案外簡単かも知れません。
これからのスピーカーになるかもです。
Commented by yasufuku at 2021-01-28 12:13 x
>9個の空気室を円柱状にし、
角柱でもいいのですが、それだと全体として並行面が
多くなりすぎますので。
Commented by mcap-cr at 2021-01-28 15:46
> yasufukuさん
図が悪かったですね。
イメージ的には長方形をイゲタ(#)に仕切った感じです。
きれいに仕切ることができる場合には、空気室の多い標準のMCAP-CRでもいいのかもしれません。
イゲタに仕切ると空気室は9個、隣合った空気室とはダクトで繋げるのでCBS-CRになります。
これが、工作が容易で、無駄のない形状かと思います。
Type CQは、田の字に4つに仕切るだけなので、更に簡単です。
田の字でもそれなりの音になるので、イゲタ仕切りまでは不要かもしれません。
Commented by yasufuku at 2021-01-28 21:37 x
並行面は無いですね。 平行面の誤りでした。

CBS-CR、いつか試作したいと思いました。
やっぱり難しい方が作り甲斐があって良いです。
Commented by mcap-cr at 2021-01-29 05:43
> yasufukuさん
箱の平行面は、私はさほど気になりません。
気になるのは振動板裏側の面が近い、奥行きが浅い場合です。
平行面が気になるなら紙箱吸音法がいいと思います。
Commented by mcap-cr at 2021-01-29 06:56
> yasufukuさん
CBS-CRのシミュレータ頑張る励みになります。ありがとうございます。

生演奏を主とすれば、オーディオは箱庭で充分でしょう。
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