もっぱら、プァ・オーディオを追求・試行錯誤してます。

MCAP-CRモデルの補足(2) を受けて

鈴木さんのブログ、MCAP-CRモデルの補足(2) にコメントを付けたところ、どうやら私の意図したことが伝わっていないようです。

端的に言って、
>ひとつのチャンバーに複数ダクトってやっぱり意味ないですね。
>無駄なので、エネルギを使うのはやめましょう。
と、結論のように書かれたことに対して、決めつけるのは敵を作りそうな行為ですよと、言うつもりでコメントを付けたんですが、短いコメント欄では真意が伝わらなかったようです。

以前F0を潰すという話題で、シングルバスレフの音が良くないのではないかという記事を書き、それをおそらく補足するような記事を鈴木さんが書き、執拗なコメントを鈴木さんがつけられたということがありました。わたしの方は、怪しげ音響論というカテゴリで論じてますから、反論が来たら、私自身物を知らなくてすみませんと言って終わりにできますが、鈴木さんのブログはそうではない。それで、ちょっと責任を感じたりしてました。

ですから、今回の、空気室ひとつにバスレフダクトを複数つけることに対して、それは無駄だと決めつけるように感じられるような、言い切りはどうかなというのが私の感じたことで、心配事だったわけです。

それで、JSPという方式もありますよ、シングルバスレフでは周波数特性にくぼみができてしまうくらいの大きさの箱にすることができて、(Fdがブロードになるのかどうかわたしはわからないけど、本家のホームページでは、)周波数特性にくぼみができにくい方式と紹介されています。

JSPのホームページではJSPのFdを求めるExcelシートが公開されていますが、長岡鉄男氏のFdを求める式で求めたFdとほとんど同じ結果です。もちろん、JSP方式の容量でシングルバスレフにすることは可能で、Fdも同じにすることは可能ですが、そうすると周波数特性にくぼみが出てしまいます。ですから、JSP方式で複数ダクトを使用することには意味があります。

長さの違う複数ダクトについても、(パイオニアの管共鳴を押さえるバスレフダクトが開発されたのでもはや意味がない感じもしますが)、異なる管共鳴を重ねることで、それぞれの管共鳴のピークを分散し、管共鳴を減少させるという効果はあるかもしれません。ですから、この場合も、多少は意味があり、バスレフダクトの複数化は意味が無いと決めつけることは良くないのではないかと感じます。

鈴木さんの立場もわたしはわかっているつもりです。数式で表せないモデルよりは、数式で表せるモデルのほうが、利用価値が高いに決まっています。しっかりしたモデルが有るのなら、試行錯誤の段階をある程度減らすことができますから。ですからしっかりした数学モデルを追求する鈴木さんはすごいと思ってます。

今回は複数ダクトにしてもFdは一つにしかならないということの計算について説明したのはわかります。ただし、その結果から、複数ダクトは意味が無いと受け取られかねない結論はちょっと早すぎる気がしています。

・・・・・・・

例によって、今回もカテゴリは怪しげ音響論です。内容があっているかどうかは各自自分の頭で判断してほしい。わたしが絶対的に正解だとは、わたしは自信を持って言えませんからね。




オカリナは、バスレフダクトの開口面積を変えることによって音階を出す楽器です。穴が2つ以上開いていても、複数の音階が出ることはありません。やっぱり複数のバスレフダクトでもFdはひとつになるということですね。この動画では多重録音で音が重なってますけど。
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ちょっと前のブログの修正(共鳴管で共鳴管の癖を取る方法関連で)

ちょっと前のブログで、

バスレフのダクトの癖を取る方法と同じ方法で共鳴管の癖を取った倉橋さんのStereo誌コンテストの共鳴管は審査員特別賞をとったはずで、実際に聞いてわたしは不自然に思いませんでした。でもこの方法は90°ズレた音を重ねているだけです。

と書いたのですが、この方法は90°位相をずらした音を重ねているわけではありませんでした。じっくり考えたところ、これは逆相の音を重ねて3倍音などが出ないようにする方法でした。

ちょっと前のブログの修正(共鳴管で共鳴管の癖を取る方法関連で)
ユニットから出た音が共鳴管の出口と、癖を取るための共鳴管(確かレゾネーターとか言ったかな)の奥の壁まで進んだ音波を表したと思ってください。

レゾネーター(間違っているかもしれないけど、とりあえず今日はこの用語で説明します。)に入っていく音と、共鳴管の出口に向かう音は、当然ですが同相の音です。

レゾネータの壁で反射する場合は、進行方向が逆になるだけなのでユニットから出た音の逆相となります。

共鳴管の出口では、開口端反射(この程度はネットで調べてね。)しますから、進行方向が逆になるだけでなく音の振動方向が壁反射とは逆になります。逆の逆で正相の音に戻ります。

ちょっと前のブログの修正(共鳴管で共鳴管の癖を取る方法関連で)
反射して戻る音がそれぞれ逆相になります。レゾネーターからの音と共鳴管からの開口端反射の音が合体すると、逆相の音の重なりですから音が消えるわけです。ですから、レゾネーターの長さはレゾネーターを取り付けたところから、共鳴管の出口までの長さということになります。そうでないと、逆相の音とはなりません。(開口端補正の分もしっかり考えなければならないかもしれませんね。)

この説明だけだと、すべての反射音を消すことが可能のようにも思えます。レゾネーター一つだけで、3倍音も、5倍音も、7倍音も消すことができそうですが、取り付ける位置によってはまったく消音効果が出ないのではないかとも思えます。

レゾネーターを取り付ける場所は、結論から言うと、共鳴管の音の節となるところです。節の部分は、節の両側から押されたり、引っ張られたりしているところですから、圧力の変化が一番大きいところ。ここに出口を作ると、出口に向かって空気が入ったり出たりできます。共鳴管の腹のところは、空気の動きは最大ですが、ユニットからの音の動きと反射した音の動きが一致するので、空気の圧力変化はないところです。圧力変化がないので、レゾネーターには空気はほとんど入らないでしょう。

私が90°位相が遅れた音を重ねる方法と勘違いしたのは、共鳴管の節とレゾネーターの出口の腹をぶつける方法だったので、いつの間にか勘違いしてしまいました。

一昨年度のStereo誌特別賞の倉橋さんには悪いかなと思いますが、バスレフダクトの共鳴管の癖を取る方法として発表されてしまいましたし、じっくり考えると私の考察したところまでは何とか到達できるのではないかと思います。
倉橋さんのすごいところは、テーパーの付いた共鳴管の節の位置を見出していること。共鳴管にテーパーを付けることは、共鳴管の癖を減らすことに関係していると思います。共鳴管の低音強調作用は実は定在波と同じです。部屋の定在波を減らす一つの方法として、平行面をなくすことがあります。テーパーを付けることで平行面が少し減りますから、癖が減るはずです。しかし、・・・・。
節の場所はどうやって求めるんだろう? テーパーを付けることにより、節や腹の位置が変動するはずですから。

倉橋さん、もし見ていて、間違ったことを書いていたら指摘してください。公開するなという場合も善処させてもらいます。

まずは宿題のF0を潰すについてだが・・・・

塩ビ管オフ会、kenbe邸訪問から帰ってきました。

ただ、デジカメを忘れた(さらに私はまだガラケー)なので、一切写真は撮ってきていません。ですから、塩ビ管オフ会詳解は他の人に任せるとして、宿題になっている、kenbeさんがブログで書いていた、F0を潰すという意味について、kenbeさんから聞いてきたことについて書くわけですが、・・・・・・・。

結論から言うと、・・・・、私の理解力ではわからなかったというのが正直なところです。

まず、F0を潰すという表現ですが、これはkenbeさんが最初に使ったわけではなく、過去のオーディオ誌(確か、オーディオ・ベーシックと言っていたような気がするがもうあやふやです。)の記事にかかれていた表現で、それをkenbe氏も使用したと言っていました。もう私にはその記事を記事を見ることも探すことも難しいでしょうから、その記事を知らない私には、説明を受けたけど、その説明をうまく伝える自信はありません。簡単に言って、F0を潰すというのはF0の位置を変えることだとも言っていたんですが、小さい密閉箱に入れて、F0cを大きく上昇させたとしても、おそらく高域がきつくなるでしょうし、密閉箱では低音は期待できない(反面イコライザーは利用できるんですが)わけで、そのような簡単な話ではないでしょう。

位相についても説明を受けたんですが、話を聞きながら思ったことは、フルレンジのバスレフについてよりも、マルチウェイのバスレフ(つまり、コイルを通して位相がずれたウーファーのバスレフ)についての経験から出てきた話かもしれないとも思えます。しかし、マルチウェイにはまだ挑戦していないわたしにとって、位相のズレという、超微妙な問題は理解困難で、・・・・・、というのが結論です。

kenbeさん自身、この件についてはあまりいいたくないようなことも言っていました。私のように、説明しても理解が難しいということをおそらく嫌というほど感じてきたのかなとも思います。
もしかしたら、私のF0を潰すという話題に併せてブログ記事を書いたsuzukiさんが、記事が間違っていると執拗なコメントを付けられ、ついには、このような記事を書く自体になったことも、kenbeさんが言いたいくないと感じる一因になっていそうな気がします。suzukiさん、塩ビ管オフ会で、『バスレフ研究所というブログでバスレフの音が嫌いですと書いたから反発がきたんですよ』みたいなことを言ってしまったことも含めて、ごめんなさい。

・・・・・・・

位相は回転すると言われることもありますが、コイルやコンデンサーを通って、位相が90°回転したとしても、スピーカーユニットから90°横向きに音が出るということは絶対にありません。これはおそらく、電気回路の方の考えで、虚数軸という現実にはありえない軸と実数軸とで考えた場合、位相が回転すると考えてもいいことになるのかなと思いますが、あくまでも素人考えです。
現実には虚数軸と言うのはありえないので、回転運動を何かの軸に正射影した結果が振動ということになるんでしょうけど、現実的には、位相の回転というのは振動の遅れということになるのかなと思います。

もしかしたら、木工大好きの位相の問題は低音の問題。が関連している話題なのかなとも感じます。

ただし、・・・・・、

わたしにはおそらく位相のズレは判っていないと思う。

バスレフのダクトの癖を取る方法と同じ方法で共鳴管の癖を取った倉橋さんのStereo誌コンテストの共鳴管は審査員特別賞をとったはずで、実際に聞いてわたしは不自然に思いませんでした。でもこの方法は90°ズレた音を重ねているだけです。位相のズレが問題になるのなら、この方法も認められないはずなんですが、けっこう大きい賞を得ている。ということは、位相のずれた音が重なって出ていてもわからない人が多いということなのか? と、位相のずれた音が判断できなかった私はこの問題について、解答を出せないでいます。

わからないものは、頑張ってもわからん!

ということで、Pochiさん、すまん! 私にはこの話題は荷が重すぎた。

バスレフのFdでグライコを使うのはちょっと怖い

バスレフはやっぱり制動が効かなくなるのかなの記事に、suzukiさんからコメントが付きました。そのコメントも参考にしながら、バスレフのFdの動作を考えていたら、思い違いをしていたことに気が付きました。

バスレフはやっぱり制動が効かなくなるのかな
前回の記事でも使わせてもらった、Korvaさんの記事からの画像をもう一度見てください。

バスレフの強調周波数Fdではインピーダンス(交流での抵抗と考えることが出来る)が下がっています。ですから、電流は流れやすくなります。そうだったら、ユニットの出力が増えても良さそうなのに、ユニット出力を表す緑の線は下がっています。
なんで電流がいっぱい流れるのに、ユニットは動きづらくなるのだろうと考えていたんですが、Fdではユニットに電流による電磁力以外にも力が働いていたからだったんですね。

「DIY-Sound 自作スピーカー 手作りの音を楽しみましょう」という、わりと有名なスピーカーホームページがありますが、そこの、
スピーカーエンクロージャ:バスレフ型スピーカーのところに、バスレフの動作を説明するGIF画像がありました。ちょっと利用させてもらいましょう。

バスレフのFdでグライコを使うのはちょっと怖い
ピストンがユニットの動き、おもりの動きがバスレフダクトの中の空気塊の動きを表しています。ユニットとは逆相の動きをしているので、バス・レフレックス(バスはベースつまり低音、レフレックスは位相反転のことらしい。)、略してバスレフと呼ばれているわけです。
このモデルは、長岡鉄男氏も使っているモデルですので、おそらくかなり広まっています。でも、いろいろなことを考えると、現実は違う部分もあります。

もし、空気ばねがこのバネモデルと同じ動きをするのなら、ユニット出力が減るはずがありません。空気ばねに押されてユニットもFdでの出力が上がるはずです。でも実際は逆になっています。

モデルというのは、現象のある1面をわかりやすく説明するために使うものです。ユニットの振動とは逆位相でバスレフ内部の空気塊が動くという1面をわかりやすくするために使用しているもので、その他の部分まで説明できるものではないようです。ですから、このモデルでユニットの振動板に働く作用を考えてはどうやら良くないらしいということが感じられてきました。

・・・・・・

ユニットの振動板に働く力は、単純に空気室内の圧力です。Fdでは、ダクト内の空気塊が飛び出したとき、飛び出した空気の体積分、空気室内の圧力が下がります。ですからユニットの振動板が外に飛び出たいのに、空気圧が下がるので、ユニットの振動板は逆に引っ張られます。つまり、バスレフのFdでは、ユニットの振動板は、アンプから送られてくる信号とは逆に動く向きの力を空気室内の空気から受けるということです。

・・・・

電動ドリルの刃が引っかかって止められてしまうと、モーター内の磁界の変化が止められてしまいます。すると、コイルは単なる導線と同じになり、一気に電流が流れて、最悪の場合、コイルが焼けてしまいます。

同様のことがバスレフのFdのときに起こります。その結果が、Fdでのユニット出力の減少になり、ユニット出力が減った事によって、インピーダンスは下がります。

・・・・・

ですから、バスレフスピーカーで、Fdの周波数をイコライザで強調することは、ユニットにとってとても危険なことだということが理解できました。

勿論、バスレフではFd以下の周波数はばっさりカットされてでなくなりますから、その帯域をイコライザで強調するのがいけないのは当たり前です。でも、バスレフのFdも、イコライザで強調するのは危なそうです。

さて、この考えは正解なのかな。

バスレフはやっぱり制動が効かなくなるのかな

F0の問題点は、もしかしたら波形(音色)なのかなの記事にSuzukiさんからコメントが付きました。

アンプ側から見ると、バスレフのFdではインピーダンスが下がり、ダクトを駆動するために電流をたくさん流さなければならなくなるという内容でした。

・・・・

ということは、Fdではユニットの振幅は大きくなるんだろうか? なんとなく、(シングル)バスレフの音は、制動が効きにくそうな感じがしてきた。

関連情報を探して、検索してみたら、Korvaさんのホームページのメモのページが出ました。

バスレフポートの負荷のかかる範囲と音色、付帯音ついての研究

FE103ENのシミュレーションで検討しています。そこから画像を借りましょう。

バスレフはやっぱり制動が効かなくなるのかな
今はなくなってしまった、アプレット版のスピーカーシミュレーションで検討しています。ということは、けっこう過去の記事です。
青い線がバスレフダクトの出力、緑の線がユニットの出力、赤い線がインピーダンスです。Fdはインピーダンスの2つの山の間の谷の底になっています。確かにインピーダンスは下がるので、ユニットにはたくさん電流が流れることになりそうですね。でも、ユニットの出力は下がっていますね。ということは、ユニットはあまり振動しないということになるのかな? かわりに、ダクト内の空気の塊が振動するということになりますね。

やっぱりバスレフは制動を効かせにくいのかな?

そういえば、あんまり深く考えずに作ったこのバスレフ箱、そこそこ聞ける音だったようなきがする。
バスレフはやっぱり制動が効かなくなるのかな
前面と側面をA4用紙と同じサイズにして作ったFF85WKのスリットバスレフの箱です。

メーカー推奨箱より、ちょっとだけ容量が大きくなっているので、より低音が出るようになっていたはずです。もう設計図もないので、何HzをFdにしたかも覚えてないけど、容量を大きくした分制動の効かない低音になりがちなので、スリットダクトにしたのは正解だったかもしれないと今更ながら感じたりする。バスレフはやっぱり何らかの方法で、制動をかけてあげる必要があるのかもしれない。
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真似してもいいけど、その場合は自己責任でお願いします。

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