もっぱら、プァ・オーディオを追求・試行錯誤してます。

共鳴管のお勉強 多分その1

200円ユニットバックロードバスレフの化粧箱用の板のカットができ、2月11日に取りに行ってきました。

今現在、我が家周辺にはものすごい寒気がきていて、とてもじゃないけど工作する気になれません。ですから、ユニット開口の中心などを見出すための実寸の図面を打ち出したところで中断してます。
本当はカットした後しばらく放置すると板が狂うことがあるので、さっさと工作に入ったほうがいいのはわかっているのですが、作業部屋が場合によっては気温が零下になっているので・・・。

誰がなんと言おうと、この気象は温暖化のはずがない。絶対寒冷化が始まっていると思う。アメリカも中国も温暖化対策に本腰を入れるとは思えないから、日本も温暖化対策はほどほどにして、もっとCO2を出しましょう。別に秋田県でみかんがとれてもいいじゃないか、なんてことを考えたりする今日このごろ。

ここしばらくは、ネット上で共鳴管について調べてます。実は共鳴管の理論は、高校物理でも取り上げられているのです。が、私は高校で物理を敬遠してしまいましたから、今頃調べているわけです。

長岡鉄男氏の共鳴管はすべて、高校物理でいうところの、閉管の気柱共鳴で説明ができます。

共鳴管のお勉強 多分その1
画像は、気柱の振動から頂いています。

管の両端がふさがっている場合は、内部に定在波ができますが、外に音を放射することができないので考える必要はありません。ですから、管の片方だけが閉じている場合の気柱共鳴となります。

図に書かれている節とは、全く振動しない点です。管の開いている方から音波を入れると、音波は管内を進行し、壁に衝突して、反対方向に反射します。管内部に進む音波と反射波の音波の位相はちょうど逆で、壁のところでは音波の振幅がおなじになるはずなので、重なりあって壁の部分では振幅が0になります。ですから全く振動しない点(節)になるわけです。

管の開いている側は自由に振動できますから、振幅が大きくなれます。そして特定の周波数のとき、振幅が重なって2倍の振幅になります。このように、振幅が最も大きくなるところは、腹と呼ばれます。

やったことはありませんが、細かい発泡スチロールを入れて気柱共鳴がおこる周波数の音を入れると、腹の部分では発泡スチロールが弾き飛ばされて無くなり、節のところにまわりから発泡スチロールが寄せ集められるはずです。

ちなみにこの閉管の気柱共鳴を利用している楽器は、音の入口を唇で塞いでいる楽器で、リードを使うクラリネットやサックス、リードがない楽器としてはトランペットやトロンボーンなどだそうです。

これらの楽器では同じ押さえ方でいくつかの音が出せるそうですが、おそらく基本振動と3倍振動、5倍振動の音が出せる音階なのだろうと思います。ちなみに私はこれらの楽器は触ったことすらありませんけど。

また、これらの管楽器特有の音色は、3倍振動音や5倍振動音が重なることによってできているとも言われているようです。これらの楽器は単音楽器ですから3倍振動音や5倍振動音はハモる音ですから不快になることはありません。でもスピーカーではこれらの奇数倍音は困るんです。和音を出すこともスピーカーには必要ですから、和音の構成音の3倍振動音や5倍振動音が加わると訳の分からない響きになる可能性があるからです。だから、共鳴管スピーカーはこの3倍振動音をいかに制御するかが鍵になるというわけです。※5倍振動音も問題ではありますが、レベルがだんだん下がるみたいで、通常は3倍振動音のみでいいみたいです。

ネット上のシミュレーションでもみてみましょう。ユニットは200Hzくらいから落ちていく例の200円ユニットです。
音道長を180cmにすると、だいたい100Hzが基本振動となります。
共鳴管のお勉強 多分その1
そして、低音の次のピークの3倍音はここいら辺ですね。
共鳴管のお勉強 多分その1
基本振動と3倍振動音との間は窪みとなってしまいます。ここも何とかしたいところですね。

ただ、・・・・

基本振動は、管の長さの4倍の波長の音になります。管共鳴を利用した方式の中では同じ長さで他の方式(開管)より低い音を出すことができるので、長岡鉄男氏はこの方式で共鳴管スピーカーを作ったのだと思います。

多分続く。



2CELLOSのアルバムがもうすぐ出るみたいです。前回を超えることは難しそうな気もしないではないんですが、予約してしまいました。

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