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画像タイトル:img20140129004617.jpg -(217 KB)

負性インピーダンスドライブサブウーファ(2) 大平 2014/01/29,00:46 No.2158 返信 (t)
ヤマハYSTはバスレフですが、これはより音楽再生に向いた密閉箱を使っています。バスレフでのヘルムホルツ共振はアンプからの制御がしにくく、正弦波での強制振動では歪も少なく一見良さそうですが、頑固者でもあり、なかなか動きにくくまた止まりにくい、さらに強制されていないと自分の自由振動に戻るという厄介者で音楽再生にははっきり言って不向きです。
一方密閉箱では低域の歪が言われますが耳に聞こえない15Hz程度の低周波、100Wでドライブして30Hz、45Hzの音が聞こえなければ良いとの情報もあったのでサブウーファ専用の高耐力ユニットを選択してそれで良しとしてます。
さて負性インピーダンスドライブですが、狙いはQtsを下げることによりスピーカが本来持っているMFBによる速度制御を強化することにあります。この速度制御は低域共振インピーダンスの裾野で弱くなるので必要なスピードまでコーンを上げることができなく超低域にかけて速度、音圧のダレを生じます。
このサブウーファーシステムではこれが改善されたことが確認できました。
また実測のインピーダンス特性を元にスピーカの伝達関数をフィッテイングした
Spiceモデル(参照あれ)でもアンプ側負性インピーダンスによりこれら特性が変わる事が確認できます。上のグラフI(V5)はコーン速度の周波数特性になります(グループディレーをこの図の下側に)。最終」音圧特性は15HZ1次LPFイコライザをかましているので、この速度特性と同じになります。
負性抵抗値を下げすぎるとボイスコイルインダクタンスとで直列共振が起こりピークが出てきますので、今はマイナス1.5オームにしてます。
実際にはこの最適値はARTAでインパルス応答のグループディレーを観測すれば合わせられます。
それと負性インピーダンスのアンプですが、スピーカー電流値を正帰還させて、アンプ出力NFB信号から減算させる方法をとってます。この減算は差動アンプでもできるのですが他にDCサーボとの演算も必要となり複雑になりすぎるので一発でこれら複数の減算ができる電流帰還NFBを採用してます。
実測スピーカ音圧等の実測値は別途ご紹介いたします。


画像タイトル:img20140127171046.jpg -(206 KB)

負性インピーダンスドライブ・サブウーファー (1) 大平 2014/01/27,17:10 No.2154 返信 (t)
初めまして。サブウーファを負性インピーダンスでドライブすると、色々良い事がありそうなので、専用アンプとスピーカシステムを設計製作しました。スピーカーはDayton Titanic MK4 、箱は65l密閉箱、専用アンプの中身は左右ミキサー、可変ゲインアンプ、イコライザ、周波数可変LPFと負性インピーダンス140Wパワーアンプです。負性インピーダンスは最終的に-1.5オームにしました。20-80ヘルツ+/-3db達成。マーカスミラーもツアラトストラもVery Goodです。
>> 無題 石田@北柏 2014/01/28,08:54 No.2157
 負性インピーダンスドライブというとヤマハのYSTを思い出しますね。どんな回路で効果はいかがでしょう。


画像タイトル:img20140118132413.jpg -(137 KB)

鯢墹刔フ鯢 桀_偬 2014/01/18,13:24 No.2153 返信 (t)
イ謦霧ィ蠱「オワキ。
>> 興味深い実験です 見元(大田区) 2014/02/06,21:39 No.2174
中音のあばれや低域の音圧は、正面の音圧にはあまり影響していないように見えます。不思議です。吸音材(目が粗く固いやつ)を入れると音が拡散・吸収され、中音のあばれは大人しくなるような気がしますが、どうでしょう?
>> 無題 石田@北柏 2014/02/07,08:01 No.2175
 単純に低音ではエンクロ―ジャ内部の空気が一体になって動いているのですが、中高域では定在波が立っているためだと思います。

 エンクロ―ジャの大きさが解ればそのサイズとモードでの定在波の周波数が中高域のピーク周波数と概略一致するはずです。

 なおA&Cオーディオさんでエンクロ―ジャ内部の音がコーン紙を抜けてどう出ているかの実験データが有り興味深いです。


画像タイトル:音質賞盾 -(101 KB)

ミューズ2013年音質賞受賞 塩沢@町田 2013/12/10,19:24 No.2146 返信 (t)
手作りアンプ会員各位
 皆様のお蔭で12月8日に開催されましたミューズの方舟主催の自作スピーカーコンテスト2013で音質賞を受賞することが出来ました。
 当日会場で配布いたしました資料を以下に登録しましたので興味のある方はダウンロードしてください。
http://qualitycrete.com/forum/cgi/downfile.cgi?UID=_DownLoader_&LN=500&FN=1000032
>> おめでとうございます 松川@相模原 2013/12/10,21:51 No.2147
今年も音質賞ということで良い一年となったようですね。
>> おめでとうございます 大橋@町田 2013/12/16,21:15 No.2150
塩沢理論が定説として認められたということですね。それにしてもいい音です、またお聞かせください。


画像タイトル:img20131202133255.gif -(98 KB)

抵抗制御を考える 白坂@宮崎 2013/12/02,13:32 No.2144 返信 (t)
 石田さんの言われるとおりにFs以下平坦になる範囲で6dB/octカーブが得られて抵抗制御になるのですね。理解するとともにとても参考になりました。
このような説明がある文献がほとんど無いので誤解していました。
参考になる記事があれば紹介願います。

 実験した背面密閉形は低音が出ないのですっきり素直な音がします。携帯ラジオみたいですので音声は気持ち良いですが音楽はダメです。
抵抗制御が空気ではなくて機械的方法で出来ると良いと思います。

 抵抗制御と言うことで参考に中音ホーンの測定もしてみました。
完全な抵抗制御にはなっていないようですがいかがなものでしょうか?
測定特性図について皆様にアドバイス頂けるとうれしいです。
>> 無題 石田@北柏 2013/12/02,14:42 No.2145
 このことは無限大平板中の円形振動板として音響理論の基礎に必ず書かれているので、その手のちゃんとした本を見てください。

 ただし、この話は2π半空間でのことなので全方位の4π空間では異なりますし、ホーンはまた違った要素が加わるので単純には比較できません。


画像タイトル:img20131128083445.gif -(30 KB)

抵抗制御 白坂@宮崎 2013/11/28,08:34 No.2138 返信 (t)
興味あるテーマですのでまねて測定してみました。
参考になれば幸いです。
裏も正面も密閉したらインピーダンスの山がつぶました。
>> 無題 石田@北柏 2013/11/29,08:45 No.2140
 私が言うのも何ですが、やはりこの方法では抵抗制御にはなっていませんね。
-12dB/octなので低域では弾性制御になってしまっています。
別の手を考えねば。
>> 抵抗制御とは? 白坂@宮崎 2013/11/30,19:28 No.2141
 インピーダンス曲線ではFs以下は抵抗が一定になっています。
その部分は抵抗制御になっていると思いたいのですが?
>> 音響理論では 石田@北柏 2013/12/01,20:19 No.2143
 私も怪しいので詳しくは音響理論の本を見て頂くとして、スピーカの様な振動系は共振点(fo)を中心に振動速度は周波数が低い方は周波数に比例する弾性制御、高い方は反比例する慣性制御、その間に一定となる抵抗制御状態になります。
 そこで振動板速度が一定なら音圧は周波数に反比例しますので慣性制御の時に音圧は周波数に対してフラットになります。それで通常のスピーカはfoから上の周波数を使っています。
 ですから抵抗制御状態であれば通常のコーン紙スピーカの音圧は周波数に比例する(6dB/oct)状態になっていると考えられるので、今回の場合抵抗制御にはなっていないのではと考えられます。
 (今回の背面密閉でQが高くなったfoの山を潰せば300〜800Hzあたりは抵抗制御状態に近いかも)

※反比例しますので抵抗制御ー>慣性制御の間違いでした


画像タイトル:img20131122165641.jpg -(31 KB)

超狭密閉スピーカ 石田@北柏 2013/11/22,16:56 No.2132 返信 (t)
 抵抗制御になっているか怪しいので変なタイトルになりましたが、PARCのDCU−F131PPを背面をパテで塞いで、電流アンプで駆動すると結構切れの良い音になりました。

 マルチではバランスが悪いのですが、三土会でお聞き頂きたいと思います。
 
>> 抵抗制御? 村田@熊本 2013/11/26,15:53 No.2133
石田さん、皆さん、こんにちは。
抵抗制御にはなってないと思います。ホーン型スピーカーの中域が抵抗制御でしょうから、これとは違うと思います。
超狭密閉で容量が小さいので、硬いバネのような動作をし、共振周波数が高くなると思います。
>> その様ですね 石田@北柏 2013/11/27,18:33 No.2135
 fo?はづぶれても450Hzあたりにインピダンスのピークが出ます。これはセンターのギャップの性で無く、やはり狭小の容積のために上がった共振点の様ですね。

 音の違いはやはりアンプの動作の違いでしょうか。もう少し違う方法で電流アンプ用スピーカを試してみます。

>> 他の方法 見元(大田区) 2013/11/27,19:50 No.2136
昔、無線と実験の安井先生が、スピーカー等価回路から導き出したLCRの逆共振回路を入れてfoをつぶすという記事がありました。
また、10オーム程度の抵抗をスピーカーに並列に入れてインピーダンスを一定にする方法もありかと。ご参考まで。
>> 無題 石田@北柏 2013/11/28,07:25 No.2137
 電気的なfoダンプは以前からやっていて、インピダンスの山を潰すのも必要なのですが、どうも機械的にコーン紙を抑えるのが効いている様な気もします。

 真面目にホースダクトとかやってみたくなりました。


等価回路 白坂@宮崎 2013/11/03,10:25 No.2130 返信 (t)
開口端補正を盛り込んだ等価回路を作りました。
文献に無い回路ですから改良をお願いしたいのです。
なお空洞共鳴のQが1.0になるようにダクト面積を変えてみました。
圧縮データ(zip形式) img20131103102512.zip -(127 KB)


添付ファイル 白坂@宮崎 2013/09/22,13:21 No.2119 返信 (t)
下記で使用したファイルを入れたZIPファイルです。
圧縮データ(zip形式) img20130922132111.zip -(20 KB)
>> シミュレーション 白坂@宮崎 2013/10/02,08:21 No.2121
 シュミレーションと聞き覚えていたのですがスペルにはSYUとなっていなくてシミュSIMUなのに変だな?とは思っていました。
シュミのほうが言いやすいので間違えて言ってしまう読み間違い語なのですね。
指摘して頂いてありがとうございます。
たしかにシミュレーションの方ががスペルに合って正しいですね。

 なおシミュレーションですがダクト長さは前後に付随する空気質量の影響で短くなる式が入っていないようであり、検討中です。FW800(80cm)では合わなくなるので気づきました。 分かる方は改善して下さい。
>> 開口端補正 石田@北柏 2013/10/03,08:04 No.2124
 ポートの開口端補正は2種類あって
補正値L、半径r、直径Dとすると

平面にポートが付いている場合   L=8r/3π≒0.424D
ポートが空間に突き出している場合 L=6r/π^2≒0.304D

になるそうです。(それぞれ片側の分です)。
>> 開口端補正 白坂@宮崎 2013/10/05,09:29 No.2126
 ありがとうございます。これで検討します。
 
 普通のバスレフは片方がバッフル平面に付いていて片方はBOX内空間に突き出ているので確かに合計すると0.728Dなのですね。

参考記事http://www.geocities.jp/cxb00463/audio/SPK/SPK_kaiseki3.html


画像タイトル:img20130922131917.png -(147 KB)

計算 白坂@宮崎 2013/09/22,13:19 No.2118 返信 (t)
使用したエクセル表です


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