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スレッドNo.296

サブウーファーに使えるユニットは?

はじめまして。お忙しいところ恐れ入ります。
密閉ローブーストタイプのサブウーファーを製作しようと思っておりますが、10〜12インチのユニットで何かお勧めのものはありますでしょうか。
おそらくカーオーディオ用のサブウーファーユニットの中に使えるものがあるのではと思いますが、コーンに派手なロゴがついているものや、フレームに華美な装飾の施されているものが多くそういったものは性能が良くても使う気になりません。インフィニティやMAXのものがデザイン的に地味(?)で好みなのですが。

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ローブーストに耐えるスピーカーユニットを探すのは非常に困難です。ユニットのパラメータで使えそうなものを選んで購入しても、使えるものに遭遇する確立はかなり低いと思います。

<パラメータで探す方法>
http://www.salogic.com/home.files/p1kit/p1kit.htm
フォステクスのユニットを例に上げていますが、ユニットは入手していません。未確認です。

弊社"SW1600"で採用したユニットはパイオニアのカーオーディオ用ですが、モデルチェンジされ、最近の製品はローブーストの用途には向きません。弊社周辺のカー用品店で見る限り、現行品に使えるものは見当たりません。

D.Cube2に採用したユニットは"mercury speakers"のオーダーメイド品ですが、原型となった市販品を使われるのが無難と思います。
VX250DK、VX300DK、VH250DK、VH300DKなどがお勧めです。
http://www.mercuryspeakers.com/starframe.htm

ローブーストする場合、板材の種類にかかわらずキャビネットの板厚は24mmでは不足です。30mm以上にするとタイトな低音が得られます。

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早速のご返事ありがとうございます。
大変参考になりました。

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先日は貴重な情報をいただきありがとうございました。

個人的なケースでの質問で恐縮です。部屋のエアボリュームとサブウーファーの関係
についてお伺いしたいのですが、よろしくお願いいたします。

私の場合、自宅の作業場(ギター製作工房です)をリスニングスペースとしており、広
さが約50畳、天井高約3メートルで、普通の6畳間の約10倍のエアボリュームがあり
ます。
床は全面コンクリート、天井はそのまま2階倉庫の床になっており12ミリ合板2枚重
ねで比較的強度はあります。
壁面はいわゆるプレハブ(工事現場にあるようなもの)と同じで2.5mmの極薄合板でグ
ラスウールをサンドイッチしたパネル、外壁は金属サイディングです。作業場なので
内装はなしですが、壁掛け金具など打つ必要のある場所はところどころコンパネで補
強してあります。
内壁の合板ですが、たたいてみても尾をひくような鳴り方はしません。うすすぎるた
めグラスウールの程度のものでも充分ダンプされているのでしょうか。
吸音材の類のものはほとんどありませんが、木工機械や作業台など入っておりますの
でフラッターエコーはありません。

音はかなり外へ抜けますが、低音不足を感じるほどではありません。
幸い、周囲は駐車場、倉庫、空き地、近所には自動車修理屋、板金屋といった場所柄
で、日中なら結構な音量がだせます。

メインスピーカーまでの距離は5メートル、スピーカーの間隔は約3.2メートル、床
は作業スペースのためスピーカーは置けませんので床から約2メートルの高さになる
よう天吊り(といっても普通の家の床に設置するよりは頑丈にしています)です。
普段は仕事をしながら立った姿勢で聞きますので、音像の位置が高すぎるという感じ
はしません。

ここにサブウーファーを設置したいのですが、先述のとおり天井付近への設置になり
ますので、それなりの工夫が必要と思います。
具体的には、御社製品SPD−W1600のようにユニットを2台背中合わせにし、
反動をキャンセルするタイプがよさそうです。
重量も含め、なるべくコンパクトなものにしたいと思っておりますが、既製品では手
ごろなものが見当たりませんので、いきおい、自作となります。

そこで質問ですが、仮に10インチのユニット2台で密閉型エンクロージャーを構成
し、ローブーストをかけてドライブするとして、この広さのスペースで超低域(25
Hzくらいが目標)まで充分なレスポンスで再生することは可能でしょうか。
もちろん再生音量にもよると思いますが、ピアノが原寸大に感じられる程度の音量を
目指しています。
私が気になっているのは、振動板の面積に対して、部屋のエアボリュームが大きすぎ
ないかということなのですが、いかがでしょう。

ちなみに、実験のために持ち込んだヤマハの中型機(200Wくらいか?)はユニッ
トが頭打ちになり必要な音圧レベルはまったく得られません。レスポンスも30Hz
が何とかでるくらいのものです(カタログには20Hzから再生とうたっておりま
す)。
クロスオーバーには、テクニクスのデジタル・プログラマブル・プロセッサーなるも
のを使い、45Hz、−24dB/octでとりあえずはクロスするようです。余裕
ができれば御社のプロセッサーを使ってみたいものです。

御社の製品を購入するわけでもなく、まことに身勝手なる質問で恐縮ですが、超低域
再生は別物、フォステクスのユニットなどで何度か実験しておりますがことごとく失
敗しており、近くにノウハウのある知り合いもおりませんので悩んでいた折、御社の
HPを発見した次第です。

重ねて申し上げますが、私の都合による一方的な質問ですので、お答えをいただけな
くとも一向に構いません。

それでは、失礼致します。

-----------------------------------
ご了解を頂き、メールで頂いたものから転載です ムラタ

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ご返事遅くなりました。回答が難しそうですね・・・。
少しづつ書き足していきます。

> 10インチのユニット2台で密閉型エンクロージャーを構成し、ローブーストをかけてドライブするとして、この広さのスペースで超低域(25Hzくらいが目標)まで充分なレスポンスで再生することは可能でしょうか。

■サブウーファから目的の25Hzの低音が再生されているとしても、部屋の状況によって、時には ”聞こえたり”、時には ”聞こえなかったり”と言える帯域です。

■では、どのような条件のとき ”耳に聞こえる官能の超低音”になるのか。どのような条件のとき ”ミッドバスの膨らんだ、だらしない低音感”になってしまうのか。概略ご理解頂いてから本題に入らせて頂くことにします。

■■サブウーファ・サイドの条件■■
目的の周波数までレスポンスがあること。

当たり前のことですが、D.Cube2やSW1600Aの設置では次の接続で比較テストを行うことにしています。

1.CDのD/A出力 --> D.Cube2(SW1600A)の入力。
2.CDのD/A出力 --> PriAMP --> D.Cube2(SW1600A)の入力。

・この比較試聴で低音感に変化が出なければOKです。

D.Cube2の設置調整に伺い、ヌケの良い超低音が出ない、部屋の作りの何処かに問題があるはずだ、と3回調整に伺い、プリアンプのF特が原因であったことがあります。取り説のスペックは 5Hz〜300kHz/±1dBでした。

■■部屋サイドの条件■■
続く。もう暫くお待ち下さい。

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お久しぶりです。またお世話になります。

ようやくサブウーファーが完成しました。早速調整にいそしんでおります。
まだ詳細な感想を述べられる段階ではないのですが、おおむね期待通りの効果が得られそうです。

ただ気になることもあり、アドバイスいただけたら幸いです。

特定の曲の特定の部分で、ウーファーが異音(高調波歪?)を発してしまうのです。
たとえば、久石譲のSuper Orchestra Night 2001の10曲目の最後のほうで効果音的にピストルの発砲音のような音が入っているのですが、この部分でバコッという異音が発生します。同時に他の楽器がなっているわけでもなく、あとから重ねられた音という感じもしないのです。
同じCDの中で頻繁になっている大太鼓などは50W以上のパワー(アナログテスターで実測、AC10Vレンジで振り切れる)がはいってもウーファーはびくともしないのですが、問題のピストル音は実測で2、3W程度、ウーファーの振動板自体もそれほど大きく振れるわけではないのです。
ただかなりハイスピードなパルス音ですので振動板がボイスコイルのスピードに一瞬ついていけてないのかなという感じもします。
他にも2、3似たような現象を確認しています。

何か有効な解決策はないものでしょうか。
お忙しいところ恐縮ですがよろしくお願いいたします。

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前の投稿の補足です。
久石譲のディスクで大太鼓が50W超の音量のとき、問題のピストル音はテスター実測でピーク10〜20W程度です。そこで、この部分でユニットの異音が気にならなくなるまでサブウーファーのレベルを落としていくと、大体2〜3Wくらいになります。もちろんこの音量では全くの音量不足で、メインとバランスしません。

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生音を録音するとき、VUメータとピークメータをパラレルに接続しパルス的な音を観測すると、その指示値は大幅なズレを生じます。例えばドラムスで12dBくらいの指示誤差が出ます。

マイクロフォンの出力電圧に換算すると4倍、パワーアンプの出力パワーに換算すると16倍です。

大太鼓、ピストルともにパルス音を発する音源ですが、大太鼓の集音は一般にOffマイクが有効なため、余韻のレベルと頭のピークのレベルにそれほど大きな差は付かないと思います。

一方ピストルは集音の方法にもよりますが、Onマイクの場合、パルスばかりでVUメータを振らせるようなレベルの高い持続音は集音されません。ドラムスの指示値くらいの差があるでしょう。

またテスターのレスポンスはVUメータよりかなり遅いと思われますので、上記の誤差の可能性を十分に考慮する必要があります。

次にこのピークが何処でノイズに変わっているかですが、可能性は下記3種類の中にあると思います。

1.ウーファーユニットがパルス速度に反応できない。
■この可能性はまず無いと思います。なぜなら、DSPを通過するときに超低音以外の音を遮断しているからです。但しDSPの演算オーバー、A/Dコンバータの入力オーバーがあれば高域ノイズ混入の可能性ありです。3の項を参照してください。

2.パワーアンプのパワー不足。
■数百Wのアンプであれば、文面ほどの小音量しか出せないはずはないと思います。しいて可能性をさがすと、周波数特性が低域まで十分に伸びていないアンプで超低音だけを出そうとすると、パワーアンプの入力段で波形がクリップする可能性があります。アンプを交換すれば確認できます。

3.SPD-P1のレベル設定。
■アナログ入力回路でのレベルオーバー
バーブラウンのOPA627のようなオーディオ専用に開発された高価なOPアンプでは対策が施されているのですが、一般のOPアンプがオーバースウィングになると+の最大レベルを超えた入力はマイナス側に折り返されて出力されます。−側も同様の動作をします。従って入力レベルが限度を超えるとバコッという音が出る可能性があります。

8時くらいの入力ボリューム位置で、レベルメータに赤の表示が出るような場合、入力ボリュームの前段のアナログ回路で異音を発する可能性があります。対策はプリアンプの出力電圧を下げる(メインSPをドライブするパワーアンプのGainを上げる)か、SPD-P1の初段のGainを下げる(内部のソケットを差し替えると-6dBの設定ができます)。

■A/Dコンバータの入力レベルオーバー
入力ボリュームが9時以上であれば、8時方向に下げ、SPD-P1の出力ボリュームを上げてください。

■DSPの演算オーバーフロー
上記と同じ対応です。

お験し下さい。

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お世話様です。ご返事ありがとうございます。
早速いろいろとやってみました。

まずパワーアンプの変更ですが、手持ちの中で一番パワーのあるアンプ(マランツPA-02、定格300W/ch.4Ω)に変えてみましたが、改善ならず。

つぎに、
�@ SPD-P1の入力ゲインノーマル、インジケーターは時たま赤が点灯する程度、アウトプットを12時位置に設定(つまり今までの設定)。VUメーターがないのでとりあえずテスターにてピストル音のピークで4Vをさす音量(単純計算で4Ωのユニットなので4W、実際は数十Wかも)にパワーアンプのアッテネーターを設定。
�A SPD-P1の入力ゲインを−6dBにし(バランスインの正相入力)インジケーターが時たま黄色が点灯する程度まで下げ、アウトプットを12時位置に設定し、パワーアンプのアッテネーターで音量を調節。同じくテスターが4Vをさすようセット。
�@、�Aを比較するもほとんど同じでやはり異音はします。
ただしこの音量ではバコッよりおとなしめでボッッという感じです。

ちなみにうちのプリアンプは超低音のレスポンスが悪い(真空管式でしかも出力トランスあり)ので、SPD-P1はCDプレーヤー直結(固定出力)です。

もしやボックスの設計ミスか?
もうちょっといろいろためしてみます。
それでは。

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レベルメータの表示やテスターの表示を無視して次の設定を試してください。

1.SPD-P1の入力VRをGainゼロにする。(反時計方向に回しきる)
2.SPD-P1の出力VRをGain最大にする。(時計方向に回しきる。S/Nの悪化は無視する)
3.音楽信号を入れ入力VRを徐々に上げてメインSPとサブウーファのバランスを整える。

これで歪みはなくなったと思います。

次はS/Nの改善です。

4.出力VRを少し下げ、入力VRを少し上げ、歪みが気になるソースを試聴する。
5.4を繰り返し歪み始める入力VRの位置に印を付ける。
6.入力VRを印より6dB位下げ(聴感で1/2)、出力VRを上げてメインSPとサブウーファのバランスを合わせる。

以上です。

<注釈1>
テスターの周波数特性はきっと1kHz程度でしょう、ピストルの衝撃音には反応しません。テスターに表示されているのはピストルの余韻(殆ど無い)のレベルで、衝撃の大きさではありません。

<注釈2>
ピストルの発射音のパルス幅は非常に狭く、SPD-P1のレベルオーバーも一瞬の時間です。LEDに表示されても目で認識できない可能性があります。

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何度もすみません。ありがとうございます。

オシロスコープとオシレーターを持っておりますので、件のディスクをかけてSPD-P1の出力を観測しました。その結果、

1.大太鼓の連打のレベルに対し、ピストル音のピークレベルが12〜15dBも高い。どちらの音も中心周波数は30Hz前後である。ただし、ピストル音は10Hz以下の超低周波が数dBではあるが、同時に発生している。
14dBとしても電力比25倍なので実際パワーアンプやウーファーがクリップしている可能性が高い。

2.ピストル音に限って言えば、SPD-P1の入力インジケーターの黄色がつきはじめる辺りから正弦波の頭がつぶれ始める。
さらに入力レベルを上げ、赤がつくかつかないか(普通はこのくらいにあわせるのでしょうが)までいくと、正弦波を真ん中から斜めにすっぱり切り落としたような波形になる。
この傾向は出力レベルの大小には影響されない。
初めの段階でサブウーファーの音量をかなり絞っても異音が発生してしまった原因はこれだと思われます。

現在のところ、この現象が発生するのは確認済みのが2曲だけですので、ほとんどの場合は通常のセッティングで支障はありません。

それでは。

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お忙しいところお手数とらせてしまい申し訳ございませんでした。
最初からオシロで調べればよかったのですが、なぜか思いつきませんでした。
おかげさまでほぼ問題解決です。ありがとうございました。

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今後の製品開発の参考にお尋ねします。

CDの再生でD/Aコンバータから出力されるアナログの最大出力電圧(±2.5V程度が標準)は、VUメータとピークメータの指示がほぼ同じ値になるパイプオルガンの超低音の最大値と、今回のサンプルであるピストルの音の最大値で同じ値です。

しかし音の持続時間が短く積分エネルギーの小さいピストルの音は、ピークレベルが同じでも聴感ではかなり小さく感じる音源です。従ってSPD-P1やD.Cube2などの導入時の初期設定に使うとレベル設定を誤る音源です。

バランス調整用としてお勧めしているCD
http://www.salogic.com/home.files/p1kit/p1kit-instructions.htm

やオルガンなどの持続音を使っていただき、可能性のある音楽鑑賞最大レベルの6dBUP(聴感で2倍)位でSPD-P1を設定し、レベル設定をいじらずに(SPD-P1のレベルメータの振りが小さくても無視)使って頂ければ、今回のようなトラブルに見まわれることは無いであろうと想定しております。

そのような機会がございましたら、その結果をぜひ投稿してください。入力VRのつまみの位置、出力VRのつまみの位置もお知らせ下さい。

SPD-P1、D.Cube2ともに入力のゲインが足りないと言うご意見はありませんので、入力のゲインを6〜12dB位下げても良いのではないか?と確認をしているところです。

SPの感度がマチマチですから仕方ないとも言えるのですが、プリアンプの出力電圧に統一規格がないので経験に頼らざるを得ない部分です。アナログプリアンプの不定な出力電圧をA/Dコンバータの入力にすることに本来無理がある訳で、慎重なレベル設定をお願いするしかありません。

しかし耳の分解能が極端に低い超低音の領域専用であること、A/Dコンバータが24bitであることの2点により、導入時の障壁が超えられればその後は快適にお使い頂けるようです。山本耕司さんのHPに試行錯誤の跡がありますのでご参照下さい。下記も参考にして頂けます。
http://www10.plala.or.jp/audio_interior/dcube.htm

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お世話様です。

今回のトラブルはおっしゃるとおり、SPD-P1の入力レベルをLEDインジケーターのみに頼って設定したことに起因します。

私のシステムの場合SPD-P1はCDプレーヤー直結ですので、再生音量やソフトの録音状態にあわせてその都度SPD-P1の出力レベルを調整する必要があります。
加えてSPD-P1からサブウーファー用パワーアンプ(サブウーファーに近接設置)までの配線が15mにもなりますので、できるだけ出力レベルを上げて送り出したいということもあり(そのため入力レベルもなるべく下げたくなかった)、出力ボリュームで3時位置を中心に調整できるよう、パワーアンプのレベルを調節してあります。

実は久石譲のディスクよりもさらにピークの大きな低音の入っているソフトがあります。
MARTIN TAYLOR(イギリスの超絶テクのギタリスト)のNITELIFE (SRCS2528) 7曲目です。
20Hz前後のバスドラのピークですが、おそらくCDの16ビットをフルに使い切っているのではないかと思えるほどのダイナミクスです。
(バリエーション豊かで比較的分かりやすい超低音がふんだんに入っているディスクで私が調整用にもっとも頻繁に使用するものです。)
今回オシロをつないだついでにこのピークをSPD-P1に入力、出力の波形をチェックしながら歪まないギリギリの位置を探りました。おそらくこれを越えるピークの入ったCDはまず無いと思われますので。

SPD-P1の入力ボリュームをゼロからちょっとあげるともう設定目標レベルになってしまい、あまりにクリティカルなので、100kΩBカーブの入力調整ボリュームをとりあえず25kΩAカーブのボリュームの3番端子に75kΩの抵抗を接続したものに交換、ローレベルの調整をしやすくしました。

その結果、固定抵抗も含めたボリュームの実測全抵抗値97.1kΩに対し1番端子2番端子間の抵抗値は約1KΩでした。
これはBカーブボリュームの開度にしてわずか3度です。

基板上のソケットを差し替えXLR-INからの入力にすると1〜2端子間の抵抗値約4KΩの位置まで上げられます。

つまり、私のようにSPD-P1をCDプレーヤー直結(可変出力なし)で使用し、なおかつほとんどすべてのCDで歪みを生じないような入力レベルに設定しようとする場合、SPD-P1の入力ゲインはもっと低くてもいいかなと思います。

ただし、ほとんどのCDは通常の設定で問題なく再生できています。
あまりゲインをしぼるとやはりS/Nや音質劣化が心配(ラインケーブルが長いので特に)ですので私も普通は通常の設定(ピークで赤がわずかに点灯)で使用、支障があるときのみ入力ゲインをしぼるようにしています。

あと、メールでも教えていただいたとおり、パワーアンプは少なくとも600W/ch以上のものが必要なようです。
アンプの制動力が充分で出力に余裕がないと、ウーファーユニット、アンプともに高調波歪が発生しやすいようです。

それでは。

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