スピーカーのネットワーク回路

作りかけ

2-way以上のマルチウェイスピーカーにて、アンプ出力を各ユニットに分配して周波数特性を整えるための調整回路で、パッシブ・スピーカーで広く使われている。複数のユニットを結合(クロスオーバー)させるためのネットワーク状のフィルターなので、クロスオーバー・フィルター・ネットワーク回路で、スピーカー用語として「クロスオーバー・ネットワーク」が用られ、「ネットワーク」と略される。(他の方式について、後日、リンクを貼る予定)

スピーカーのネットワークとは？

ネットワーク設計の基礎知識(アレンジや最適化の前提となる知識)

ローパス・ハイパスフィルターの特性計算

「フィルターの種類と特性・計算式」

市販のネットワーク回路の多くは、ツィーターを8Ω、ウーハーを4/8Ωと仮定したものが多いようだ。

ツィーターが8オームでない場合は補正用の抵抗回路をネットワークとスピーカーの間に加えてツィーター側の直流抵抗(？)を8Ωにあわせる。この場合アッテネータは補正後の抵抗値にあった定インピーダンス型のものを補正回路とネットワークの間に挟む。

アッテネータ

「スピーカーネットワーク」節は参考になる

シンプルな6dB/OctのRCフィルターのカットオフ周波数計算ツール

アドオンのスーパーツィーターの場合のカットオフ周波数は、カットオフ周波数以下の裾野の高音をメインの音に載せるためのアッテネータ的な役割を担う。

信号の合成(一次フィルタ使用時に-3dBクロスさせる理由)

位相差のあるサイン波の合成　　90度(π/2 rad)ズレの同じ振幅のサイン波を足し合わせると振幅はsqrt(2)倍(+3dB)。

コイル、コンデンサー、抵抗部品の特性

コイル(インダクタ)

少ない巻線長(DC抵抗)でインダクタンスをかせげるが高周波域の歪みが有芯コイル(コア・コイル)と、歪みは少ないがインダクタンスが1mHに比べて大きくなると巻き線の太さが細いとDC抵抗を無視できなくなる空芯コイル(エア・コア・コイル)を使い分ける必要がある。

クロスオーバー周波数付近の音圧を平坦に設計する上で必要な知識

LCRで構成したパッシブフィルターの特性は、位相のズレを考慮して信号を合成して求める

ユニット(R)のインピーダンスの周波数特性は、適切な箱に納めたユニットを測定しないと分からない。メーカー公称値が正しいとは限らない。(ユニットのインピーダンスは箱の影響も受ける、特に振動の大きなウーファーは。）

そのため、インピーダンス測定結果を用いたLCR回路シミュレーションを行うクロスオーバー設計ソフトが必要

そのようなソフトのひとつがVituixCAD

必要情報

ユニットの音圧およびインピーダンスの各周波数特性

各ユニットの耐圧(恐らく-12dB/octの)

クロスオーバー・ネットワーク・フィルター設計ツール

VituixCAD