スーパーウーハーを作りたい... ~その10~

測定2・短パイプ + 長パイプ


共鳴管型スーパーウーハーが完成しましたので、周波数特性を測定してみました。


  • 使用ユニット CLASSIC PRO( クラシックプロ ) 06LB050U





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「スーパーウーハーを作りたい...」




測定環境・測定方法など

  • 測定環境


    測定環境

    スーパーウーハーの構造・サイズ(高52cm×幅190cm×奥行60cm)の関係で、一般的なスピーカーで行われているユニット軸上1mでの測定はできません。そのため、すべてリスニングポイント(図参照)の位置で行っています。




  • 機材構成


    機材構成

    • スーパーウーハーのみの場合

      AVプリアンプOnkyo RDC-7のLch、Rchプリアウトをスーパーウーハーに入力しています。

    • メインスピーカー+スーパーウーハーの場合

      AVプリアンプOnkyo RDC-7のサブウーハープリアウトをスーパーウーハーに入力しています。

    メインスピーカーはFOSTEX(フォステクス)のフルレンジユニット FE208EΣを使用した、全長310cmのパイプを持つ共鳴管型です。(長岡鉄男氏設計のハイカノンを改悪したもの。)高域補正用にAKAI HT-87というホーン型ツィーターも使っています。共鳴管型スピーカーの上に載っています。




  • 使用ソフトウェア


    多機能 高精度 テスト信号発生ソフト WaveGene V1.40 efu氏
    高速リアルタイム スペクトラムアナライザー WaveSpectra V1.40 efu氏

    入力信号:サインスイープ20Hz~20kHz




  • 測定方法


    このスーパーウーハーは3ブロックに分けて製作されていますので、パイプの接続状態とメインスピーカーとの接続状態別に8ケースに分けて測定を行いました。

    スーパーウーハーのみ

    • ケース①:下段パイプ(短いパイプ)のみ(※記事「#8(測定1・短パイプのみ)」の測定結果を再掲載。)
    • ケース②:下段パイプ+上段パイプ①(長いパイプ前半部)
    • ケース③:下段パイプ+上段パイプ①+上段パイプ②(長いパイプ前半部+後半部)
    • ケース④:ケース③の構成で長いパイプの開口をふさぐ
    • ケース⑤:ケース③の構成で短いパイプの開口をふさぐ


    メインスピーカー+スーパーウーハー

    • ケース⑥:メインスピーカー+ケース③の構成
    • ケース⑦:メインスピーカー+ケース④の構成
    • ケース⑧:メインスピーカー+ケース⑤の構成



測定結果

測定結果を掲載します。
※スーパーウーハーの構造については、記事「#9(設計2・長パイプ製作)」に詳しく説明されています。合わせてご覧ください。



スーパーウーハーのみ
  • ケース①:下段パイプ(短いパイプ)のみ

ケース①:下段パイプ(短いパイプ)のみ

先ずは、記事「#8(測定1・短パイプのみ)」の測定結果から。
短いパイプ(190cm)の共振と思われるピークが40Hz、125Hz、210Hz付近にあります。また、70Hz、170Hzにデップがあります。



  • ケース②:下段パイプ+上段パイプ①(長いパイプ前半部)

ケース②:下段パイプ+上段パイプ①

次に上段パイプ①を追加します。デップの位置(70Hz、170Hz)に変化はないですが、ピーク位置が微妙に移動して部分的にレベルが上がっているように見えます。

当初この状態では、スピーカーユニットの前後に同じ長さのパイプが付いている(下段パイプと上段パイプ①の長さは同じ190cm)ので、各々の共振周波数が同じ上にユニット前後に接続されているため共振が逆位相となり、打ち消しあって低音がほとんど再生できないのではないかと想像していました。

しかし、ピーク位置の微妙移動はありますが、低音は再生できていました。開口位置が下段パイプは側面、上段パイプ①は前面にあり少々離れているので、その影響で位相差ができることが原因かもしれません。



  • ケース③:下段パイプ+上段パイプ①+上段パイプ②(長いパイプ前半部+後半部)

ケース③:下段パイプ+上段パイプ①+上段パイプ②

更に上段パイプ②(190cm)を追加。この状態でスーパーウーハーの組み立てが完成となります。

ケース②に比べ、60Hz付近のデップが広くなっています。38Hz付近のピークは、ケース②でみられた40Hzのピークが微妙に下がったもののようです。短いパイプ(190cm)の共振だと思いますが、周波数が下がった理由は不明です。

また、30Hz以下のレベルが上昇してきています。23Hz付近の小さいピークは長いパイプ(上段パイプ①+②=380cm)の共振のようです。そうすると、67Hz付近の小さいピークは23Hzの3倍共振ということでしょうか?。長いパイプは一回折り返している影響か、思ったより強く共振していないようです。



  • ケース④:ケース③の構成で長いパイプの開口をふさぐ

ケース④:ケース③の構成で長いパイプの開口をふさぐ

そこで、短いパイプの動作を見るために長いパイプの開口部分に座布団をつめてふさいでみました。

短いパイプのみの動作に近づくので38Hz付近のピークの高さと幅が高く広くなったようです。意外なことに長いパイプの共振と思われる30Hz以下が少し上昇しています。67Hz付近のピークは小さくなっています。



  • ケース⑤:ケース③の構成で短いパイプの開口をふさぐ

ケース⑤:ケース③の構成で短いパイプの開口をふさぐ

今度は逆に短いパイプの開口部分を座布団でふさいでみました。

60Hz付近のデップが浅くなった、というより67Hz付近のピークが大きくなったようです。30Hz以下は上昇。逆に、38Hz付近のピークは短いパイプをふさいだので低くなっています。

このケースの特性が一番良いですが、これらの結果から考察すると、長いパイプと短いパイプで相互干渉が起きてしまっているようです。



メインスピーカー+スーパーウーハー
  • ケース⑥:メインスピーカー+ケース③の構成

ケース⑥:メインスピーカー+ケース③の構成

ここからは、メインスピーカーを追加して測定を行います。

ケース⑤に比べ高域が上昇していますが、すごいロー上がりの特性ですね(笑)。これは、サブウーハーレベルの追い込みを行っていない為です。

5kHz~6kHz付近のデップは、どうやらFE208EΣの癖のようです。メインスピーカーの正面ではなく、リスニングポイントで測定しているため、指向性の関係で高域がレベルダウンしています。100Hz以下がスーパーウーハーの領域になりますが、ケース③そのままです。



  • ケース⑦:メインスピーカー+ケース④の構成

ケース⑦:メインスピーカー+ケース④の構成

こちらは、100Hz以下がケース④になっただけですね。



  • ケース⑧:メインスピーカー+ケース⑤の構成

ケース⑧:メインスピーカー+ケース⑤の構成

こちらも、100Hz以下がケース⑤になっただけですね。

メインスピーカー+スーパーウーハーの場合でも、このケースが一番特性が良いようですね。ワイドレンジですが、ピークとデップが結構あります。BOSEのキャノンウーハーは専用イコライザーが付いているみたいですが、相当補正しているのかもしれません。

使用しているウーハーユニット CLASSIC PRO 06LB050U はf0が70Hz(?)で、エッジが硬いユニットなのに、よくここまで低域が伸びているという感じです。

しかし、短いパイプをふさいた状態が一番特性が良いのはちょっとショックですね。短いパイプは不要ってことでしょうか?。実はこの状態で使っています(笑)。



まとめ

ここまで、スーパーウーハー単体、スーパーウーハー+メインスピーカーという構成で測定を行いました。

取り急ぎメインスピーカーと接続したため、スーパーウーハーのレベル調整が不十分だったので、今後はもう少し追い込んでいきたいと思います。

また、各パイプ接続部分のエア漏れについては、一応隙間テープを貼るなど対策はしていますが、もっと良い対策方法を検討したいところです。

今回分かった他の課題として、高域が能率不足のようなので、それについても何か対策をとりたいところですね。


#11(その後)に続く・・・


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