オーディオ研究２　アンプからスピーカー、音波まで

ライター：mpcsp079さん（最終更新日時:2017/5/12）投稿日：2016/1/18

アンプＯＵＴからスピーカー、音波までを解析した。

１）基礎的なことは

http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n140194

２）スピーカーの物理学 Ⅱ
音響インピーダンスと放射インピーダンス

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/9522soundimpedance.pdf#search='音響インピーダンス+スピーカー'

音響インピーダンスの定義が間違っているようだ。

ＺＡ＝Ｚ０／Ｓ

であるはずだが、

ＺＡ＝Ｚｏ＊Ｓ

とされている。

３）音響の基礎理論

http://3dim-lab.com/3dim/okayama_u/oka_41.pdf#search='音響インピーダンス+スピーカー'

スピーカー解析

http://www.hapis.k.u-tokyo.ac.jp/public/makino/lecture/AA15_04.pdf#search='音響インピーダンス'

４）アンプにおける低歪の嘘

http://www.ne.jp/asahi/solanon/non/audio/audio8.html

５）応用音響学

http://www.hapis.k.u-tokyo.ac.jp/public/makino/lecture/

６）ホーンスピーカー（horn speaker)の理解（私のノート）

http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n238558

７）スピーカーの物理学 Ⅰ

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/9416transient_impedance.pdf

８）スピーカーの物理学 Ⅱ

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/9522soundimpedance.pdf

９）スピーカーの物理学 Ⅲ

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/9722dynamicspeaker.pdf

図１にコーンスピーカーの完全なブロック図を示す。

　　　　　　　　　図１　コーンスピーカーのブロック図

　　Ｋ１はＳＰの推力定数
　　　Ｋ２は逆起電力定数

　　　K1=K2
　　　Ｋ３はＳＰのコーンのエッジばね定数
　　　ＭはＳＰ可動部の質量
　　　ＤはＳＰ可動部の粘性定数
　　　Ｘｍはコーンの放射インピーダンス
　　　ＺｓｐはＳＰのコイルインピーダンス

　　　ＺａｍｐはアンプのＯＵＴ抵抗
　　　Ｖはアンプ電圧
　　　Ｐはコーンの抗力
　SPの低域での共振は、
　　ーMω^2+ｊDω＋K3
が最小となる周波数ｆ０でで起こるものです。

　　　　　　　図２　スピーカーのブロック図

　　　　　　　図３　Ｘｍの周波数特性（文献８）から）

　　図２は図１を変形したものである。ここで、アンプを電圧源Ｖと直列のインピーダンスＺａｍｐと考えている。これにおいて、インピーダンスＺｅは、

　　　　　　　　　　　　　　　　　－－（１）

となる。また、可動部分の受ける抗力Ｐ（音圧）とＶの関係は、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　－－（２）

となる。（１）式の最後のものは、高い周波数での近似である。Ｚｅは、一般に言われるスピーカーのインピーダンスである。６Ωとか８Ωとか言われるもの。Ｇ２の分母が共振周波数ｆ０で小さくなるので、Ｚｅは共振周波数ｆ０で大きくなる。これは図１，２に示されている。

　（２）式の分母の

　　Ｇ１＝１／（Ｚｓｐ＋Ｚａｍｐ）　　　　　－－（３）

が大きいとき、Ｖ－Ｐ特性はダンピングが効くことになる。アンプが強い負帰還であると、これは電圧駆動になるので、この共振は抑えられる。これが、音が固くなると言われる現象なのである。帰還量は小さい真空管アンプでは、Ｚａｍｐが大きくなり、ｆ０の共振が出てくる。これが音が柔らかくなる、と言われるのである。共振がでると、低音は豊かになるが、反応が遅くなる。つまり、後を引くのである。バスドラムの音は豊かになるが、切れが悪くなるのである。

　音圧を強くするにはＸｍを大きくしなければならない。この効果はホーンによっても得られる。