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無線電子工学および電気工学の百科事典 JBL Speakershop ソフトウェアによる音響設計。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
サブウーファー用に選択した音響設計、またはボックスが、低周波低音域で高品質のサウンドを実現するための決定要因になります。」JBL の説明「車載用サブウーファー」より。 おそらく、サブウーファーに音響設計が必要な理由とその理由について時間をかけて議論する必要はなく、それに応じてその計算用のソフトウェアも必要です (「12 Volt Wizard」N 1/97、p. 52、N 5/97、p. 18、N 1/98、p. 62 を参照)。 すぐに、そして直接検討の主題に進みましょう - サブウーファーの音響設計のパラメータの開発と計算のためにJBLの専門家によって準備されたコンピュータソフトウェアSPEAKERSHOPです。 このプログラムは家庭用音響に適していることをすぐに予約しましょうが、これは私たちのケースではなく、JBLスピーカーだけでなく、実際にはさまざまな製品についても計算できるようになるため、必要な特性の値が分かることになります。 JBL SPEAKERSHOP は、ロシアのインストーラーの間ではある程度知られているソフトウェアです。 彼はインターネットを通じてなど、さまざまな方法で彼らに連絡を取りました。 今年、JBLはロシアにおけるカーオーディオ部門の独占販売代理店であるMMSを設立しました。 SPEAKERSHOP は誰でも利用できるようになり、MMS 顧客はそのオリジナル バージョンとロシア語の詳細な説明を受け取ります。 SPEAKERSHOP は、音響設計を計算するエンクロージャー モジュールと、クロスオーバー フィルターのパラメーターを計算するクロスオーバー モジュールの XNUMX つの独立した補完的な部分で構成されています。 それでは、順番に始めましょう。 エンクロージャ モジュール このソフトウェアは、キャビネットの容積と寸法を決定し、音質を評価するのに役立ちます。 構造は XNUMX 段階で分析されます。 まず、通常のリスニングレベルでどのように機能するかを決定します。 この手順は小信号解析と呼ばれ、振幅 (周波数) 応答、ボイス コイル インピーダンス応答、位相応答、および群遅延の計算が含まれます。 次に、構造の最大ボリューム モードがモデル化されます。 この段階は大信号解析と呼ばれ、中周波数範囲の熱音響パワー基準とさまざまな偏差での最大パワー特性が含まれます。 プログラムの XNUMX つの使用方法 SPEAKERSHOP エンクロージャー モジュールを使用してエンクロージャーを構築するには XNUMX つの方法があります。 その XNUMX つは、選択した特定のスピーカー用のキャビネットの設計を含みます。 この場合、体の特性は異なります。 もう XNUMX つの方法は、既存のキャビネットに適したスピーカーを見つけることです。スピーカーのモデルを合わせます。 構築方法は、[オプション] メニューの [変数] コマンドを使用して選択できます。 SPEAKERSHOP Enclosure Module プログラムを初めて起動したときのデフォルト設定は、調整可能な値が音響設計の特性となるモードです。
スプレッドシートには、XNUMX つのケースを構築するための列が含まれています。 最初の XNUMX つは、位相インバーターを使用してエンクロージャーを計算するように設計されています。最適なカスタム (つまり、マスター自身が設計した) 設計と、特定の周波数帯域用に設計されたエンクロージャー用です。 次の列は、パッシブ ラジエーターを備えたカスタム エンクロージャ設計に関するものです。 最後の XNUMX つの列は、密閉型エンクロージャの最適なカスタム設計を対象としています。 スプレッドシートにはさまざまなタイプの構成が同時に表示されるため、それらを簡単に比較できます。 スピーカーのオプションはスプレッドシートの左下の領域に表示されます。 以下のグラフはどちらの方法でも同じです。 変数がスピーカー自体である場合のモードは、[オプション] メニューの [変数 - スピーカー] コマンドを使用して設定します。 これは、既存のケースに適したスピーカーを選択する場合です。 このモードは、特定の場合や限られたスペースで複数の異なる音響システムの動作を迅速に確認できるため、厳密に指定された音量に合わせてスピーカーを選択する必要がある自動車の音響再生システムの計算に非常に便利です。 変数ラウドスピーカー モードでは、異なる種類のスプレッドシート メニューが使用されます。 Variable-Box モードのように XNUMX つの異なるキャビネット デザインを表示するのではなく、XNUMX つの異なるドライバーが同時に表示されます。 これにより、最大 XNUMX つの異なるモデルを迅速に比較することができます。 スピーカーのオプション スピーカー キャビネットの設計が初めての場合、または急いでいてキャビネットの構築に必要な最小限のパラメータのみを入力したい場合は、[ラウドスピーカー] メニューから [パラメータ - 最小] オプションを選択します。 メーカー名 (Manufacturing)、モデル名 (Model)、Fs、Vas、Qts などの最小限のパラメータを入力できるウィンドウが表示されます。 公称効率または感度は、位相反転装置を備えたエンクロージャを設計する場合にのみ入力する必要があります。 完全なパラメータ (機械的、電気的、複合的) を入力するには、適切なコマンドを選択します。 次に、パラメータの指定について簡単に説明します。 機械的パラメータ Fs - スピーカーの固有共振周波数 (Hz)。 QMS - 機械的 (非電磁的) 損失または減衰を考慮した場合の、周波数 Fs におけるスピーカーの品質係数。 VAS - スピーカーのサスペンションと同等の弾性を持つ空気の体積 (立方フィートまたはインチ、およびリットル)。 Cms - サスペンションの機械的コンプライアンスの係数 (インチ/ポンドまたはミリメートル/ニュートン)。 Mms - 空気力学的負荷 (オンスまたはグラム) を考慮したディフューザーの機械的質量。 Rms - スピーカー サスペンションの機械抵抗 (ポンド/秒またはキログラム/秒)。 クリスマス - スピーカーのボイスコイル振動の最大またはピーク線形振幅 (インチ、センチメートル、またはミリメートル)。 通常、磁石ギャップを横切って一定数の振動を維持する能力を維持しながら、コイルが一方向に移動できる距離として定義されます。 歪みが出ない最大の発振振幅を決定するパラメータです。 Sd - スピーカーの「ピストン/コーン面積」(平方インチまたは平方センチメートル)。 スピーカーの可動部分の面積を表します。 ディア - 「ピストンの直径」（インチまたはセンチメートル）。 組み合わせオプション Qt - すべての電磁損失と機械損失を考慮した、周波数値 Fs のスピーカーの品質係数。 hо - 半分の体積音響負荷での公称スピーカー効率 (反射板が無限遠に位置する)。 効率はパーセンテージで入力されます。 SPL - 音量の半分の音響負荷におけるスピーカーの定格感度 (反射板は無限遠に設置されています)。 デシベル単位で入力します。 感度は、スピーカーに 1 W の電力を印加したときに、1 メートルの距離で軸に沿って測定した値です。 多くのメーカーは 2,83W ではなく 1V の固定電圧でスピーカーをテストしているため、[フル ラウドスピーカー パラメーター] ウィンドウには 2,83V オプションがあります。 電気的パラメータ 質問 - 周波数値 Fs の Q ダイナミクス。 電磁的 (機械的ではない) 損失または振動減衰のみを許可します。 Re - ボイスコイルの DC 抵抗 (オーム)。 Le - ボイスコイルのインダクタンス (ミリヘンリー)。 Z - スピーカーの公称電磁インピーダンス (通常は 8 または 4 オーム)。 BL - スピーカー駆動電力 (ニュートン/アンプ、メートル/テスラ、ポンド/アンプ、またはフィート/テスラ)。 Pe - スピーカーが処理できる最大電力 (W) は熱的に制限されています。 通常、ボイスコイルが焼き切れる前の最大電力を表します。 講演者データベース データベースには、さまざまなメーカーの多数のスピーカーの必要なすべての特性の値が保存されています。 「撮影分野」は非常に幅広く、リストの最初から A&S Speakers、Acoustic Research、AcousticPro、そして最後から Xtasy Audio、ヤマハ、ザクリという数社を例として列挙するだけで十分です。 もちろん、探しているモデルが見つからない場合は、そのモデルを特徴とともにデータベースに追加して、そこに含まれる情報を増やすことができます。 さらに、特別なテストケース画面でスピーカーの振幅周波数特性を測定する機会がある場合、またはメーカーからこれらのデータを受け取る機会がある場合は、実験値のポイントごとの導入のバリエーションが提供されます。 もちろん、実験データを追加することで計算結果の精度は高まります。 また、プログラムにより、所定の条件を満たすスピーカーモデルを自動的に選択することもできます。 Fs と Qts の値の範囲を決定するだけで十分です。プログラムは、選択した音響設計に適した多数のモデルを即座に提供します。 音響エンクロージャとそのパラメータ 1.フェーズインバーター バスレフ エンクロージャの設計を最適化する目的は、バスレフ ポートの同調周波数領域で最も均一でスムーズな振幅応答を提供するボリュームを選択することです。
1) 大きな低音レスポンスを持つシステムと、より「スムーズな」低音レスポンスを持つシステム。 2) 不足減衰システム (ボックス容積が小さい) と過減衰システム (ボックス容積が大きい) この設計の利点は、中域と低域の応答が広く、コーンの振幅が小さいため歪みが少なく、効率が高く、全体のコストが低いことです。 バスレフ型キャビネットの設計は、スピーカーのパラメーターの変化に比較的敏感です。 このような場合には、十分に低い Qts (0,2 ～ 0,5) を持つスピーカーがより適切に機能します。 バスレフ型キャビネット設計では、密閉型キャビネット設計に比べて、大幅に高い共振周波数 (Fs) に加え、ピッチの短いボイス コイル (Xmax が低い) とサスペンションが硬い (Vas が小さい) ことが可能になります。 バスレフキャビネットを小型化すると、より低い Qts とより低い Vas が必要になります。 2. バンドパス設計 バンドパス - ダブルチャンバーハウジングの使用により、低周波数と高周波数の両方で振幅応答を制御できるボックス設計。 しかもスピーカーはケース内に内蔵されています。 （スピーカーが複数の場合は３気室ケース等を使用する場合もあります。）
バンドパス設計は、他のバスレフキャビネット設計で使用されるドライバーよりも高い Q 値 (小さな磁石) のドライバーを使用できることを意味します。 これにより、歪みが低減され (高次の歪みがフィルタリングされて除去され)、動作周波数帯域の効率が向上し、実質的にローパス クロスオーバー フィルタが不要になります。 バンドパスの欠点には、設計の複雑さだけでなく、高音域のカットオフを決定するポートの「オルガンパイプ」の高次共鳴が含まれます。 バンドパス設計は、スピーカーの品質係数に非常に敏感です。 4 次設計は 0,4 に近い Qts を持つスピーカーで最もよく機能し、6 次設計は 0,5 に近い Q ファクターを持つスピーカーで最もよく機能します。 一般に、Qts が高くなるほど、帯域幅は狭くなります。 Qtsが低いほど幅は広くなりますが、同時に動作周波数帯域内での特性のばらつきも大きくなります。 係数 Vas と Cms は設計に大きな影響を与えません。 3.パッシブラジエーター（エミッター）による音響設計 パッシブ ラジエーター (通常のスピーカーに似ていますが、マグネット システムとボイス コイルがありません) は、キャビネット上のポートとして機能します。 このため、パッシブラジエーターエンクロージャーは多くの場合、バスレフエンクロージャーのように動作します。
パッシブ ラジエーター ケース設計の利点はバスレフ ケースの利点と同じであり、さらに小型のケースを使用できる可能性がありますが、必要なサイズのポートに必ずしも適合するとは限りません。 これにより、ケースの内部ノイズの再放射が最小限に抑えられ、システムの共振以下の領域でのスピーカーコーンの振幅が減少します。 後者の利点は、非常に低い周波数でドライバーを駆動するパッシブ ラジエーターの能力の結果です。 パッシブ ラジエーターを備えたケースの設計の欠点には、ご想像のとおり、位相インバーターを備えたケースの欠点に加えて、パッシブ ラジエーターの共振周波数 (Fp) での過渡応答が劣ることが含まれます。 パッシブラジエーターは通常、ウーファーと比較してコーンの大きな直線変位の可能性を必要とします。 もちろん、設計の複雑さも欠点です。 4.クローズドボックス クローズドケース設計の利点は、そのシンプルさと、通常はサイズが小さいことです。 スピーカー特性の偏差は、多くの場合、音質にはあまり影響しません。 より平坦な振幅応答と、高出力アンプでの使用の可能性（バスレフケースを使用する場合のように、スピーカーが低周波数でアンロードされないため）もプラスです。 密閉ケースの設計の欠点 - 位相反転器を備えたケースを使用する場合よりも効率が低くなります。 通常、密閉設計では、品質係数が 0,3 以上、Fs が低く、Xmax と Vas が高いスピーカーが良好なパフォーマンスを発揮します。 ダクト容積を減らすには、より低い Qts と Vas が必要になります。
不足減衰システム (ボックス容積が小さい) と過減衰システム (ボックス容積が大きい) 以下に計算に使用した音響箱のパラメータを示します。 Vb - ボックスの内部容積。 F3 - 半分の電力での定格周波数 (Hz) -3 dB。 低周波ロールオフが始まる振幅応答の切れ目の 3 dB 下の点を表します。 Fb - バスレフキャビネットの共振周波数 (Hz)。 QL - ケースの品質係数の値は、すべての損失の合計です。 11 立方フィート (311 リットル) 未満のケースの QL 値は通常 7 に近くなります。それより大きいケースの QL 値は約 5 です。 バップ - パッシブラジエーターサスペンションと同等の弾性を持つ空気の体積（立方フィートまたはインチ、およびリットル）。 Fp - パッシブラジエーターの固有共振周波数 (Hz)。 QTC - 密閉型の場合の品質係数の値。 Dv - バスレフエンクロージャー内のポートまたはダクトの直径または断面積。 Lv - バスレフエンクロージャー内のポートまたはダクトの長さ。 受信した「出力」グラフィックス
このプログラムでは、さまざまな特性の 2,83 つのグラフにアクセスできます。 これらのグラフは、正規化された周波数応答 (周波数応答または振幅応答と呼ばれることが多い)、XNUMX V 信号が入力に印加されたときの振幅応答、最大音響パワー、ボイス コイルのインピーダンス特性、位相および群遅延です。 特記事項
キャビンの伝達機能による特徴的な「こぶ」 この指摘は、車内の伝達関数に関するものです。 その特徴は、結果のグラフによって表示されるシステムの計算された振幅周波数特性が、低音スピーカー システム全体が配置される特定の車 (サイズ、デザインなど) に最も大きく依存するという事実にあります。 上のグラフは、車内が 30 ～ 50 Hz の範囲の周波数で「こぶ」放射を伴う周波数応答の大幅な変化を引き起こすことを示しています。 キャビンの伝達関数の問題は、「Master 12 Volt」N 1/98 で検討されており、測定の実験結果は、同誌の次の記事に記載されています。 ほとんどの計算プログラムでは、伝達関数は普遍的に平均されたものとして扱われますが、SPEAKERSHOP もこの点で例外ではありません。 ただし、実験的に測定された伝達関数のポイントごとの入力が提供されます。 実験データを使用するオプションにより、計算の精度が大幅に向上します。 さて、そのようなデータがない場合、さまざまな車種の低音の振幅周波数特性はどうなるかという問題では、両陛下の経験と設置者のインスピレーションが第一です。 クロスオーバーモジュール このソフトウェアを使用すると、6 次 (24 dB / oct) から XNUMX 次 (XNUMX dB / oct) までの XNUMX ウェイおよび XNUMX ウェイのパッシブ クロスオーバー システムと、多くのフィルター タイプ (ベッセル、バターワース、チェビシェフ、ガウス、ルジャンドル、リニアフェーズ、リンクウィッツ ライリー) を計算できます。
計算の結果、ユーザーが選択したクロスオーバー システムの電気図がモニター画面に表示され、その要素の正確な特性が示されます。
計算の結果、ユーザーが選択したクロスオーバー システムの電気図がモニター画面に表示され、その要素の正確な特性が示されます。 出版物: cxem.net
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