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2009年03月12日 (木) | Edit |
今度は2.1chシステム(サブウーハー)の優位性を計算で検証してみます。
200Hz以下の領域だけに注目してください。

前の記事「ニアフィールドリスニングの優位性を計算で検証する」と「定在波計算ソフトウェアを使用してみる」をまだ読まれていない方は、そちらを先に読んでください。
162a_20090807205550.jpg
これが基準状態です。すなわち大型ウーハーを持つフルサイズのステレオ スピーカーを設置した状態です。この状態では70Hzに激しいディップが予測されます。

一般的な家庭のオーディオルームのサイズでは、100Hz以下の帯域の波長は部屋のサイズに対して同等以上となるため、サブウーハーはどこに置いても音源の定位に影響を与えないとされ、低音楽器の定位と音色はメインスピーカーから発せられる倍音によって支配されると言われています。これが正しいとするならば、メインスピーカーには100Hz以上の領域だけを持たせて、100Hz以下を担当するサブウーハーはリスニング位置の周波数特性がベストになる適当な位置に設置する事ができます。

一般的にサブウーハーとメインスピーカーはリスナーを中心とする同一円周上に配置する事が推奨されます。これはリスナーから各スピーカーへの距離を等しくする事によって音の位相(遅延)を揃える事ができるためです。

これに従ってベストなサブウーハーの位置を探ると下図のようになります。
166_20090807205630.jpg
右側のスピーカー()をサブウーハーと見立てて、リスナーから等距離を保ちつつベストな位置を探りました。この位置では極めてフラットな低域特性が得られます。メインスピーカーのウーハーを取り去って100Hz以下の出力を減衰させれば、リスナー位置の70Hzディップはほとんど無くなるはずです。

さらに、デジタル信号処理を使用してサブウーハーの出力を自由に遅延させる事ができれば、サブウーハーをリスナーへ近づける事ができます。この場合サブウーハーの音はメインスピーカーより早く到達しますが、その時間差をデジタル信号処理で補正するわけです。
167_20090807205713.jpg
低域だけニアフィールドリスニングとなり、当然ですが極めて理想的な低域特性が得られます。サブウーハーの位置はリスナーのすぐ近くであれば前後左右は問いません。

非常に重要な事は、サブウーハーを使用する場合はメインスピーカー側の低域出力は全く不要だという事です。3箇所から発せられる低音が複雑に干渉してエライ事になると思われます。ですから低域に優れる大型ステレオ スピーカーとサブウーハーを組み合わせても良好な結果が得られるとは思えません。メインスピーカーには口径8cm~10cmのフルレンジまたは2wayが適すると言えます。当然ですが低音増強を一切行わない密閉型が理想的なのは言うまでもありません。

このブログでたびたび紹介しているALPAIR 5という8cmフルレンジスピーカー(というよりは超広帯域ツイーター)は、正にこのようなシステムのために開発されたユニットであると言えます。
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2009年03月08日 (日) | Edit |
前回の記事でお約束したAlpair 6ユニットの評価記事の翻訳版を掲載します。

マニアの掲示板のようなところに掲載されている文章なので、仲間うちの符丁みたいなのも多く、論文とは違って文脈的にもあまり明確ではありませんが、なんとか訳してみましたので参考にしてください。かなりのスピード意訳でエイヤのところもありますのでご了承願います。原文のリンク先も載せましたので、正確にはそちらをどうぞ。

コメント著者のDr. Jim Griffinはもう退職されていますが、ハイエンドスピーカー システムの設計に多年の経験を持つエンジニアだそうです。スピーカービルダー(自作派?)には世界的に名の知られている方だそうで、多数の設計を発表されているそうです。欧米における長岡鉄男氏のような存在かもしれません。
海の向こうでは工学博士はそれこそザラにいますので、長岡鉄男氏レベルの実力であれば十分に工学博士として通用する事を付け加えておきます。

下はMr.Mark Fenlon(マークオーディオのマークさん)によるDr. Griffinの紹介文です。
"Jim Griffin (PhD) is an engineer, now retired he spends much of his
> time on high-end speaker systems. Jim's expertise and passion for
> audio speaker design is recognised by many system builders around the
> world. Jim has published many of his designs and is a regular
> contributor on the most popular audio forums. Jim Griffin is
> considered by many in the audio world to be a lead expert on
> loudspeaker system designs"

原文は「コチラ」からどうぞ。
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Mark Audio Alpair 6用の小型MLTLボックス
Dr. Jim Griffin

Alpair10(以下A10)用の新設計MLTLボックスについては先日レポートしましたが、実はこれと同時にAlpair6(以下A6)を使用したMLTLボックスも開発しました。Alpair6ユニットの構造はA10とそっくりで、スピン加工されたアルミ製コーンとこれを囲む頑丈なコンポジットポリマー フレームによって構成されます。A6は非常に小型のユニットであり、そのコーン径は約6cm(2.36インチ)しかありません。A6もA10同様にコーン径に比べて大きなフランジを持ちます(A6のフランジ径は4.5インチ)。これもA10と同じですが、A6の振動板エッジはよくある凸タイプではなく、凹タイプとなっています(訳者: FOSTEX FEシリーズと同じように、奥へ引っ込むタイプのエッジ)。A6の定格インピーダンスは4Ωであるため、一部のアンプでは使用できないかもしれません。

多くの方は小径のA6は小型のサラウンドスピーカーやデスクトップ コンピュータ モニタ用だと思われるでしょう。確かにA6のSPL値は86 dBですから、場内放送用にはもちろん適しません(片振幅Xmaxは5mmありますが、小さなコーンで大量のエアをドライブする事はできませんから)。このような小型スピーカーは多くの場合狭い部屋には十分であり、圧迫感も与えないSAFフレンドリーなスピーカーと言えます。しかし今回は少しばかりサイズの限界を伸ばして、A6がフルレンジMTLTでどのような性能を示すかを見てみる事にしました。このA6用MLTLの設計にはMartin J. King?氏の優れたワークシート(MJKワークシート)を使用しました。このワークシートにはユニットのT/Sパラメータと設計初期値(ボックス寸法およびユニットからポートまでの距離)を入力し、欲しい応答特性が得られるまで設計値を変更しながら繰り返し計算を行います。初期値としては数年前に行ったTangBand製ユニットを使用したMLTLプロジェクトの値を採用しました。今回のA6プロジェクトの低域応答性としてF3を45Hzに設定し、ポートの同調周波数は51 Hzに合わせました。ポートの長さを3インチから4インチへ伸ばせば、周波数応答特性への影響を最小限にとどめながらポートの同調周波数とF3を数Hz下げる事ができると予測されます。

このAlpair 6 MLTLプロトタイプは、天板と側板に堅いウオールナットの無垢板を使用し、前面と背面および底面にはMDF材を使用して作製しました。ボックスの完成外寸は[高さ35.25インチx幅5.5インチx奥行き5.5インチ]です(板厚は0.75インチ)。ユニットの高さをリスニング位置に合わせるために底上げしています。

MLTL内部のアクティブポートの寸法: 長さ(上面から底面までの距離)=30インチ、上面からユニットまでの距離=10インチ、上面からポートまでの距離=27インチ、ストレート断面の寸法=4インチx4インチ、詰め物(吸音材?)の密度=0.50lbs per cubic feet、ポート半径=0.75インチ、ポート長=4インチ、底上げ高さ=5.25インチ
バッフル前面にはグリル取り付け用のマグネットを埋め込みました。

このような小さなスピーカーは適度なボリュームで良質の音楽を聴く分には問題ない事は知っていましたが、限界近くでは負担が大きいだろうと予測していました。

しかし、このかわいいユニットがお気に入りの曲を極めて印象的に鳴らしてくれたのには驚きました。ユニット自体の周波数特性のおかげでバッフル ステップ フィルタも必要ありません。マークオーディオが公開しているA6の特性グラフを見ると175~550Hzの領域に3~4dBのハンプ(こぶ)があります。バッフルの幅が5.5インチなので、このハンプがちょうどバッフルステップ補正の役割を果たしてくれます。

このスピーカーで低音SPLコンテストに優勝する事はもちろん不可能ですが、その性能にはきっと驚かれるはずです。ボーカルは男性/女性を問わず全くSibilant(シューシューいう、歯擦音的な)ではありません。高域はシンバルのきらめき感が素晴らしい。

結論として、このかわいいユニットはサイズなりに見事な仕事をし、私が定義したSAFの基準を立派に満たします。壁を揺るがす低音は決して期待できませんが、小型/中型におけるソリッドな音楽再現は素晴らしく楽しいものです。


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ほとんどが箱の説明で、ユニットそのものに関しては最後の方に少しあるだけです。しかし日本のオーディオ評論家のように意味不明の形容詞を羅列せず、いかにも技術屋が書いた文章という感じで僕には好感が持てます。

文中にあるMLTLとは「Mass Loaded Transfer Line」の略で、細長いボックスに吸音材をつめたような構造となっており、海の向こうでは流行中の低音増強法のようです。
日本ではあまり知られていないのではないでしょうか。
マークオーディオの担当者の方が参考になるサイトを教えてくださいました。
興味のある方は「コチラ」をどうぞ。日本語です。

僕は小型密閉箱+サブウーハー+デジタルイコライジングが一番シンプルで効果的な方法だと思っているので、その辺は全く興味がありませんから解説は控えます。

それと「バッフルステップ」というのが出てきますが、これはバッフルのサイズで決まる特定の周波数で音波の回析現象(いわゆる回り込み)によって周波数特性にステップ(段差)が出来てしまう事を指すようです。これも日本ではあまり話題になりませんが、向こうではわざわざLCR回路を組み込んでこれを補正するのが当たり前のようです。向こうの人は信号ラインにそういう部品をかませる事にあまり抵抗感がないようですね。しかしこれも音場補正してしまえばとっとと片付く話です。

向こうの方々もなかなか凝り性ですね。しかし思うのですが、海のこっちでも向こうでもスピーカーやる人はスピーカーしか見てないという感じを受けます。システム全体を見渡せばもっと楽にシンプルにできる事がいっぱいあると思うんですけど。。

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2009年03月07日 (土) | Edit |
以前の記事「Alapir 5の本来の狙い」に対して、香港にあるマークオーディオでディストリビューションを担当しておられる方から当ブログへ下記のコメントをいただきました。

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Alpairシリーズについて

マークオーディオのディストリビューションをしています。といっても普段はマークと香港で一緒に仕事をしていますが。
日本語のサイトを大分整理しました。
www.markaudio-japan.com というサイトです。もしくはMarkaudioサイトの下に日の丸印がありますのそちらからも入れます。

Mark Fenron がAlpairの開発を始める前から付き合っていますが、良いユニットを作るためには本当に頑固に意思を変えません。
あとで判ったのですが、お父さんは英国ジャガーの12気筒エンジンの設計者だそうです。技術者としてのDNAをぷんぷん感じます。

ところで私は仕事上全部のユニットを使っています。やはり普段はAlpair10をツインで使っていますが、おっしゃる通りに、コストパフォーマンスとしてはAlpair6はものすごくバランスの取れたユニットで、名機の匂いがします。

Alpair 5のシングルサスペンションは技術的には6や10よりずっと大変でコスト的にはあまりペイしていないユニットです。
私は最初のモデルが5ではどうかなと思っていましたが、どうしてどうして日本には5のファンがいっぱいいらっしゃいます。全シリーズあまり儲けを考えないで、音質を求めて作っていますのでMarkをAudiofileの皆さん応援してくださいよろしくお願いします。

ところで、Jim Griffin博士がdiyaudio.comでAlpair6を最高評価したため、この2週間であっという間に欧米にはけてしまいました。
でも日本にはまだ残っていますのでご希望でしたら、LinfofさんでもEL Soundさんでも、直接nakajima@markaudio.comでも取り扱っています。すぴ研さんも始められます。

以上突然で失礼しました。また質問があれば出来るだけお答えします。

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.
マークオーディオの日本語サイトは鋭意整備中とのことです(コチラ)。

コメント中にありますDr. GriffinのAlpair 6およびAlpair 10に関する評価記事へのリンクも教えていただいたので和訳して次回の記事に掲載します。

英文はコチラから閲覧できます。
>>> Alpair 6: http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?s=&threadid=138750
>>> Alpair 10: http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?s=&threadid=137585

ちなみに最近「Alapir」関連の検索語による当ブログへのヒット数が2位の「Frieve」関連を大幅に引き離してダントツの1位となっています。今一番ホットなユニットと言えましょう。僕もAlpair 5が欲しくてたまりません。

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2009年03月05日 (木) | Edit |
Alpair 5の本来の開発意図に関して日本代理店からの明確な説明を見かけた事がないので、メーカーサイトの英文の説明をざっと訳してみました。

英文を読むと分かりますが、Alpair 5は他の8cmフルレンジスピーカーとは少し異なり、単独で使用するというよりもサブウーハーまたはウーハーとの併用を前提とする超広帯域ツイーターとして、特に中高域の音質を重視して開発されています。例えば、サブウーハーとのつながりを良くするために低域は意図的にシャープに減衰させている旨の説明があります。

155.jpg
ちょっと他の8cmユニットとは生い立ちの異なるAlpair 5
8cmと呼ぶにはやや小径で、3"と呼んだ方が良さそう


単独でフルレンジスピーカーとして使用するのであれば、サイズが1cmしか変わらずにfoが74Hzと異例に低いAlpair 6の方が絶対に向いていると思います。

僕はデスクトップサブウーハーを常用するので、Alpair 5には凄く興味があります。まさにLEAN AUDIO用に開発されたようなユニットだと言えるのではないでしょうか。

---------------
以下は英文サイトからの訳文です。かなり意訳の部分もあります。誤訳等に対する責任は一切負いません。文中の色文字は赤が「ゴールド」、青が「グレー」に関する記述を示します。その他は共通の内容です。

Alpair 5
先進のミニドライバー

Alpair 5はスパイダー(たぶんダンパーのこと)を持たないシングルサスペンション構造のユニークなドライバーです。この構造により低域の性能が改善されています。一般的なツイーターに比べてコーン面積が大きいため、中高域のディティールに優れます。Alpair 5はサブウーハーおよび大径ドライバーと容易に組み合わせる事ができます。あるいはユニット単独でミニオーディオおよびデスクトップ アプリケーション用に使用する事もできます。

「カッパーゴールド」タイプのコーン/キャップ表面処理は「グレー」タイプに比べて柔らかめとなっています。「グレー」にくらべて低密度のコーティングが施された柔軟なコーンは、音楽的ディティールを保ちながら中高域において非常にスイートなキャラクターを示します。

「ガンメタルグレー」タイプのコーン/キャップ表面処理は「ゴールド」タイプに比べて硬めとなっています。より高密度のコーティングによって剛性の高まったコーンは、中高域において非常に精細なキャラクターを示し、超精密な音楽的ディティールをもたらします。

特徴
10kHzまではフラットでそれ以上の高域で+9dBに達する周波数特性を得るために、コーンの成形には多大な努力が払われました。サブウーハーとのコンビネーションを容易にするために、総合Q値を高めに設定して低域の特性をシャープに減衰させています。使用可能帯域が極めて広いため、クロスオーバーの設定も容易です。

特に中高域のディティール、スムースさに優れる(特に中高域において超精細なディティール)
○ サブウーハーまたは大径ドライバーとの組み合わせが容易、ミニオーディオ用途に単独使用も可能
○ (高剛性)マルチコーティング処理された超軽量合金製50mmコーン
○ 超広帯域(125Hz(135Hz)~30kHz)
○ 大振幅(4mm 片振幅)
CSS SDX (Alpair 10)ウーハーとの組み合わせに最適

-------------------


10kHz以上の特性を持ち上げているため、30°オフセットした位置でもほぼフラットな高域特性が得られています。ただし高域がきつく感じる場合もあるようで、オランダのAlpairディーラーによるエンクロージャの作例(コチラ)ではLCR回路で高域を減衰させています。これに対してメーカーは、デスクトップ等の近距離で聴く場合にはこのようなフィルタも有効だろうという見解です。あるいはスピーカーをやや外向きに設置して高域の聞こえ方を調整する事を推奨しています。Frieve Audioを使用する場合は全く問題ありません。

Alpairの他のユニットでは色違いで性能差はありませんが、Alpair 5だけは差があります。グレーの方がシャープな中高域が得られるようです。サブウーハーと併用する僕なら「グレー」を選ぶかな。。。

はやく試してみたいですが、少なくとも1年はF80AMGを愛用したいと思ってます。

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2009年02月25日 (水) | Edit |
ALPAIR フルレンジ シリーズはスピーカー自作派の間で関心が高いらしく、「ALPAIR」の検索語でこのブログにヒットされる方が多いようです。

そのALPAIR シリーズのメーカーであるMark AudioのHPでCHR-70という型番の新型フルレンジ ユニットを見つけました。 日本語のリリースはコチラ。 英語のページはコチラ

117b.jpg
これが新型のCHR-70
コーティングの色で価格が異なります
 
この新型ユニットはALPAIR 6より少し大径で低音に有利な特性となっていますが、一番の違いは価格にあります。ALPAIR 6がペアで$144.99 (ゴールド/グレー)に対してCHR-70はペアで$64.99(グレー)/$69.99(ゴールド)と半額以下になっています。コーティングの色によって価格が5$違います。

このモデルにはALPAIRの名称は付けられていないので、ALPAIRシリーズとは別の廉価版という扱いのようです。

118 copy119 copy
コチラがALPAIR 6、グレーは角形フランジになります
性能/価格は同じです


CHR-70とALPAIR 6はよく似ていますが、前者のフレーム形状や端子にコストダウンの跡が伺えます。

特性表をざっと比較すると、
ユニット型番 ALPAIR 6 → CHR-70
有効振動板面積 Sd 38 → 50 cm2
等価振動系質量 Mms 2.93 → 4.80 g
最低共振周波数 f0 74 → 70 Hz

CHR-70は口径が大きくなって振動板が重くなって最低共振周波数が下がっています。
CHR-70の有効振動板面積はほぼFOSTEX FE107と同じなので、一般的な公称径からするとCHR-70が10 cmユニット、ALPAIR 6が9cmユニットという事になります。ALPAIR 5は8cmユニットとしてはやや小さめで3インチ(7.5cm)ユニットというところでしょうか。
CHR-70のfo=70Hzは10cmフルレンジとしては随分頑張った値といえます(ParcAudioの10cmウッドコーンで72.4Hz)。

123.jpg
高域もALPAIR並に30kHzまで伸びています


コストダウンににつながった構造上の最大の違いはコーンの金属材料にあると思われます。ALPAIRは「日本・台湾の素材メーカーとの共同で新しいハイブリッドのアロイ振動板を開発した」とありますが、CHR-70は「航空機グレードのアルミニウム合金」としています。このため、CHR-70の振動板質量はALPAIR 6と比較して面積のわりに重くなっています。

いずれにせよALPAIR 6のほぼ半額というのは随分お買い得感があります。現在のALPAIR 6の販売価格から予測すると、日本ではペアで1万円を切ると思われます。ParcAudioの10cmウッドコーンがペアで14,000円くらいですから、競争力は相当高いんじゃないでしょうか。音がどんなだか楽しみです。

HPにはCHR-70用に6タイプのエンクロージャ設計例が掲載されています。コチラ
ALPAIRではこういう配慮は無かったので、やはり自作派に気軽に使ってもらうのがひとつの狙いなのかもしれません。

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