みなさんこんにちは。
今回はツイーターに噛ませるコンデンサやウーハーのネットワークの話です。
クロスオーバーネットワークの仕組み
カーオーディオをやったことある人ならイメージしやすいかと思うんですけど、カロッツェリアとかの2Wayスピーカーを買うとクロスオーバーネットワークという部品が入っています。
この透明なケースに入ったメカメカしくてカッコいい部品がクロスオーバーネットワークです。
で、このクロスオーバーネットワークっていうのがどんな役割を果たしているかというと、入力された音をウーハー（スピーカー）とツイーターの良いところを使える音域に分割して出力してくれる部品です。
2Wayの場合ウーハーは低音～中音域を、ツイーターは高音域のみ出せるように振り分けをするのがクロスオーバーネットワークです。
そのクロスオーバーネットワークはコイルとコンデンサでできています。
それぞれの役割としてコイルは高音を、コンデンサは低音をカットしてくれます。
ちなみに下を切るのをローパス(フィルター)
上を切るのをハイパス(フィルター)と言います。
例えば ミッドのローパスを80Hzにしてハイパスは5kHzまでにして〜とか言います。
まぁもちろん良い音にするための部品なんですが、それ以前に重要な役割があって
これを付けないとツイーターがブッ壊れます。
ウーハーはネットワークが無くても壊れることはありませんが、ツイーターは低音を入力すると壊れてしまいます。
逆に言えばツイーターがぶっ壊れ無ければいいんでネットワーク無しでもツイーターの配線にコンデンサを噛ませてあげればいいってことですね。
でもなんでわざわざネットワークにするかというと、コイルがあることで高音をカットできるので、ウーハーやサブウーハーに使う場合は逆に高音域をカットしたいのでどうせならネットワークの方がいいよねってことです。
そうしないと高音ばかり出て音のバランスが崩れてしまいます。
ちなみに上のようなツイーターとウーハー（スピーカー）が別になっている2Wayタイプの他にも
ウーハーとツイーターが一体になったコアキシャルというタイプもあります。
真ん中の部分にツイーターをくっつけた形になっていますね。
一般的にクルマのリアスピーカーによく使われるタイプですね。
もちろんどちらにもメリットデメリットがあるので用途に合わせて選びましょう。
ちなみにツイーター、ミッドレンジ、ローレンジとそれぞれ高音域中音域低音域と担当を分けてある場合は3Wayと言います。
ツイーターとコンデンサの周波数の関係
さぁここからが本題です。
ツイーターをぶっ壊さないためにコンデンサを噛ませるわけですが、そのコンデンサにもいろんな種類、性能があります。
xx V xx μF といった表記があるので、ここが重要です。
Vの部分は使用電圧に対してかなり余裕を持たせておきましょう！
普通の用途なら電源電圧の最大値の80％以下にして使用すればOKですが、耐電圧というのは直流電圧に対する耐性です。
一般的な用途の60Hzとは違い、オーディオではそれよりも超高い周波数の電流が流れるので、発熱でダメになってしまいます。
カーオーディオ用ですとカロッツェリアのネットワークには100Vのコンデンサが使われていましたが、スペースに余裕があれば250Vのものを使っておいた方がいいですね。
なのでこのようなオーディオ専用のコンデンサがおすすめです。
そしてもう片方のμFの部分の数値によってカットする周波数が変わります。
なので何種類か買って聴き比べて自分の好みの物をセットするのが一番いいですね。
ちなみにカットと言ってもその周波数でスパーンと切ってそこから下は全く出ないって訳ではなく、その周波数を境に斜めに切ってそれ以下の領域の音がだんだん小さくなるという感じです。
その斜めに切る角度をスロープと言って、鈍角だったり鋭角だったりでミッドとの音の繋がりや感じが変わります。
ちょっと良いオーディオのヘッドユニットで設定できるのがこれですね。
んで、このカットオフ周波数をヘッドユニットで変更できれば良いんですが、基本は今回のようにコンデンサを噛ませる事になります。
僕の感覚でこのくらいでカットしたいよねっていう周波数で-6dB/oct.で4、8、16各インピーダンス(Ω)のユニットごとに一覧表を作りました。
一言にツイーターと言ってもミッドハイ並みにだいぶ低い周波数から鳴らせるユニットもあればスーパーツイーター、リボンツイーターみたいな超高音専用の物もあります。
ユニットによって使いたい音域が違うので、パっと感覚的に分かりやすいように表にしてみました。
すごく中途半端な数字になる場合もあるので近い数字の周波数やコンデンサを表記しています。
コンデンサμF=159000/fc(Hz)×インピーダンスR(Ω）
4Ωのツイーターユニットの場合
| 周波数(Hz) | コンデンサ(μF) |
|---|---|
| 6k | 6.6 |
| 7k | 5.7 |
| 8k | 5 |
| 10k | 4 |
| 12.5k | 3.2 |
| 15k | 2.7 |
| 17.5k | 2.3 |
| 20k | 2 |
8Ωのツイーターユニットの場合
| 周波数(Hz) | コンデンサ(μF) |
|---|---|
| 3k | 6.6 |
| 4k | 5 |
| 5k | 4 |
| 6k | 3.3 |
| 8k | 2.5 |
| 10k | 2 |
| 15k | 1.3 |
| 20k | 0.99 |
12Ωのツイーターユニットの場合
| 周波数(Hz) | コンデンサ(μF) |
|---|---|
| 4k | 3.31 |
| 5k | 2.65 |
| 6k | 2.2 |
| 7k | 1.9 |
| 8k | 1.65 |
| 10k | 1.325 |
| 12.5k | 1.06 |
| 15k | 0.88 |
| 17.5k | 0.757 |
| 20k | 0.66 |
16Ωのツイーターユニットの場合
| 周波数(Hz) | コンデンサ(μF) |
|---|---|
| 6k | 1.7 |
| 8k | 1.2 |
| 10k | 1.0 |
| 15k | 0.66 |
| 20k | 0.5 |
使用するツイーターのインピーダンスによってカットする周波数が変わるので注意です！
一般的にカーオーディオ用のユニットは4Ωのものが多いですが、サブウーファーは2Ωのものがあったり、ホームオーディオ向けのユニットは様々なインピーダンスの物があるので確認してから使いましょう！
カットオフ周波数の決め方
カットオフ周波数に関してはどんなユニットを組み合わせるかによってもちろん違いますが、僕の場合は主役にするユニットを決めて、他は補助的なイメージで決めます。
まぁこれはあくまでも僕の考え方なので、基本はミッド（一般的に言うスピーカー）をメインにツイーターとサブウーファーを調整するという感じになるかと思います。
例えばこの組み合わせならミッドが高音域でもいい仕事するからミッドになるべく上まで仕事をさせて、ツイーターは超高音域のみにしよう
とか
逆にこのツイーターはめっちゃ下まで綺麗に鳴るからローパスをなるべく下にしてツイーターに頑張ってもらおう。
という感じで決めます。
結局は自分が良いと思う音が一番だと思うので、完全に好みの問題ですね。聞こえ方も人によって違うと思いますし。
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