テナガザル
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企業勤めの理系です。 でもあくまで趣味ですから結果オーライな考えやプラシーボも容認します。 現在の機器構成 スピーカー : 自作2way Feastrex nf-5 / RAAL 140…

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最近feastrexのユニット載せたスピーカーを部屋にセットしてみました。 満足いくまで遊んでいけたらと思います。
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日記

忘備録 クロスオーバーネットワーク

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2020年07月23日

皆様こんばんは
世間では4連休ですね。
かくいう自分もお休みなのですが
百合子ちゃん(都知事)がステイホームと言っておりますので
軽々には外出もままなりません。
しかも連日雨だし…。
ちょっと梅雨の時期長くないですかね?

さて、今日は単に自分の忘備録です。
自分の使っているスピーカーはネットワークレスの2wayですが
ネットワークはまだ模索の途中であります。

なんというか無限に?触れてしまうので
匙を投げる人が多いのも納得です。
メーカー製のスピーカー(ネットワーク込み)を礼賛しておくのが
精神衛生的にもよろしい気持ちはよくわかります。

自分で2way以上のSPを組むとして
大まかにまず2つの選択肢があります。
1.ネットワークだけ見てクロスオーバーを作る
2.スピーカーの特性に合わせてクロスオーバーを作る

1は例えば高次のネットワークでばさっと切ってしまう時に
ネットワークだけで特性を合わせるやり方ですね。
計算上は綺麗に繋がります。
2はF特などを見ながら合わせるやり方で、
極端な話ツィーターにHPFつけて終わりとかがこれ。
ウーファーのLPFとツィーターのHPFは個別に
カットオフ周波数を設定することになり、
電気的な計算は無視することになります。

この1と2だけでも何が正しいのか暗中模索状態です。
サブウーファー追加でメインスピーカーのローカットを
行わない合わせ方は2になりますね。

スマートなのは1ですが、
ユニット側の特性があまりにも変動するので
実際には合わないことが多く
そこから耳で調整していくと2(寄り)になるのが
多数派ではないでしょうか。
そもそもスピーカーユニットのインピーダンスなんて
周波数によって変動しますから、
厳密にやるならそのインピーダンスカーブに応じて
フィルター特性を計算しないといけません。

さらにこれで回路はOKとなった場合でも
今度はコンデンサやらコイルの選定が無数にあります。
しかもコイルを複数に分ける人はあまり居ないと思いますが
コンデンサは並列接続がキャパシタンスの足し算になるため
同じ静電容量が欲しいときでも
コンデンサを複数繋ぐ(方が音が良いとする)流派が存在します。
単に高いコンデンサが良い音…である場合は多いですが
必ずしも自分が求める音とマッチする保証はないため
複数部品から選定する必要があります。

さらに複数ユニットの能率が異なる場合は
マルチアンプならアンプのゲインを変えることもできますが
ゲインをあまり落としすぎると音が悪くなる流派もおりますので
アッテネーターを追加することになります。
このアッテネーター(抵抗)も物によって音が変わります。

なぜ音が変わるのかと言えば
L/R/Cだけの成分を持つ理想素子が存在しないことと
温度や周波数によってその成分が変化するからですね。
なので銘柄によって音が変わります。
あとスピーカーのそばに配置する場合は加振されますので
特にコイルやコンデンサは特性が揺れることになります。

ということもありネットワークは魔境です。
おとなしくフルレンジ一発が幸せになれます。
2wayになった瞬間絶望すら感じます(笑)
3wayや4wayを調整できる御仁は神ですね。

なので多くの人はこう考えるわけです。
フルレンジにツィーター追加して
HPFはコンデンサ一発でいいや、と(暴言)
サブウーファーも買ってきて、LPFツマミ調整して完成っと。。。

そりゃね、多くの人はメーカーの合わせた
ネットワークを信奉しますわ。
(下手に触るとリセールバリュー落ちるし)
メーカー純正を神と崇めなくなった途端に
深い闇の底に落ちることになります・・・。

色々考えたり計算したりしてネットワーク組むより
適当にそのへんのコンデンサ繋げただけの方が
音が良いなんて思った日には投げ出したくなります。

1次や2次くらいのネットワークだと
ユニットの特性が無視できないため、
どうしても現物合わせになったりしますが
4次くらいあれば電気的な特性だけで組んでも
それなりに良好でしょうか?
それより高次では位相回転が気になります。。。


さてここからが本題(前置き長っ)


オーディオの世界では誰でも知ってる?フィルター特性として
Linkwitz Rileyがありまして
これの2次と4次は特性が良いので
オーディオ機器によく採用されているものです。

https://www.xkitz.com/


アメリカにあるXkitzさんが
LR4(4次のLinkwitz Riley)でアクティブネットワークを販売されています。
10~24V電源を用意する必要はありますが
モジュール差し替え式で簡単にクロスオーバー周波数が変えられて
値段も高くありませんので
音が良ければもうこれ使って終わりでいいんじゃない?感。
自分はマルチアンプなわけだし・・・。

怖いのはこれは上記1案なわけで、
更に微調整とか称してユニット側に
コイルやコンデンサなんぞをつけ始めちゃうと・・・(恐怖)

いやほんとスピーカーメーカーの人達凄いと思う
だってさ、僅かな変化だと同じ音に聴こえるんだもん・・・。
耳が良い人は激変とかいうけどさ
変わらないよ同じ音だよ(涙)
と思うことが多々あります。。。

しかもですよ?
すでに音楽聴けてるんですよ?
普通に音は出ている中において
まだ違うかも、まだ途中かな、もっと良くなるかも、
と思い続けないといけないわけです。
誰もここがゴール!これで完成!
これが正解!なんて言ってくれないわけです。

そりゃあさ、Avalonのニールパテルも
(電源環境や騒音環境の優れた)深夜に音決めするって言いますよ。

自分の衰えた駄耳と有限の資金力では
フルマラソンを走りきることは難しそうなので
途中でタクシーを拾おうかと思いながら
今回の日記は自分が上記アクティブクロスオーバーを発注するときの
URLメモとしての忘備録です。

これで簡単に3wayでも組んで終わりにする。。。
のが早いかもしれません。
というか圧倒的に楽だと思います。

ちなみに最近1つわかったことがありまして
スピーカーメーカーは音が悪くなると思っていても
スピーカーケーブルは箱の内外で分割します。
これはスピーカーを販売するための必要悪ですね。
必要なスピーカーケーブルの長さや
使いたいケーブルは人によって千差万別ですから。
それはまあわかっていたとして、、、

そして、仮にマルチアンプのほうが音が良いと思っていたとしても
シングルアンプというかシングルターミナルにまとめたくなります。
というかですね、使ってるツィーターの金額が高くなるほど
そこのコンデンサを外す選択肢が取れなくなります。
何に繋げられるかわからないのにユーザーの1ミスで
スピーカーが壊れるリスクは負えません。
この辺は自作派の有利な?ところではありますが
前者のケーブルはまあいいとしても
後者のコンデンサは精神衛生上外すのが怖いです。

例えばアキュフェーズさんなどにマルチアンプを組んで貰って
ユニットは万全に保護されています!と言ってもらえたら
アンプ直結でも安心して使うことができると思いますが
こっちは自作品ですからね、そりゃ信じませんよ ←

ただアンプ直結にしたほうが音が良かったりするから
本当タチが悪い・・・。

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レス一覧

  1. テナガザルさん

    この問題は理系の方ほど悩まれるようですね(笑)。

    ワタシなど、シロウトが自分で調整したら2wayはまだしも3wayになったら発狂するんじゃないかと思うのですが、案外世間ではそんな風情もなく自在に調整し、しかも、自信たっぷりに言いたい放題のことを言われる方も少なからず居るので驚いてしまいます。

    それで、私は自作のアンプに直結してますが、「アンプ直結」と言ったとたんに「そんなことはあり得ん!」と呆れられました。もちろん出力の異常直流を検知してパワーを遮断する大電流のスイッチングFETを使った保護回路が入っていますが、そのことを言っても聞く耳も持たない感じでした。その方も理系の方でした。

    byベルウッド at2020-07-24 13:14

  2. こんにちは。

    ざっくりだとマルチwayを調整できる御仁はsmaartと測定マイクで最後の詰めは耳(ヒアリング)のようです。
    アクティブクロスオーバー比較検証用に
    dbx / DriveRack PA2かBEHRINGER / DCX2496 ULTRADRIVE PRO
    などは?
    ADAM AUDIO アダムオーディオ / S7A Mk2 所謂フルレンジ・アクティブモニタースピーカー が手元にあれば一旦終了でしょうか(聴いてみたいです)。

    byぺぶるす at2020-07-24 17:00

  3. テナガザルさん、こんにちは。

    昔SPを自作している時がまさに、前置きされている状態でした。
    教祖様の自作記事を読みあさり、書いてある公式を基に毎日キャビネットを設計、使用するユニットやネットワークを考え空想していました。
    (もちろんそれが悪い事だとは思っていませんが)
    私は理系と言っても公式見て頭が痛くならない程度の低レベルですので、音波や電気知識も乏しく、ネットワークと言えばコンデンサー1個か、コイルと2個か、せいぜい見様見真似のインピーダンス補正回路くらいでしたね。

    いつまで経っても自作って終わりがないですよね。
    アクティブネットワークで自作SPが上手くいきますように。(合掌)

    byTON2 at2020-07-24 18:01

  4. ベルウッドさん、こんばんは

    実に頭の痛い問題です。
    1案を実現するためにはユニットの特性が広帯域でフラットである必要があり、しかもそのフラットな部分でカットしなくてはいけません。
    じゃあといって2案の場合は徹底的な現物合わせです。
    どちらの道も修羅の道です。

    2wayですら出口の見えないトンネル状態なのに、3way以上は気が遠くなりますね。

    自分は小心者なので
    (自作アンプへの)アンプ直結は怖くて指が震えます。
    ツィーターがDCにも耐えてくれれば気楽に繋ぐのですが(笑)

    byテナガザル at2020-07-24 19:14

  5. ぺぶるすさん、こんばんは

    そうですね、マイクは必須と思います。
    ただ皆様ご存知のように、周波数特性をフラットにすれば完成(ベストな音質)、というものでもないので耳での追い込みは必須ですね。

    オススメありがとうございます!
    それとアダムオーディオは有名ですが、S7A MK2は知りませんでした。
    確かにこういうのが部屋に置けると良いかもしれませんね。

    byテナガザル at2020-07-24 20:02

  6. TON2さん、こんばんは

    あ、自分もそんなもんです(笑)
    大したことはやってません、そのくせ暗中模索です。
    個人の自作しかも現物合わせで3次以上のネットワークはお金の減り方がヤバいですからね。

    自作ネットワークは明確な終わりが無いだけに、おおらかな気持ちでOK出さないと大変なことになってしまいます。

    byテナガザル at2020-07-24 20:17

  7. テナガザルさん

    追レス失礼いたします。

    >ユニットの特性が広帯域でフラットである必要があり、しかもそのフラットな部分でカットしなくてはいけません

    まさにそのことです!

    クロスオーバー部分の特性のクセが影響します。例えば、高域が目立つからと高域ユニットのゲインを落とすとかえって高域が耳についてしまうということがあります。低域側のハイカット域の特性が悪い部分を相対的に持ち上げてしまうからです。そういうことで、ぎったんばっこんしているうちに、だんだんと発狂(笑)してしまうというわけです。

    このことは、マルチアンプのチャンデバの調整でも少なからず同じことです。

    優秀なユニットの選択が最重要でしかもこれが難関ですよね。

    byベルウッド at2020-07-24 22:03

  8. テナガザルさん、

    こんばんは。

    私はUSのMarchand Electronicsというガレージメーカーのクロスオーバーを使用しています。

    https://www.marchandelec.com/

    私が使っているのは4次のLinkwitz RileyのXM44というタイプのクロスオーバーで3Wayのものと4Wayの2台です。

    こちらは電源やケースも含めた完成品の購入が可能ですが、Xkitzよりも少し高いかもしれません。ケースの加工などの手間がいらないので不器用な私向きです。

    クロスオーバー周波数はやはり基板を差し替えることで設定可能です。
    OPAMPはソケットに入っているので自己責任ではありますが購入後の変更が可能です。
    私は入出力のバッファー用のOPAMPを自分で交換しました。
    これでかなり音は変わります。

    ご参考まで。

    byK&K at2020-07-25 01:49

  9. ベルウッドさん、おはようございます。

    ユニット選定は大事ですね。
    そもそもユニットの素性が良い必要がありますが、特にフルレンジユニットは分割振動含めてF特を平坦化していますので、割と早いうちから分割振動してますし、じゃあといって分割振動してても良い音に聴こえていれば問題なかったりで、どこで切るかは千差万別、その度に音は千変万化であります。

    そして特性を見ながら合わせる場合、こっちは2次で他方は3次で切るような合わせ方もありますし、クロスオーバーの値が電気的には遠く離れたりもしますので、悩ましいところであります。

    チャンデバも基本的には同じ悩みが発生しますが、ユニットのインピーダンスカーブを無視出来るのが1つ大きいかと思います。

    byテナガザル at2020-07-25 09:23

  10. K&Kさん、おはようございます

    ご紹介ありがとうございます!
    ネットワークは色々なところが出していますよね。
    自分はここも知りませんでしたので、後で確認してみます。
    OPAMPの交換が出来るのは面白いと思います。

    因みにそのサイトにあるような、-48dB/octとかで遮断すれば、ユニットの特徴をあまり気にせずに組めるのかも?しれませんね。
    それが良いかはまた別問題なのが悩みの種ですが(汗)

    byテナガザル at2020-07-25 09:50

  11. テナガザルさん、

    再レスです。
    ウチは24dB/octです。
    サラウンドもやっているので各スピーカの位相合わせの観点からウーファとトゥイータなどの逆相つなぎは避けたい。
    正相つなぎが絶対条件です。
    そうなると一番自然なのは6dB/octでしょうが大音量時のトゥイータの負担や歪率のことを考えると私にとってその選択肢はありません。
    ということで結局24dB/octということになりました。

    今までの経験上では急峻なクロスオーバーの方が音がすっきりする感じを受けます。
    私は48dB/octを試したことがないので、それに関しては何ともコメントできませんが、信号が通過する素子数も増えるの音質上のデメリットもあるのではないかと思います。

    ただ、私の使用しているサブ・ウーファは内部に-48dB/octのデジタル・フィルターを持っています。
    サブ・ウーファの場合は上の帯域にかぶると弊害が大きいのでなるべくスパッと切るのがいいのだと思っています。

    byK&K at2020-07-25 17:04

  12. K&Kさん、こんばんは

    自分も-6dB/octが良いとは思っていますが、いかんせんスロープが浅すぎてネットワークとしてはユニットを選ぶと思っています。
    24dB/octはやってみたいと思ってはいるもののまだ試したことがないんですよね。
    パッシブで組もうとすると結構大変です。
    48dB/octとかそれ以上になると正直音質が良いかは疑問です。
    素子の数が増えるのもそうですし、位相回転も盛大に発生するのが気がかりです。

    Fostexさんは自社のサブウーファーの説明で
    LPFのスロープは-12dB/octが自然でよいと言われていますね。
    多分ですが密閉型SPの低音が一般に-12dBで落ちるので
    サブウーファーのスロープもそれに合わせると自然に繋がる(?)
    というお話かと思っていますが。

    byテナガザル at2020-07-25 19:00

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