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

アクティブクロスオーバーネットワーク

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2020年08月09日

さて本日も自分の忘備録です。

前回ネットワークのお話を書きましたが
Xkitz Electronicsさんのですね
3wayクロスオーバーであるXOVER-3のマニュアルを見ていて
一番最後のダイアグラムを見てて思ったのは
入力信号を最初に低域のSub(Low)とWoofer(Mid)に分けて
次に高域のMidとHighに分けているんですよね。
ふーん、高域最初に分けないんだ。
3wayで分ける場合に先ずMidとHighを分割して
その後にMidとLowに分けた説明も良く見かけます。

え?どっちも同じじゃん?
そう感じる人もいるかと思いますが
それは数学的には「可換」ってやつで
この単語は理系の大学1年生あたりで出てきた記憶。
つまり3×5と5×3は入れ替えても同じってことです。
f×g=g×f なら可換です。
同じだろと思った人は帯域分割は可換だ、と主張しているわけです。

で、3wayに分ける時に2分割を2回行って3つの出力を取り出します。
信号をA、B、C、Dに分けてBとCは共通なのでA、B(=C)、Dの3つです。

A,Bを最初に作ってBからC,Dを作るのと
C,Dを最初に作ってCからA,Bを作る作業は一致するのでしょうか。
しない気がしますよね?
特に現実の回路では素子を通過する度にノイズ(歪み)が混入します。
Midはどちらにせよ2回の変換が入りますが
HighとLowは1回路と2回路を通過する差が発生します。
位相の回り方も変わるように思います。

※信号を直接3つに分ければいいじゃん
と考える人も居ると思いますが信号処理としては誤りで
あくまで2分割を必要なだけ繰り返す方が正しい

てことはですよ?
どっちでもいい、わけでは無いと思います。
f×g≠g×f であるなら、音に差が出ることになります。

にもかかわらずHigh/Mid⇒Mid/Lowというグラフと
Mid/Low⇒High/Midというグラフがどっちも同じだろ?
みたいな顔して存在するのは理系的(工学的?)には気持ち悪いです。

勝手な解釈ですが、1回の変換しか入らない側が
音質では有利な気がします。
今はHighを1回にするかLowを1回にするかが選べる状態。
残りの帯域は2回変換が入ります。

回路を通るごとに高調波歪が増えることを気にするなら
High側を1回にすべきだし
位相回転を気にするならLow側を1回にすべきでしょうか?

ということでXkitzさんにメール送って聞いてみました。

どうして先に低域を分割して2段目に高域を分割しているの?と
※上記可換な扱いであれば、どっちでも同じだよ、という回答もあり得ます


回答をざっくり翻訳すると
「回路設計の基準は低ノイズであること、そして最高の音質になるように選択している」
とのご回答

聞きたかったことの3割くらいの答えでしたが
つまるところ先に低域を分割して、次に高域を分割する方が
「低ノイズである」ということらしいです。

※低ノイズが先に書いてありましたので、低ノイズが前提
 仮にノイズが増えても聴感上こっちが最高音質、とは言っていない。


確かこのあいだMagicoのM9がプレスリリースされたときも
最初にMid/Lowを(アクティブで)カットしてから
後段でHigh/Midを(パッシブで)分ける形式だったんですよね。
まあこっちはツィーターの保護を兼ねたコンデンサを外したくない
って事情もあるかと思いますが
最初に低域を分けた方が良いとMagicoも判断したようです。


少しもやもやしますが、3wayに分ける時は
最初に低域をカットして後から高域を分けるのがよさそうですね。


あとはXkitz社のHPでも紹介されていますが
姉妹会社のsublime acoustic社をご紹介いただきました。

もしも3wayシステムを組むならここのk231というアクティブクロスオーバー(チャンネルデバイダー)が、
彼らとしてはベストな音質であるとのことです。

ステレオチャンデバであるということ、
パッケージとして完成していること、
トランス周りをシールド対策していること、
そしてバランスアンバランスに対応していて
500ドルという価格は良心的だと思います。


あと既に投稿は消されてしまっていますが
XkitzをTADのコンプレッションドライバーに使用して
ノイズが聞こえなかった
他社のチャンデバだと大抵ノイズが出る
音質もとても良いという感想がYoutubeにありましたので
コンプレッションドライバーにも使えるなら安心かな、と。


値上げされる前にどれか買ってみようかな。

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レス一覧

  1. テナガザルさん、

    こんにちは。

    ウチのクロスオーバーでは最初にバッファーアンプで受けた後、3 wayだと3つに分かれてLOWではローパスフィルタを通して終わり、HIGHはハイパスフィルターを通して終わり、MIDのみローパスフィルタとハイパスフィルタの二つを通すという構成になっています。

    なんでLOWもしくはHIGHのどちらかをシリーズ構成にする必要があるのか私には理解できません。

    byK&K at2020-08-09 13:07

  2. K&Kさん、こんばんは

    ですよね、絶対そこ思いますよね。
    そしてちゃんと説明しているサイトがどこかにあったと思うんですが、見つけ出せませんでした。(探せばあるはず)

    https://sound-au.com/project09.htm
    英文で申し訳ないですが、ここのFigure1-Cに書かれているように
    よくあるネットワークは(K&Kさんのおっしゃるように)点線で繋がった回路が採用されますが、それは間違いで、実線のように繋ぐ必要があるという説明です。

    それが何故かというと、世の中のバターワースだとかチェビシェフ、リンクウィッツは帯域を2つに分割するフィルターだからです。
    3つに分割するためには「3つに分割する理論」がこれらとは別に必要になります。
    あくまで2分割にする理論を使って3分割や4分割を行う場合は、2分割を繰り返し適用する、ということだと思います。

    ただしオーディオの場合はそもそもバターワースとか関係ないポイントで減衰させてネットワークを組むことが多々ありますので、理論よりも聴感重視であり、オーディオとしてはK&Kさんの言われるような分割方法でも問題は無いと思います。

    byテナガザル at2020-08-09 18:26

  3. テナガザルさん、

    ありがとうございます。

    URLの情報見ました。
    ウチのはFigure 1Cの図の中の点線のようになっていると思います。
    ウチのもLinkwitz Rileyということになっているんですけど、低域からシリーズ構成で分割していくのが正しいとは…

    位相の問題でしょうか?
    この二つの方法により生じる結果の差がどのようなものなのかを知りたいです。

    その重要度を理解した上でやはり必要ならばそして配線の変更で対処可能であれば変更することを考えたいですが…

    まだこの資料の全文を読んでいないのでじっくり読んでみます。
    何か他にもわかりやすい資料がありましたらご紹介ください。
    う~ん、困りました。
    知らない方がよかったかも…(笑)

    byK&K at2020-08-10 01:45

  4. テナガザルさん,K&Kさん おはようございます
    横から失礼致します。

    3Wayのデバイディングで、ハイとローにそれぞれに余分と思われるフィルタが直列に入る構成されるのは何故か?自分の理解では、群遅延特性です。ロー、ミッド、ハイの各パートで「フィルタ段数」を合わせておかないと(電気的に)位相が合いません。

    解決方法は2種類あります。①理論派向けの方法と、②オーディオファイル向けの方法です。
    ①理論派向けにはオールパスフィルタ(周波数特性を変えないフィルタ、位相シフターともいうらしい)を1段追加することをオススメ。これは電気的な合わせ方。
    ②オーディオファイル向けにはスピーカーユニットの物理的配置で遅延を補正することをオススメします。リニアフェイズという言葉でお馴染み、高域ユニットを後ろにズラすあれです。Figure 1Cの点線のケースでは、2段分の遅れが生じるミッドに対して1段分の遅れしか生じないハイは、その位置を後退させてタイミングを合わせるイメージです。これは物理的な合わせ方です。

    ※本当は第3の解決方法があるのですが割愛しました。
    第3の解決方法とはFigure 1Cの実線。製造コストも考えた?言わばメーカー向けの方法かも?

    私は理系ではない門外漢であり、オーディオマニアでもないので、当レスには勘違い間違いがあるかもしれません。ですので、私のこのレスの根拠にしています情報源、書籍を紹介しておきます。→アナログ・デバイセズ著「OPアンプによるフィルタ回路の設計」「OPアンプ大全 第3巻」第6章11項。

    bynightwish_daisu at2020-08-10 05:38

  5. K&Kさん、おはようございます

    そうですね、シリーズに並べないと位相が変わるということと思います。
    どの程度の差があるかは感じ方にも依るでしょうからやってみるしかないと思います。
    理論的にはシリーズで並べた方が正しくとも、最小のフィルター構成の方が鮮度が高い!みたいに評価する人もいると思われますので。

    フルサイズにツィーターをアドオンしてる人に向かって、フルサイズにはLPFを付けるのが正しい、という話みたいなものですから。
    別に正しく無くても良いわけです(笑)

    byテナガザル at2020-08-10 08:34

  6. nightwish_daisuさん、おはようございます

    そうですね、気にするなら、
    フェイズシフターを通す形になると思います。
    ただ、サイトのように繋げば良い話ではあるので
    そのように繋ぐのが楽ですよね。
    3way程度なら(笑)

    オーディオではやりませんが20とか30に
    帯域分割するなら、もう少し真面目に
    考えないといけないのかなと思います。
    いくら理論では正しくとも20段は重ねたくないし!?

    byテナガザル at2020-08-10 09:05

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