さまざまな種類の音響設計の主な長所と短所に読者の注意を向け、このトピックに関する小規模な教育プログラムを実施することは不必要ではないと思います。今回はあまり珍しいエキゾチックなタイプには触れませんが、最も一般的なタイプの長所と短所を比較的詳細に説明しようと思います。ZJに捧げられた投稿の一部は、によって尋ねられた質問への回答です。隠れ家、「オーディオ愛好家や大げさな金持ちはより洗練されたソリューションに甘やかされており、ミドルクラスは小さなアパートのボリュームを犠牲にする準備ができていない」理由を理解していなかった。
スピーカーキャビネットへの音の依存性について簡単に説明します
エンクロージャーの音響設計は、主に周波数応答やその他のパラメーターに影響を与えます。計算と選択した設計に応じて、この効果は複製の忠実度を向上または悪化させる可能性があります。音響学の解決策は、実用性（そして多くの場合、形の美学）と再現の忠実度を向上させようとするエンジニアリングソリューションとの間の一種の妥協点です。再生の忠実度の問題は、それを制限する物理法則に基づいています。音響設計は、再生の忠実度を悪化させる要因の影響を減らし、同時にエンドユーザーに受け入れられる操作特性を取得するためのエンジニアによる試みです。
ほとんどの読者は、デザインがないとスピーカーの音が正しく聞こえないことを知っていると思います。音響短絡。ディフューザーの寸法に見合った長さのラウドスピーカーによって再生される圧力波は、ディフューザーの後部からの空気の希薄化によって補償されます。
理想的なスピーカーシステムは無限の壁です。理想の領域が影響を受けない場合、ディフューザーの外側の中心からディフューザーの背面の中心までのパスは、放出される音波の最大長の半分以上である必要があります。特にここでは低周波数で多くの問題が発生します。したがって、20 Hz（知覚の下限しきい値）では、波長は17メートル強です。当然、このサイズの壁の形をしたスピーカーは、商用シリーズには少し大きすぎます。このため、壁は構築されませんが、問題を完全には解決しないが、問題を大幅に補うことができるボックスが好まれます。
音響短絡だけでなく、スピーカーの他の特性にも問題があります。たとえば、どのスピーカーにも共振周波数があり、それを下回ると周波数応答が急激に低下します。オクターブあたり12dB。共振周波数で動作する場合、多くの高調波歪みが発生します。共振振動の巨大な振幅がディフューザーを破壊するため、共振周波数の急激な減少によって周波数応答のロールオフと非線形歪みの問題を解決することは不可能です。
ディフューザーの振動振幅は、周波数の2乗に反比例することが知られています。50 Hzの等しい音圧では、振幅は4 mmになり、25Hzでは-16mmになります。したがって、ディフューザーが大きいほど、スピーカーの比較的安全な振動で共振周波数を低くすることができます。言い換えれば、スピーカーの共振周波数が低いほど良いということです。
体の共鳴と形
すべてのラウドスピーカーケースはキャビティ共振器（オープンボックス、FI、ZY、ラビリンス）であり、多数の自然共振があります。これは、閉じたボックスの共振を計算するための式から明確にわかります。
ここで、a、b、lは共振器本体の側面、m、n、gは整数です。
共振は、本体内部に現れる定在波によって決定されます。これは、原則として、周波数応答に大きな影響を与えますが、最善の方法ではありません。それらを削除するには、共振のQファクターを下げる同じダンパーを使用しますが、完全には削除されていません。
共振は、ケースの形状に直接依存し、別の方法でアスペクト比に依存すると言えます。今日人気のある長方形の柱の形状は、キャビネットの共振に関しては非常に残念です。逆に、立方体の形状により、周波数応答全体で共振を塗りつぶし、目立たなくすることができます。 ZPやFIには球形のボディが使われることもあり、立ち波の発生を防ぎますが、完全になくすことはできません。
オープンボックスについて一言
今日、この設計は大量生産されたデバイスでは見つけるのが難しいという事実にもかかわらず、1つのユニークな利点があります。オープンボックスは、スピーカーの共振周波数に影響を与えません。彼が過去に愛されたのはこの機能のためでした。オープンボックスの大きな問題は、その印象的な寸法です。それらがないと、十分な音圧で低周波数を再現することはできません。このため、今日のこれらのスピーカーは主に、音楽のジャンルモデルとしてそれらを製造する多くのアマチュアやカスタムショップであり、周波数範囲の下限は200〜300Hzの範囲で終わります。薄い穴あき後壁の形の音響インピーダンスパネルが、オープンボックスの音響ダンパーとして使用されました。
利点：
- スピーカーの共振周波数には影響しません
- 固有の共振が低い
短所：
- 大きいサイズ
- 周波数範囲の下限しきい値の制限は約。300Hz。
- 見つけることはほとんど不可能
クローズドボックス
クローズドボックスは、スピーカーを内部ボリュームで完全に分離するハウジングです。クローズドボックスの設計は、ディフューザーのサスペンションの剛性に加えて、ボックスの内部ボリューム内の空気の弾性が影響を及ぼし始めるため、ダイナミックヘッドの共振周波数の増加につながります。このボリュームが小さいほど、共振周波数は高くなります。
クローズドボックスの最初のオプションは、ボックスのボリュームを大きくして、スピーカーの共振周波数にそれほど影響を与えないようにすることです。
クローズドボックスの2番目のバージョンは、EdgarVilchurによって提案されました。彼は、実際には閉じた体積の空気であったガスばねの直線性が、ディフューザーのサスペンションの直線性よりも高いという事実に注意を向けました。 Wilchurは、実際に機械式サスペンションを可能な限り空気圧式サスペンションに置き換えるために、ディフューザーサスペンションの剛性を可能な限り低くすることを最初に提案しました。したがって、直線性が向上します。
クローズドボックスに対するEdgarVilchurの特許申請の断片
両方のオプションは、音響の他のすべてのように、独自の長所と短所があります。 Vilchurのバリエーションでは、ディフューザーを空気中にのみ保持することはできず、機械部品が構造内に保持されるため、高調波歪みを低減できませんでした。内部ボリュームにサスペンション機能の一部を引き継がせます。さらに、少量およびピストン動作では、空気も非線形であることが判明しました。このような非線形性を回避するには、ボックスの体積が、それが配置されている部屋の体積と等しくなければなりません。これは、Wilchurバリアントのすべての利点を実質的に無効にします。
大音量のバージョンは、スピーカーの構造に特別な条件を必要とせず、比較的良好に機能し、低周波数で等しいSPL（音圧）のオープンボックスよりもわずかに小さい寸法を持っています。同時に、寸法が小さい低周波数での周波数範囲の制限は、オープンボックスよりも大幅に低くなる可能性があります。こぶのある周波数応答を滑らかにするために、ダンピング吸音材が使用されます。
利点：
- 周波数範囲の下限は65Hzです（適切な寸法でそれ以下）
- 開いた引き出しよりも小さい
- 周波数応答は、原則として、位相インバータオプションの応答よりもスムーズです
短所：
- 競争力のある特性を備えた、非常に大きなボディ（低周波数と周波数範囲の下限でSPLが等しいPHIの2〜3倍）
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FI音響の原理は多くの人によく知られています。同じ閉じたボックス内の内側と外側の振動位相は反対です。一定の長さのパイプの本体に取り付けると、位相を180度回転させることができます。したがって、位相インバーターパイプの出口で、その共振周波数の音がディフューザーの外側からの音と同相になり、それらが合算されて音圧が増加します。
追加の共振が存在すると、周波数応答率が1オクターブあたり6dB増加します。幅が不十分なパイプでは、空気循環が高速であるために渦が発生し、それが顕著な異音や追加の非線形歪みの形で音に反映されます。また、FIには、いわゆるものがよくあります。オルガンミッドレンジ共鳴、乱流およびその他の倍音。これらすべての「喜び」を取り除くことは、側で多くの努力の価値があります
非常に美しいが、ガタガタと音を立てるスピーカーに出くわす可能性があるため、最初にショールームに行って聞いていない限り、FIアコースティックを購入することは絶対に不可能です。
上記のおかげで、ある種の普遍的な解決策としてPH-acousticsについて話す必要はありません。主な利点は、FIの共振周波数での低周波数の再現性が向上することです。これにより、ユーザーは周波数応答の線形性、共振の問題の可能性が高く、無関係な倍音を支払うことができます。
利点：
- 大音量の低音
- 小さいサイズ
- ごく普通
短所：
- kg増加のリスク
- 解像度間の障害頻度応答。周波数FIおよび解像度。スピーカー周波数
- 寄生共鳴と倍音
- 先天的な設計の問題を解決することは費用がかかり、時にはハイテクです
送電線
これは、ラビリンス音響のオプションの1つであり、ここで詳しく説明しました。
最終的には
したがって、音響の観点から最も単純で問題が少ないタイプの音響は、より多くのボリュームを必要とし、トリック、特に位相反転には、歪みと倍音が伴います。以上のことから、市場は大音量、より正確にはより小さな寸法の低音スピーカーを選択し、再現の忠実度が高いことを意味する論理的な決定を事実上無視していると結論付けることができます。
今日世界で生産されているハイファイ市場向けの家庭用スピーカーの90％は、主にフロアコラムと小さな本棚スピーカーの2種類の低音反射音響です。一部の人々にとって、FIの問題は、FIを閉じるプラグによって解決され、ACがPSに変わります。
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。Aldoshin「Fundamentalsofpsychoacoustics」
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