スピーカー位相反転による音のキャンセル実証
音のキャンセル実験
部品と材料
- 低電圧AC電源
- 同一のウーファー型スピーカー 2台
- 220Ω抵抗 2本(各スピーカーへの電力制限用)
最良の結果を得るには、標準的なスピーカーキャビネットに収納されたマッチングスピーカーを使用してください。抵抗はAC電源接続時にドライバーが過駆動されるのを防ぎます。
参考文献
『Lessons In Electric Circuits』第2巻 第1章:Basic AC Theory(基本交流理論)
学習目標
- 位相シフトが波同士の建設的/破壊的干渉を引き起こす様子を示す
- ステレオオーディオシステムにおけるスピーカー位相の役割を強調する
回路図

イラスト

手順
- 各スピーカーを220Ω抵抗を介してAC電源に接続。この抵抗がドライバーへの電力を制御します。
- 60Hzの低周波トーンを生成し、両スピーカーから音が出ることを確認。
- スピーカーを1〜2フィート離して向かい合わせに配置し、60Hzトーンを聴取。
- 片方のスピーカーのみ極性を反転(正負リードを入れ替え)。知覚音量の変化を比較。
- 極性反転を繰り返し、音量変化を観察。
片方のスピーカー接続を反転させると位相が反転します。2波が同位相なら互いに補強し音が大きくなります。180°位相がずれると打ち消し合い、音量が著しく低下します。この原理は音響、電気、水、光などすべての波現象に適用され、アクティブノイズキャンセレーション技術の基礎となっています。
マルチスピーカーのステレオシステムでは、適切な位相合わせにより音波が建設的に加算され、部分的な打ち消しを防いで全体音量を最大化します。ACシステムに固定的な「極性」はありませんが、相対的な配線順序が性能に影響します。
ノイズキャンセレーションシステムは環境騒音を取得し、反転コピーを生成、両信号を重畳します。定常周波数ノイズならキャンセルは容易。広帯域ランダムノイズには、リアルタイムで精確な逆波形を生成する高度な信号処理が必要です。
産業技術
- LPレコード製造の芸術とプロセス
- 伝送線路における定在波と共振の理解
- CubeSatにレーザー通信搭載、ルービックキューブサイズでテラバイト級データ伝送実現
- 自作100Wサブウーファーアンプ:コンパクトでコスパ抜群の低音ブースト
- コンプレッサールームの騒音・振動を低減する4つの実証済み戦略
- エアコンプレッサー騒音の低減: 静かな運転のための実証済み戦略
- 音響波駆動液滴輸送で書き換え可能なラボオンチップデバイスを実現
- 脳波駆動型人工内耳が正確な聴覚キャリブレーションを実現
- SoundWatch:難聴者を支援するスマートアラート
- 音の活用:スマートフォンを超えたデータ伝送の変革
- グラフェンベースのスピーカーとイヤホン:超低消費電力、高忠実度サウンド