スピーカークロスオーバー配線ガイド: タイプとネットワーク回路の自作方法

ハイファイシステムとラウドスピーカーだけで完全なシステムになりますか？ それは、空間をさまざまな周波数が飛び交うことに気づくまで真実です。では、解決策は？ まず、クロスオーバーネットワークをスピーカーシステムに組み込む必要があります。その結果、高域、中域、低域の周波数を分離できます。そして、スピーカークロスオーバー配線図に細心の注意を払うことでこれを実現できます。

そこで、スピーカークロスオーバーとは何か、自作方法などについて詳しく説明します。

進めましょう！

スピーカークロスオーバーとは？

20〜20,000Hzの音声周波数を聞くのは正常です。しかし、問題はこの周波数範囲全体で周波数を生成できるスピーカーを見つけることはほぼ不可能だということです。

したがって、最良の解決策は多くのスピーカーを使用することだと想定するかもしれません。残念ながら、すべてのスピーカーが同じではありません。すべてのスピーカーには、特定の周波数応答を生成できる特定の構造があります。

したがって、スピーカードライバーにその範囲より低いまたは高い周波数を生成させると、損傷が発生する可能性があります。同じ周波数と入力感度を持つ2つ以上のスピーカーを使用したらどうなるでしょうか？ この場合、結果はより大きな周波数になります。

したがって、周波数問題を効果的に処理する回路が必要です。理想的な回路はクロスオーバーです。これにより、ウーファー出力周波数の特定のセットを生成できます。

しかし、クロスオーバーがクロスオーバーポイント以上のすべての周波数をブロックしないことは重要です。代わりに、デバイスはオーディオバンド周波数をフィルタリングします。そして、周波数帯域がクロスオーバーポイントを超えるにつれて、大量にフィルタリングします。

スピーカークロスオーバーのカテゴリ

クロスオーバーはどれくらいの速さで周波数をフィルタリングできますか？ すべてクロスオーバーの音響性能オーダーに依存します。以下は、さまざまなオーダーが異なる速度で周波数をフィルタリングする例です：

• 1次 – 6dB/オクターブ スロープ
• 2次 – 12dB/オクターブ スロープ
• 3次 – 18dB/オクターブ スロープ
• 4次 – 24dB/オクターブ スロープ
• 5次 – 30dB/オクターブ スロープ

また、対数スケールで周波数を測定できます。オクターブは周波数の半分または2倍を指します。さらに、減衰スロープも考慮すべき側面です。これは、クロスオーバー周波数を超えて信号が減衰する割合です。したがって、デシベルが高いほどクロスオーバーのスロープは急峻になります。

クロスオーバーを構成するもの

コンデンサとインダクタがクロスオーバーの主要コンポーネントです。周波数が上昇すると、インダクタはよりリアクティブになります。その結果、交流抵抗が増加し、ドライバーへの音圧が減少し続けます。

コンデンサも見逃せません。それらは逆方向に動作します。つまり、周波数が低下するとコンデンサはよりリアクティブになります。したがって、交流抵抗が増加します。

したがって、周波数をクロスオーバーする3つの方法があります：

バンドパスフィルタ

バンドパスフィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタを組み合わせて動作します。そして、一定の周波数範囲を許可します。通常、範囲は2つの特定のクロスオーバー周波数の下と上です。

つまり、1つのローパスと1つのハイパスがあります。したがって、両方の周波数がスピーカーグループを通ります。

ハイパスフィルタ

このフィルタは、選択したカットオフ周波数より高い周波数をスピーカーグループに通過させるのに役立ちます。

ローパスフィルタ

このフィルタは、選択したカットオフ周波数より低い周波数を許可します。そして、周波数はスピーカーグループに移動します。

クロスオーバーのタイプ

クロスオーバーには2つの主要なタイプがあります。そして、両方のクロスオーバーの違いは、周波数を分割するために何を使用するかです。

パッシブクロスオーバー

パッシブクロスオーバーは、インダクタ、抵抗、コンデンサを組み合わせて、スピーカーグループの好ましいクロスオーバーポイントを取得します。

興味深いことに、このクロスオーバーは手頃な価格です。そして、ツイーターとミッドレンジの間で印象的な切り替えを提供します。しかし、欠点はフィルタが通常大きいことです。したがって、小型スピーカーでのみ使用できます。

つまり、サブウーファーには重くて大きなインダクタが必要です。すべての電力を処理し、小さなフィルタを通じて低周波数のみを通過させることができます。さらに、ハイエンド同軸スピーカーとコンポーネントでパッシブクロスオーバーを見つけることができます。

電子クロスオーバー（アクティブクロスオーバー）

電子クロスオーバーはパッシブクロスオーバーより高価です。そして、前者がマイクロプロセッサまたはDSPチップで周波数を分割することを考えると、これは驚くことではありません。

このクロスオーバーは柔軟なシステムです。つまり、好みのクロスオーバータイプを選択し、それに応じて調整できます。

また、クロスオーバー周波数を調整すると即座に変化します。さらに、チャネルごとに増幅されたスピーカーシステムを微調整できるクロスオーバーが必要な場合——高度なDSPを搭載したものを選択してください。また、ほとんどの基本的な電子クロスオーバーはローパス出力バンドとハイパス機能のみを提供します。

スピーカークロスオーバー回路の動作原理

回路システムはフィルタリングシステムで動作します。したがって、入力オーディオ信号が回路に入ると、コンデンサとインダクタがそれらをフィルタリングします。

前述の通り、コンデンサは通常、高周波数で低リアクタンスを持ちます。そして、低周波数で高リアクタンスを持ちます。

その結果、コンデンサは低周波数信号を通しません。しかし、高周波数を通過させます。したがって、これがコンデンサが高周波サラウンドサウンドをツイーターに移動させる方法です。

コンデンサの容量リアクタンスは以下の式で計算できます：

• Xc = 1 / (2πfC)

各パラメータ：

• C – コンデンサの静電容量
• f – オーディオ信号の周波数

一方、インダクタは低周波数で低リアクタンス、高周波数で高リアクタンスを持ちます。したがって、インダクタは高周波数信号を通しません。しかし、低周波数信号を許可します。これがインダクタが低周波数信号をウーファーに導く方法です。

このネットワークにより、スピーカークロスオーバーネットワークができます。ウーファーは低周波音を完璧に再生します。また、ツイーターは高周波音を効果的に生成します。したがって、これら2つのスピーカーを単一の汎用スピーカーではなくシステムで接続すると、より良いシステムになります。

また、インダクタのリアクタンスは以下の式で計算できます：

• Xl = 2πfL

各パラメータ：

• f – オーディオ信号の周波数
• L – インダクタのインダクタンス

スピーカークロスオーバーネットワーク回路の作り方

アンプ電源スピーカークロスオーバーネットワーク回路の構築を開始する前に、以下のコンポーネントを入手することが重要です：

• 2.55mH インダクタ

• ネジ (10本)

• 接着剤
• ウーファー
• 1/4インチ厚アクリルまたは通常の回路基板 (1枚)

• バナナジャック (2個)
• 1/4インチプラスチックチューブ (4本)
• ハードボード
• リグ
• 39µF 電解コンデンサ
• ツイーター
• 3/4インチ ドウェル
• ナット (2個)

これを念頭に置いて、これらの正確なものが見つからない場合、より近い値のインダクタとコンデンサを使用できます。

スピーカークロスオーバー配線図 – 手順

ステップ1

まず、スピーカークロスオーバー配線図を参照してコンポーネントの接続を理解する必要があります。そして、フィルタが180°位相差で信号を出力する傾向があるため、これを行う必要があります。したがって、ウーファーのリバース配線から始めることができます。

ステップ2

したがって、ウーファーの感度がツイーターより低い場合、Lパッドを追加します。Lパッドは感度の差を減らすのに効果的です。次に、シンプルな巻き線を行います。ハードボードとドウェル（3/4インチ）でこれを行えます。

ステップ3

次に、フルコイルをリグに配置します。その結果、インダクタがアンスプールする際に保持されます。コイルを微調整します。その際、コイルのインダクタンスに影響を与える要因があることを覚えておいてください。例としては、穴の直径、巻き締め、巻き高さなどです。また、小さなコイル2つと大きなコイル2つが必要です。

ステップ4

回路基板を入手します。このコンポーネントは通常、中央に穴があります。そして、穴はタイストラップ用——コンデンサとコイルをしっかり保持するのに効果的です。タスクが完了したら、ボードのエッジにある穴に注目してください——それらは接続端子です。

ステップ5

ローパスコンポーネントを回路基板にしっかり固定します。また、クリーンで高速かつ簡単にインストールできる結果が欲しい場合、バナナジャックを使用します。ジャックを後ろに固定してスピーカーワイヤーを接続します。次に、各ジャックに2つのナットを入れ、ホットメルト接着剤または超強力接着剤で固定します。そのようにすると、ナットが外れません。

ステップ6

クロスオーバーボードをマウントする前に、ボックス内に1/4インチプラスチックチューブを配置します。次に、ネジを打ち込みます——各コーナーに1本ずつ。

ステップ7

この段階では、右側のバナナジャックからワイヤーが出ているのが見えるはずです。そして左側には、ツイーターとウーファーにつながるワイヤーがあります。

まとめ

スピーカークロスオーバー配線図は、デバイスを適切に接続する方法を理解するためのステップの1つです。しかし、クロスオーバースピーカーのセットアップに使用するコンポーネントにも注意を払うことが重要です。そして、それが最終結果の品質を大きく左右するからです。

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