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素朴な疑問・・・・箱の定在波

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カテゴリーに素朴な疑問編を追加しました。
修行中の身としては、素朴の疑問だらけの自作スピーカー製作ですので、何か疑問に感じたら書き込みたと思います。

箱の内部の定在波対策という言葉良く聞くのですが、個人的にはその辺のことが良く分かりません。
素朴な疑問なのですが、部屋の中で発生する定在波は、大きく分けて腹と節の二つに分かれます。
腹はディップ、節はピークに分かれるかと思います。
定在波の腹の計算は簡単に出来ます。
340mm(音速)÷(長さ×2)=腹の周波数
部屋の中では、自分のいる位置で各周波数の凹凸を感じることが出来ます。
部屋の出のことなら影響が理解できるのですが、部屋より遥かに小さいスピーカーの箱ですので、仮に定在波が発生していても、比較的に周波数の高い帯域ではないかと推測しています。
上記の表は、俗に理想と呼ばれる部屋の黄金比をスピーカーの箱に置き換えたときの計算です。
辺の短い辺でも1mありますので、38cmをダブル使いする箱よりも大きいと思いますので、通常の箱はこれより小さくなります。
1mの腹の基本波は170Hzで距離では、真ん中50㎝の部分で最大のディップが発生すると考えられ、節は周波数に関係なく板の位置になると考えられます。
基本波2倍の340Hzの場合は、腹が2つ出来ていますので真ん中が節になりピークになります。
1㎥以上ある箱での定在波の周波数ですので、低音に関する限り定在波の影響は極めて小さいように思える?のですが・・・
様々な帯域の腹と節の入り混じった箱の中に入れば分かるかどうか分かりませんが、スピーカーの箱の内部の音が聞こえるのはバスレフ系や共鳴管、BH系になります。
もし、定在波対策をするとするなら箱の板を斜めにするより、周波数帯域が高いので吸音材で十分なような気がします。
この辺が素朴な疑問となっています。
説明できる方がいらっしゃいましたら、教えてください。

僕の独断と偏見で考えるに、箱の6面のすべて板が定在波の節になりますで、箱の振動が気になります。
俗い言う箱鳴りですが、板の厚さ、長さ、強度により固有振動は異なりますが、振動のピークになる帯域があると思います。
ユニット前面の音と箱鳴りの音が逆相になった場合は、打ち消しあいが発生しているよにも考えられます。

この事項も素朴な疑問を感じています。

あまり、考えすぎると前に進めなくなりますね。

誰か、定在波対策の素朴な疑問を教えてください。

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kaneyaさん

長岡式BHのバックキャビは、奥行きが少ないですね。
長岡式に限らず、BHやBHBSもシングルバスレフに比べると容積は小さいので、空気ばねは強く作用すると考えられます。
こちらの方が、定在波より強いかと考えられますが、高い周波数の定在波とも取れますね。
逆にその辺が個性になってるかもしれませんね。

良くわからないといったところでしょうか?

追記
箱内部の1次反射がユニットから漏れ出ます。
ユニットは、あらゆる音圧を発生していますで、周波数帯域により節になったり腹になっているその他の周波数は、板ほど強度のないコーン紙から漏れ出ているのではないかと推理しています。

 

今更感のあるコメントですが、箱内の定在波は、幾分ユニットへの背圧になると考えています。
ですから、密閉箱でも対策したほうが良さそうな気がしますが、どの程度の背圧になるのかは私には謎です。

 

おおたんさん

コメントありがとうございます。

実は、シングルバスレフや密閉は既に、そのようなことを実践しています。
狙いは、箱の強度を上げることがねらいでした。
内部に逆ホーンまたはホーン配置の斜材を仕込んでいますので、定在波の低減に役立っていたと思います。

ウーファーなどは、共振帯域が低いので特に吸音材の使用は気に掛けていませんでしたが、フルレンジは、ダクトから漏れ出る中高音対策で吸音材を適度に使用しています。
ユニットの後ろの音の処理で無い方が、悪さをしないとか言われていますが、適度の漏れがあった方が好みの音になっています。

 

自分の共鳴管をやってるときは、いかに4分1主共鳴と、2分1の2倍音を出すか、3倍音と部分共鳴を撃退するかに集中してました。
撃退する方は、腹と節の節が折り返し構造のターン部分に合致しないようにする、また節の部分に障害物を置くと消失します。

これを逆に考えて、バスレフ箱の定在波防止には、合わせ鏡みたいな平行面をなくすのに、滴型や台形にするのは定番ですが大変ですので、内部にランダムな補強や乱反射板を配置して平行面が減るようにするのが良いように感じます。

いつかお邪魔したとき持ち込んだ「テレスコ」が、偶然ですが結果そういう内部構造です。吸音材は無しで、スライド構造、補強やサブバッフルのデコボコが機能したみたいです。

灯台下暗しですがKenbeさんのリスニングルームの横壁の構造を箱内部に導入すれば良いという話でしょうか。

 

utaさん

詳細な説明、ありがとうございます。
箱の内部にいると位置の違いなので、定在波の節と腹に耳が当たるので影響は確認出ると思います。
スピーカーの箱の場合は、内部におらずそこら漏れ出す音(バスレフ)などに影響があるのかと程度ですが、共鳴点が箱内部の定在波より低いので影響はないように考えていました。
疑問に感じていた箱の定在波の影響は、気にしなくてよいのかと解釈しました。

むしろ、一次反射の方が、影響が強そうですね。

 

最終、定在波を含めた不要周波数を吸音材で大きく落として仕舞えば影響はないに等しいかもしれませんね
そもそも逆相音を出力してミックスさせる影響の方が大きいように感じます
かと言えば密封だと低域が…というところに戻り
バックキャビネットで低域の補強に用いるというところに戻ります

そうすると、バスレフの位相反転動作を活用していき、不必要な音は吸音材を用いるのが賢いのかもしれませんね

 

suzukiさんが既に触れられていますが
平行面の有無=反響の有無
な気がしています
音が連続体として伝達している間は定在波の影響は無視できるのかもしれません
しかし、スピーカーの箱、リスニングルーム、ホールは等しく箱であると思いますし
箱である条件は音のエネルギーの逃げ道がなくなる…断面積変化?ではないかと思います
なので、平行面を除去しても何らかの反響効果はあるかもしれませんね
無響室が理想かと言えばそうではないですしね

リスニングルームの後方壁際で低音が持ち上がるのは最終エネルギーの逃げ道が壁に吸音されているからかもしれません
最終は好みに落ち着いてしまいそうです

ただ僕はこの断面積変化が共鳴管動作やバスレフ動作に深く関わっている要素だと考えています
直管ダクト(急激な断面積変化)の空気抵抗は実際のダクト径より低く動作します
ただ実際にオーディオの世界では影響としては無視できるレベルであると思いますし、ダクト交換可能な設計が現実的で素晴らしいと思っています

 

suzukiさん
コメントありがとうございます。
小型の箱の長い辺を30cmと仮定すると567Hzが基本波なので、低音では無く中音域に近い帯域で定在波が発生していますから、小型の箱はほとんど吸音材で解消できるレベルですが、定在波対策より、その他の面で影響が出る可能性がありますね。
箱内部の定在波はプラシーボに近い感覚かもしれませんね。

仮に箱の面を斜めにしても周波数帯域が変わるだけで定在波はなくなりませんから・・・・・しかし、見た目は良くなりますね。

 

こんばんは。
平行面があれば理論的には定在波が発生するはずですが、周波数が高くなると減衰が速くなるはずです。
吸音材があれば、減衰は更に加速されるでしょう。
問題になるのは、ダクト等からの漏れよりも薄い振動板を通しての漏れなのかもしれません。
ただし、箱の内部の定在波を数値的に議論している例は見たことがありません。
実際には、心理的影響のほうが強いかもしれませんね。
吸音については紙箱式吸音法のほうがフェルトやグラスウールよりも好ましく感じました。

 

utaさん
コメントありがとうございます。
素朴な疑問のですが、定在波の具体的な対策は、どうしたら良いですか?

 

シロートの見解でよければ
定在波の介在とは、スピーカーユニットから発振される音波が特定周波数に食われる結果強調される
空気の持っている性質の結果ですよね
共鳴管において、管の面積を拡大していくとユニットの動作にすら影響を与えていく実験結果を見ました
影響の大小はわかりませんが、箱鳴りと同じく中高域の定在波の有無が少なからずスピーカーの動作、もしくは増強した低域の質(音のミックス)に影響するためかもしれません
吸音材に関しては減衰させることが目的のため、定在波除去とは問題が違うかもしれませんね