ネットワーク抵抗。 ネットワーク抵抗器

面実装抵抗器

ネットワーク抵抗

抵抗器の代表形状 面実装タイプ 抵抗器マップ:この分類で、アウトラインをつかもう。 抵抗の多様なひろがりを理解していただきます。 ここでは、ロームの抵抗器のポジションを知るために、一般的な素材による分類だけでなく、「形状」「集積性」「機能」という観点からの分類も試みてみました。 機能で分ける。 抵抗器のもつ機能による分類です。 固定抵抗器と可変抵抗器に分けられ、一般に「抵抗」というと固定抵抗器のことをさします。 素材で分ける。 抵抗器を構成する素材による分類です。 一般によく知られているメタルグレーズの他に、どんな抵抗器があるのかざっと目を通して下さい。 形状で分ける。 大別して、リードタイプと面実装タイプに分けられます。 角チップタイプ 面実装タイプの角チップは、ロームが業界に先駆けて開発したローム抵抗器の主力製品です。 リードレスタイプ 丸形のチップ抵抗器のこと。 ラジアルタイプ タテ型テーピングに対応するリードタイプ抵抗器の形態で、テーピング加工品だけのものです。 アキシャルタイプ リードタイプ抵抗器の形状で、本体からまっすぐ両側にリード線がでているもの。 集積性で分ける。 複合抵抗器とは抵抗器を集積させた抵抗器です。 通常、抵抗器としてよりもセンサとして扱われます。 用途としてはセンサのほか、半導体素子の温度ドリフトをキャンセルする温度補償回路などに用いられます。 主な抵抗器の特徴 固定抵抗器 特徴 チップ 固定抵抗器 基板表面に直接実装できるような電極形状をもった表面実装用抵抗器です。 角形チップ抵抗器が固定抵抗器の中で9割近く占めており、今では一般用抵抗器の主流となっています。 炭素皮膜 固定抵抗器 安定した磁器体の表面に、抵抗体として炭素皮膜を装着したもので、発熱、燃焼という安全性の点から小電力用としてこれまで多く使用されてきました。 金属皮膜 固定抵抗器 炭素皮膜抵抗器の炭素皮膜の代わりに、抵抗材料としてNi-Crなどの金属材料を使用した抵抗器です。 炭素皮膜抵抗器にくらべ温度特性や電流雑音、直線性にすぐれており、高精密なものを作ることができます。 反面、炭素皮膜抵抗器より高価となります。 酸化金属 皮膜抵抗器 金属皮膜抵抗器の金属皮膜の代わりに、酸化スズなどの酸化金属を使用した抵抗器です。 酸化金属の皮膜が熱によって燃焼することがないため、数W程度の中電力用として多く用いられます。 燃焼せずに発熱するため、実装に注意が必要です。 巻線抵抗器 金属の細い線をセラミックのボビンなどに巻き付けた抵抗器です。 温度の影響が小さく、雑音も比較的小さいのですが、周波数特性が悪く高周波回路には、不適当です。 また、加工上問題が多いため、ほかの抵抗器に置き替わっています。 電力用と精密用があります。 固定体 ソリッド 抵抗器 炭素粉と樹脂を混合し、固形化した抵抗器です。 堅牢だが精密面で難点があり、徐々に炭素皮膜抵抗器に置き替わっています。 高耐圧高抵抗のものを作ることができるため、おもに電源回路などの大きなストレスがかかる回路に使用されます。 ネットワーク 抵抗器 複数個の抵抗器を一つのパッケージにまとめた複合部品の一種で、部品点数の削減、省力化、高密度化などのメリットから、電子回路の中に多用されはじめています。 抵抗体の特性は、一般の厚膜抵抗器と同じです。 半固定抵抗器 特徴 厚膜半固定 抵抗器 抵抗体に厚膜を使用した可変抵抗器で、炭素系可変抵抗器にくらべ温度係数が小さくなっています。 また、多回転形や種々の形状のものがありますので、アナログ回路の微調整用には、なくてはならない存在になっています。 炭素系 半固定抵抗器 抵抗体材料に炭素皮膜を使用しているため、低価格です。 しかし特性的には、あまりすぐれず、特に温度係数は抵抗値により変化しますので規定されていません。 金属皮膜 半固定抵抗器 抵抗体材料にNi-Crなどの金属皮膜を使用した可変抵抗器です。 炭素系可変抵抗器にくらべ、すぐれた温度特性、および安定性をもっていますが、価格的には高くなります。 このnの値により、E6シリーズ、E12シリーズ、E24シリーズなどと呼んでいます。 たとえばE12シリーズでは、1. 0、1. 2、1. また、このような数列値は抵抗値だけでなく、コンデンサの静電容量値にも使用されています。 使用温度範囲 抵抗器を連続動作の状態で使用できる、周囲温度の範囲を示します。 定格電力 規定の周囲温度において、連続動作の状態で使用できる電力の最大値。 負荷となる抵抗の消費電力によって、使用される抵抗器の種類を決めるのが一般的で、たとえば角形チップ固定抵抗器では1W以下で多く使用されています。 抵抗値許容差 各抵抗器が表示する、公称抵抗値のバラつきの許容誤差を示します。 抵抗値範囲 各メーカーのシリーズ名、あるいはタイプ別の抵抗器のユーザーに供給できる、抵抗値の範囲を示します。 しかしメーカーやシリーズ、タイプによっては、供給できないものがあるため注意が必要です。 定格電圧 規定の周囲温度において連続印加できる、直流または交流電圧(実効値)の最大値。 定格電力と公称抵抗値から算出します。 ただし、最高使用電圧を超えないこと。 通常、耐電圧と呼ばれるものは、この値のことを指しています。 最高使用電圧 抵抗器に応じて規定された、抵抗器に印加できる直流または交流電圧(実効値)の最大値を表します。

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ネットワーク抵抗器とはなんでしょうか。

ネットワーク抵抗

スピーカーのネットワークを作ってみよう みなさんこんにちわ。 ここでは「スピーカーネットワーク」について書いてみたいと思います。 スピーカーネットワークと聞くと、最近はやりのBlue toothで複数のスピーカーを鳴らすこと?などと思われた方もいらっしゃるかもしれません。 しかしこれから紹介するものは、そういうコンピューターチックなものではありません。 いくつかの単純な電子部品を組合わせて、オーディオシステムの音をもっと良くしちゃおうというものなのです。 予算がそれほどかからず、難しい専門知識も不要。 部品をいろいろ取り換えて音を細かく調整していくDIY的な楽しみもあります。 カーオーディオにも利用できるのですよ。 ではさっそく「スピーカーネットワーク」とはどんな仕組みで、どうやって作るのか見ていきましょう。 スピーカーのネットワークを作ろう!スピーカーのネットワークって何? オーディオシステムのスピーカーはちょっとしたシステムだと、低域を担当する直径が大きいウーファーと、径が小さい高域担当のツイーターという2つのスピーカーが付いています。 2 Wayシステムと呼ばれますね。 大きいエンクロージャーを持つスピーカーシステムだと、もうひとつ中域担当のミッドレンジスピーカーを備えたものもあります。 3 Wayシステムです。 カーオーディオの場合でも、ドアパネルには低域担当のウーファーが、フロントピラーに高域担当のツイーターが取り付けられている車が多くなってきました。 こうしたスピーカーシステムの場合、スピーカーネットワークという電子回路が、アンプから流れてくる信号を低域と高域に分けて、それぞれの音域に適したスピーカーに振り分けているのです。 信号の整流器みたいなものですね。 ちなみにひとつのスピーカーで全ての帯域をまかなうフルレンジのシステムでは、このようなネットワークは必要ありません。 スピーカーネットワークの仕組み スピーカーネットワークは、これを駆動させるために電源を必要としないことから、パッシブ(受動的)ネットワークとも呼ばれます。 コンデンサーとコイルの電気的特性を利用して、アンプから流れてくる信号を特定の周波数帯域でフィルターする仕組みです。 コンデンサーの容量と、コイルのインダクタ(抵抗値)を様々に変えることで、フィルターする周波数帯域を調節できるわけですね。 コンデンサの特性 コンデンサーは2枚の電極版の間に絶縁物質(誘導体)を挟んだ構造になっています。 充電と放電を繰り返すという特性があり、また直流を通さなかったりと、面白い性質を持つ電子部品です。 まずコンデンサーに直流を通すとコップに水を満たすように電気が溜まっていきます。 しかしすぐ満タンになってもう流れなくなります。 電流0 ゼロ)電圧は最大の状態です。 この状態でコンデンサーの電極をショートさせると一瞬で放電します。 この原理はカメラのストロボに使われていますね。 ではコンデンサーに交流が流れるとどうなるでしょう。 交流は電気の流れる方向が常に切り替わっていますので、コンデンサーは充電と放電を繰り返します。 コップに水を満たしてはひっくり返して空にすることが繰り返されるわけです。 従って周波数が高いほど繰り返しの回数が増えて、電気がよく流れます。 すなわち抵抗値が下がります。 一方、周波数が低くなると抵抗値が上がります。 この特性を利用して、コンデンサーをスピーカーに直列につなぐと、周波数の低い信号をさえぎって、高い周波数の信号を良く通すフィルターになります。 これをハイパスフィルターと言います。 コンデンサーが電気をためることができる容量は、F(ファラッド)という単位であらわされます。 コンデンサーの容量は誘導体を挟んでいる電極の面積が大きいほど増えます。 部品を小型化するために、金属フォイルで薄い誘導体を挟んでサンドイッチ状にしたものを、くるくると巻いて円筒状にしてあります。 誘導体にプラスチックフィルムを使ったものをフィルムコンデンサー、ポリプロピレンを使ったものをポリプロピレンコンデンサーといい、スピーカーネットワークに適しています。 トランジスタラジオなどによく使われている電解コンデンサーは、スピーカーネットワークにはあまり向いていません。 コイルの特性 コイルはエナメルで絶縁した銅線をぐるぐると巻いたもので、電流を通すと磁力が発生し電気を蓄えます。 コンデンサーが静電気によって電気を蓄えるのに対し、コイルは磁力によって電気を蓄える仕組みです。 鉄芯があるコイルのほうがより強い磁力を持ちます。 また巻き数が多いほど強い磁力を発生します。 コイルには「インダクタンス特性」というものがあって、流れる方向が変わらない直流では抵抗が少なく、常に流れ方向が変わる交流では高い抵抗値を示します。 この特性を利用して、コイルをスピーカーに直列につなぐと、低域の音声信号をよく通過させ、高域の信号はさえぎるローパスフィルターとして機能します。 インダクタンスの単位は、H(ヘンリー)であらわされます。 スピーカーネットワークに使われるコイルは、mH(ミリヘンリー)単位のものが使われます。 クロスオーバーネットワーク ここまでの説明で皆さん、もうお分かりになったのではないかと思います。 2Wayスピーカーシステムの高域を担当するツイーターには、コンデンサーを使ったハイパスフィルターをつなぎます。 そうすることで、ツイーターの再生能力を超えた低音信号が入るのを防ぎます。 音がスッキリしますし、ツイーターが焼きつくのを防止します。 低域担当のウーファーには、コイルを使ったローパスフィルターを使います。 シンプルな構成では、ウーファー側はネットワークを付けない「スルー」とし、ツイーター側だけハイパスフィルターを通しても良い結果が得られます。 ハイパスフィルターとローパスフィルターの組み合わせをクロスオーバーネットワークと言います。 低域と高域をクロスさせるポイントをどこに持ってくるか、それによって音の印象が変わってきます。 スロープ特性を変えてみる クロスポイントを境として信号が減衰し、グラフ線が降下していくのがわかると思います。 この減衰の傾斜度合いをスロープ特性と言います。 比較的ゆるやかなスロープ特性で、雑味がない自然な音になります。 スロープが急峻となって中域のクロス部分が少なるため、ボーカルがスッキリと聞こえるフィルターになります。 どこにクロスポイントを持ってくる? どの周波数でクロスさせるかは、ツイーターのF0値、すなわち再生可能な最低周波数が重要になります。 ツイーターのF0値より下にクロスポイントを持ってきたのでは、ウーファー側と交差しません。 中域の音がすっぽり抜けてしまいます。 (ミッドレンジのスピーカーを追加して3Wayにする解決策もあります) エモーション社によるを参照すると、-6dBの減衰率ではツイーターF0値の3オクターブ以上、-12dBでは2オクターブ以上、-18dBでは1オクターブ以上のところに、クロスポイントを持ってくるのが良いとされています。 上図の例では、ツイーターのF0値が900Hzだったとして、-12dBの減衰率にする場合クロスポイントは4kHz、-6dBでは6kHzに設定するのが、とりあえず良いかと思います。 スピーカーのネットワークは初心者でも作れるの? 簡単な回路の為初心者でも作れる これまで見てきたようにスピーカーネットワークの回路はとてもシンプルなので、初心者でも簡単に作れます。 ミニマム構成では、アンプとスピーカー間に直列でコンデンサーやコイルを入れるだけなので、基板も要らないくらいです。 とはいえ、容量が違うコンデンサーを付け替えては、音を聴きながら調節したいですし、アンプやスピーカーからの線を差し込む接続端子もあると便利なので、自作用のプリント基板か、配線ターミナルがあったほうが作業しやすいと思います。 コンデンサー容量とコイルのインダクタンス値を求める 回路に挿入するコンデンサーの容量とコイルのインダクタンスは、計算によって求められます。 ここでは、エモーション社のを参照しました。 スロープ特性によって計算式で使うパラメータが異なります。 回路図と計算式は以下のようになります。 スピーカーに直列で、コンデンサーやコイルを2段で入れます。 16mH ちなみに、クロスオーバー周波数とスピーカーのインピーダンスを入力すると、必要なコンデンサ-とコイルの値を算出してくれる便利なサイトもあります。 参照: 実践!スピーカーのネットワークを作ってみよう! さて、スピーカーネットワークについて大体のことがわかったら、実際に回路を設計して作ってみましょう。 あれこれ考えていても始まりません。 実際に作って音を聴いてみて、自分の好みの音になるようにカスタマイズしていくのが、DIY的スピーカーネットワークの楽しみでもあり、奥深い世界でもあるのです。 先ず、使用するスピーカーユニットのデータを知る必要があります。 先に書いたF0値(再生可能な最低周波数の値)とか、再生可能周波数帯域、インピーダンスの値ですね。 これらの値は、クロスポイントをどこにするか決めたり、コンデンサー容量とコイルのインダクタンスを計算するのに必要です。 スピーカーユニットのカタログに書いてありますので、よく見ておきましょう。 中古のユニットを手に入れた場合などでカタログがなくても、本体に張り付けてあるシールの型番をネットで検索すれば、情報が得られるかもしれません。 ちなみにですがユニットの型番を見て、ハイフンで区切られた末尾の数字はインピーダンスを表していることが多いと思います。 クロスポイントは2Wayシステムだったら、2khzから6khzの間で決めるのが良いと思います。 そこまでするのは大変だ!という人は、今取り付けられているスピーカーネットワークのコンデンサーをちょっと良いものに交換するだけでも、音が変わるのを実感できると思います。 メーカーが最初から組み込んでいるスピーカーネットワークは、コスト重視で部品を選んでいますので(そうじゃないものももちろんありますが)、1点豪華主義でコンデンサーやコイルだけをグレードアップするわけです。 まずは、現在ついているコンデンサーと同じ容量のものと、容量違いのものをいくつか買いましょう。 ポリプロピレンのフィルムコンデンサーが、1000円以下でネット注文できると思います。 計算値と一致した容量のコンデンサーが見つからない場合は、複数のコンデンサを並列つなぎにすると、単純に足し算した値になります。 これは、あとからスロープ特性やクロスポイントを変更したいときにも応用できます。 今ついているコンデンサーにおんぶして導線をはんだ付けしてすればいいわけです。 コイルのインダクタンスを変えたい場合は、巻きを少し戻すことで可能ですが、インダクタンスを測定するテスターがない場合は、何巻き変えたかを記録しておくようにします。 忘れてしまうと元のインダクタンスに戻せなくなります。 コイルは空芯コイルで検索すると、スピーカーネットワーク用のものが見つかります。 鉄芯コイルより空芯のほうが、巻き数を変えるのには都合がいいと思います。 コイルを自作することも可能です。 とにかく銅線を巻けばいいので簡単です。 やはりインダクタンスを測定するテスターが必要ですが、コイルの直径、巻き数、コイルの長さの情報を入力すると、インダクタンス値を算出してくれるサイトもあります。 参照: ただしこのサイトではコイル導線の線径を入力することができないので、計算結果は実際の値とは多少異なってくることを理解しておく必要があります。 その他として、アンプとスピーカからの導線をつなぐターミナルはあったほうが良いと思います。 途中でネットワークを何度も外して、部品を交換したりして音をチューニングしていくので、そのたびにはんだ付けをやり直すのは面倒。 簡単に線を抜き差しできる接続端子はあると便利です。 100均で売られているDIY工作用の木の板。 これをベースとして部品を固定します。 音が決まるまでは両面テープで部品を仮留めしておき、これで良し!となったら、ホットメルト(樹脂を溶かして接着するもので手芸店とか100均にある)で固定します。 コイルとかコンデンサーは、ベース板に小さな穴を2か所空けて、細いタイラップで固定する方法もあります。 確実に固定できるし、取り外すのも簡単なので良いと思います。 端子類はねじ穴が開いているので木ねじで固定しましょう。 注意しなければならないのは、これらの部品はすべて2セット必要なことです。 スピーカーは左右ありますからね。 ここ肝心なところです。 トランジスタのような熱に弱い部品はないので、それほど神経質にならなくてもよいでしょう。 あとで部品を付け替えすることを考えたら、互いの導線はよじらずに、交差させるだけにしてはんだ付けしたほうがいいと思います。 最終的にはエンクロージャーの中にスピーカーネットワークを格納しますが、まずは外に出した状態で、アンプとスピーカーにつないで音を出してみましょう。 間違った配線でスピーカーに大きな信号が流れて壊してしまう可能性もありますので、まずはボリュームを絞って始めます。 また、プラスとマイナスの線を間違えないように注意します。 アンプのプラス出力がスピーカーのプラス側に入るようにネットワークをつなぎます。 これを正相接続と言います。 プラス出力をマイナス入力につなぐことを逆相接続と呼んでいます。 左右の間違いもよくあるミスですので注意しましょう。 特に片側が正相接続で、もう一方が逆相接続になっていると、左右の音が打ち消し合って変な音になってしまいます。 上手くスピーカーネットワークが機能すると、音の輪郭が際立って、今まで聞こえなかった楽器の音とか、ボーカルの息づかいが聞こえるようになります。 スピーカーから流れてくる音を聴いて、修正を加えていきます。 しかし修正はあわててはいけません。 エイジングといって、エンクロージャーに組み込んだネットワークが馴染むのに、しばらくスピーカーを鳴らすことが必要です。 最初は、失敗した!と感じても、数日聴き続けていると良くなってくることがあるのです。 次に修正が必要なよくある例と、その対策を書いておきますので、参考にして下さい。 ようするに固定式のアッテネーターというわけです。 これを可変抵抗器にすると、回転操作で簡単に調節できるようになります。 ボーカルが弱くなった 低域と高域がクロスしていないか、クロスする部分が極端に少ない可能性があります。 コイルの巻きを戻してインダクタンスを下げるか、コンデンサーを追加して容量をあげてみます。 低音がこもっている これはスピーカーネットワークだけの問題ではないかもしれませんが、ネットワークの修正としては、クロスポイントを下げて低域を少なくしてみる方法が考えられます。 コイルをインダクタンスの高いものに変え、コンデンサーを追加することになります。 スピーカーネットワークを作るメリットとは? スピーカーネットワークのメリットはなんといっても、安いコストでオーディオの音をはっきりと違いがわかるレベルで改善できる点にあると思います。 家にあるフルレンジのスピーカーユニットに、スーパーツイーターを追加するだけでも、高音が伸びやかになり、キレが良くなります。 その場合は、そうここまで読んでくれた人はもうおわかりですね。 スーパーツイーターにはコンデンサを使ったハイパスフィルターを組み込んで、低域をカットします。 まとめ さて、スピーカーネットワークについて簡単にまとめてみましたが、いかがだったでしょうか?ネットで検索すると難しい理論が山ほど出てきますが、あれこれ考えずとにかくやってみることです。 スピーカーネットワークの良いところは、DIY的な楽しさを手軽に味わえる点にあると思います。 自分ではんだ付けしたネットワークを通して、音が変化するのを実感できますし、抵抗値やコンデンサ容量の計算などを通して、電子回路の勉強にもなります。 これをきっかけとして、エンクロージャーから自分で作る自作スピーカーの世界に入っていくのも楽しいと思いますよ。

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抵抗器ネットワーク、アレイ

ネットワーク抵抗

スピーカーのネットワークを作ってみよう みなさんこんにちわ。 ここでは「スピーカーネットワーク」について書いてみたいと思います。 スピーカーネットワークと聞くと、最近はやりのBlue toothで複数のスピーカーを鳴らすこと?などと思われた方もいらっしゃるかもしれません。 しかしこれから紹介するものは、そういうコンピューターチックなものではありません。 いくつかの単純な電子部品を組合わせて、オーディオシステムの音をもっと良くしちゃおうというものなのです。 予算がそれほどかからず、難しい専門知識も不要。 部品をいろいろ取り換えて音を細かく調整していくDIY的な楽しみもあります。 カーオーディオにも利用できるのですよ。 ではさっそく「スピーカーネットワーク」とはどんな仕組みで、どうやって作るのか見ていきましょう。 スピーカーのネットワークを作ろう!スピーカーのネットワークって何? オーディオシステムのスピーカーはちょっとしたシステムだと、低域を担当する直径が大きいウーファーと、径が小さい高域担当のツイーターという2つのスピーカーが付いています。 2 Wayシステムと呼ばれますね。 大きいエンクロージャーを持つスピーカーシステムだと、もうひとつ中域担当のミッドレンジスピーカーを備えたものもあります。 3 Wayシステムです。 カーオーディオの場合でも、ドアパネルには低域担当のウーファーが、フロントピラーに高域担当のツイーターが取り付けられている車が多くなってきました。 こうしたスピーカーシステムの場合、スピーカーネットワークという電子回路が、アンプから流れてくる信号を低域と高域に分けて、それぞれの音域に適したスピーカーに振り分けているのです。 信号の整流器みたいなものですね。 ちなみにひとつのスピーカーで全ての帯域をまかなうフルレンジのシステムでは、このようなネットワークは必要ありません。 スピーカーネットワークの仕組み スピーカーネットワークは、これを駆動させるために電源を必要としないことから、パッシブ(受動的)ネットワークとも呼ばれます。 コンデンサーとコイルの電気的特性を利用して、アンプから流れてくる信号を特定の周波数帯域でフィルターする仕組みです。 コンデンサーの容量と、コイルのインダクタ(抵抗値)を様々に変えることで、フィルターする周波数帯域を調節できるわけですね。 コンデンサの特性 コンデンサーは2枚の電極版の間に絶縁物質(誘導体)を挟んだ構造になっています。 充電と放電を繰り返すという特性があり、また直流を通さなかったりと、面白い性質を持つ電子部品です。 まずコンデンサーに直流を通すとコップに水を満たすように電気が溜まっていきます。 しかしすぐ満タンになってもう流れなくなります。 電流0 ゼロ)電圧は最大の状態です。 この状態でコンデンサーの電極をショートさせると一瞬で放電します。 この原理はカメラのストロボに使われていますね。 ではコンデンサーに交流が流れるとどうなるでしょう。 交流は電気の流れる方向が常に切り替わっていますので、コンデンサーは充電と放電を繰り返します。 コップに水を満たしてはひっくり返して空にすることが繰り返されるわけです。 従って周波数が高いほど繰り返しの回数が増えて、電気がよく流れます。 すなわち抵抗値が下がります。 一方、周波数が低くなると抵抗値が上がります。 この特性を利用して、コンデンサーをスピーカーに直列につなぐと、周波数の低い信号をさえぎって、高い周波数の信号を良く通すフィルターになります。 これをハイパスフィルターと言います。 コンデンサーが電気をためることができる容量は、F(ファラッド)という単位であらわされます。 コンデンサーの容量は誘導体を挟んでいる電極の面積が大きいほど増えます。 部品を小型化するために、金属フォイルで薄い誘導体を挟んでサンドイッチ状にしたものを、くるくると巻いて円筒状にしてあります。 誘導体にプラスチックフィルムを使ったものをフィルムコンデンサー、ポリプロピレンを使ったものをポリプロピレンコンデンサーといい、スピーカーネットワークに適しています。 トランジスタラジオなどによく使われている電解コンデンサーは、スピーカーネットワークにはあまり向いていません。 コイルの特性 コイルはエナメルで絶縁した銅線をぐるぐると巻いたもので、電流を通すと磁力が発生し電気を蓄えます。 コンデンサーが静電気によって電気を蓄えるのに対し、コイルは磁力によって電気を蓄える仕組みです。 鉄芯があるコイルのほうがより強い磁力を持ちます。 また巻き数が多いほど強い磁力を発生します。 コイルには「インダクタンス特性」というものがあって、流れる方向が変わらない直流では抵抗が少なく、常に流れ方向が変わる交流では高い抵抗値を示します。 この特性を利用して、コイルをスピーカーに直列につなぐと、低域の音声信号をよく通過させ、高域の信号はさえぎるローパスフィルターとして機能します。 インダクタンスの単位は、H(ヘンリー)であらわされます。 スピーカーネットワークに使われるコイルは、mH(ミリヘンリー)単位のものが使われます。 クロスオーバーネットワーク ここまでの説明で皆さん、もうお分かりになったのではないかと思います。 2Wayスピーカーシステムの高域を担当するツイーターには、コンデンサーを使ったハイパスフィルターをつなぎます。 そうすることで、ツイーターの再生能力を超えた低音信号が入るのを防ぎます。 音がスッキリしますし、ツイーターが焼きつくのを防止します。 低域担当のウーファーには、コイルを使ったローパスフィルターを使います。 シンプルな構成では、ウーファー側はネットワークを付けない「スルー」とし、ツイーター側だけハイパスフィルターを通しても良い結果が得られます。 ハイパスフィルターとローパスフィルターの組み合わせをクロスオーバーネットワークと言います。 低域と高域をクロスさせるポイントをどこに持ってくるか、それによって音の印象が変わってきます。 スロープ特性を変えてみる クロスポイントを境として信号が減衰し、グラフ線が降下していくのがわかると思います。 この減衰の傾斜度合いをスロープ特性と言います。 比較的ゆるやかなスロープ特性で、雑味がない自然な音になります。 スロープが急峻となって中域のクロス部分が少なるため、ボーカルがスッキリと聞こえるフィルターになります。 どこにクロスポイントを持ってくる? どの周波数でクロスさせるかは、ツイーターのF0値、すなわち再生可能な最低周波数が重要になります。 ツイーターのF0値より下にクロスポイントを持ってきたのでは、ウーファー側と交差しません。 中域の音がすっぽり抜けてしまいます。 (ミッドレンジのスピーカーを追加して3Wayにする解決策もあります) エモーション社によるを参照すると、-6dBの減衰率ではツイーターF0値の3オクターブ以上、-12dBでは2オクターブ以上、-18dBでは1オクターブ以上のところに、クロスポイントを持ってくるのが良いとされています。 上図の例では、ツイーターのF0値が900Hzだったとして、-12dBの減衰率にする場合クロスポイントは4kHz、-6dBでは6kHzに設定するのが、とりあえず良いかと思います。 スピーカーのネットワークは初心者でも作れるの? 簡単な回路の為初心者でも作れる これまで見てきたようにスピーカーネットワークの回路はとてもシンプルなので、初心者でも簡単に作れます。 ミニマム構成では、アンプとスピーカー間に直列でコンデンサーやコイルを入れるだけなので、基板も要らないくらいです。 とはいえ、容量が違うコンデンサーを付け替えては、音を聴きながら調節したいですし、アンプやスピーカーからの線を差し込む接続端子もあると便利なので、自作用のプリント基板か、配線ターミナルがあったほうが作業しやすいと思います。 コンデンサー容量とコイルのインダクタンス値を求める 回路に挿入するコンデンサーの容量とコイルのインダクタンスは、計算によって求められます。 ここでは、エモーション社のを参照しました。 スロープ特性によって計算式で使うパラメータが異なります。 回路図と計算式は以下のようになります。 スピーカーに直列で、コンデンサーやコイルを2段で入れます。 16mH ちなみに、クロスオーバー周波数とスピーカーのインピーダンスを入力すると、必要なコンデンサ-とコイルの値を算出してくれる便利なサイトもあります。 参照: 実践!スピーカーのネットワークを作ってみよう! さて、スピーカーネットワークについて大体のことがわかったら、実際に回路を設計して作ってみましょう。 あれこれ考えていても始まりません。 実際に作って音を聴いてみて、自分の好みの音になるようにカスタマイズしていくのが、DIY的スピーカーネットワークの楽しみでもあり、奥深い世界でもあるのです。 先ず、使用するスピーカーユニットのデータを知る必要があります。 先に書いたF0値(再生可能な最低周波数の値)とか、再生可能周波数帯域、インピーダンスの値ですね。 これらの値は、クロスポイントをどこにするか決めたり、コンデンサー容量とコイルのインダクタンスを計算するのに必要です。 スピーカーユニットのカタログに書いてありますので、よく見ておきましょう。 中古のユニットを手に入れた場合などでカタログがなくても、本体に張り付けてあるシールの型番をネットで検索すれば、情報が得られるかもしれません。 ちなみにですがユニットの型番を見て、ハイフンで区切られた末尾の数字はインピーダンスを表していることが多いと思います。 クロスポイントは2Wayシステムだったら、2khzから6khzの間で決めるのが良いと思います。 そこまでするのは大変だ!という人は、今取り付けられているスピーカーネットワークのコンデンサーをちょっと良いものに交換するだけでも、音が変わるのを実感できると思います。 メーカーが最初から組み込んでいるスピーカーネットワークは、コスト重視で部品を選んでいますので(そうじゃないものももちろんありますが)、1点豪華主義でコンデンサーやコイルだけをグレードアップするわけです。 まずは、現在ついているコンデンサーと同じ容量のものと、容量違いのものをいくつか買いましょう。 ポリプロピレンのフィルムコンデンサーが、1000円以下でネット注文できると思います。 計算値と一致した容量のコンデンサーが見つからない場合は、複数のコンデンサを並列つなぎにすると、単純に足し算した値になります。 これは、あとからスロープ特性やクロスポイントを変更したいときにも応用できます。 今ついているコンデンサーにおんぶして導線をはんだ付けしてすればいいわけです。 コイルのインダクタンスを変えたい場合は、巻きを少し戻すことで可能ですが、インダクタンスを測定するテスターがない場合は、何巻き変えたかを記録しておくようにします。 忘れてしまうと元のインダクタンスに戻せなくなります。 コイルは空芯コイルで検索すると、スピーカーネットワーク用のものが見つかります。 鉄芯コイルより空芯のほうが、巻き数を変えるのには都合がいいと思います。 コイルを自作することも可能です。 とにかく銅線を巻けばいいので簡単です。 やはりインダクタンスを測定するテスターが必要ですが、コイルの直径、巻き数、コイルの長さの情報を入力すると、インダクタンス値を算出してくれるサイトもあります。 参照: ただしこのサイトではコイル導線の線径を入力することができないので、計算結果は実際の値とは多少異なってくることを理解しておく必要があります。 その他として、アンプとスピーカからの導線をつなぐターミナルはあったほうが良いと思います。 途中でネットワークを何度も外して、部品を交換したりして音をチューニングしていくので、そのたびにはんだ付けをやり直すのは面倒。 簡単に線を抜き差しできる接続端子はあると便利です。 100均で売られているDIY工作用の木の板。 これをベースとして部品を固定します。 音が決まるまでは両面テープで部品を仮留めしておき、これで良し!となったら、ホットメルト(樹脂を溶かして接着するもので手芸店とか100均にある)で固定します。 コイルとかコンデンサーは、ベース板に小さな穴を2か所空けて、細いタイラップで固定する方法もあります。 確実に固定できるし、取り外すのも簡単なので良いと思います。 端子類はねじ穴が開いているので木ねじで固定しましょう。 注意しなければならないのは、これらの部品はすべて2セット必要なことです。 スピーカーは左右ありますからね。 ここ肝心なところです。 トランジスタのような熱に弱い部品はないので、それほど神経質にならなくてもよいでしょう。 あとで部品を付け替えすることを考えたら、互いの導線はよじらずに、交差させるだけにしてはんだ付けしたほうがいいと思います。 最終的にはエンクロージャーの中にスピーカーネットワークを格納しますが、まずは外に出した状態で、アンプとスピーカーにつないで音を出してみましょう。 間違った配線でスピーカーに大きな信号が流れて壊してしまう可能性もありますので、まずはボリュームを絞って始めます。 また、プラスとマイナスの線を間違えないように注意します。 アンプのプラス出力がスピーカーのプラス側に入るようにネットワークをつなぎます。 これを正相接続と言います。 プラス出力をマイナス入力につなぐことを逆相接続と呼んでいます。 左右の間違いもよくあるミスですので注意しましょう。 特に片側が正相接続で、もう一方が逆相接続になっていると、左右の音が打ち消し合って変な音になってしまいます。 上手くスピーカーネットワークが機能すると、音の輪郭が際立って、今まで聞こえなかった楽器の音とか、ボーカルの息づかいが聞こえるようになります。 スピーカーから流れてくる音を聴いて、修正を加えていきます。 しかし修正はあわててはいけません。 エイジングといって、エンクロージャーに組み込んだネットワークが馴染むのに、しばらくスピーカーを鳴らすことが必要です。 最初は、失敗した!と感じても、数日聴き続けていると良くなってくることがあるのです。 次に修正が必要なよくある例と、その対策を書いておきますので、参考にして下さい。 ようするに固定式のアッテネーターというわけです。 これを可変抵抗器にすると、回転操作で簡単に調節できるようになります。 ボーカルが弱くなった 低域と高域がクロスしていないか、クロスする部分が極端に少ない可能性があります。 コイルの巻きを戻してインダクタンスを下げるか、コンデンサーを追加して容量をあげてみます。 低音がこもっている これはスピーカーネットワークだけの問題ではないかもしれませんが、ネットワークの修正としては、クロスポイントを下げて低域を少なくしてみる方法が考えられます。 コイルをインダクタンスの高いものに変え、コンデンサーを追加することになります。 スピーカーネットワークを作るメリットとは? スピーカーネットワークのメリットはなんといっても、安いコストでオーディオの音をはっきりと違いがわかるレベルで改善できる点にあると思います。 家にあるフルレンジのスピーカーユニットに、スーパーツイーターを追加するだけでも、高音が伸びやかになり、キレが良くなります。 その場合は、そうここまで読んでくれた人はもうおわかりですね。 スーパーツイーターにはコンデンサを使ったハイパスフィルターを組み込んで、低域をカットします。 まとめ さて、スピーカーネットワークについて簡単にまとめてみましたが、いかがだったでしょうか?ネットで検索すると難しい理論が山ほど出てきますが、あれこれ考えずとにかくやってみることです。 スピーカーネットワークの良いところは、DIY的な楽しさを手軽に味わえる点にあると思います。 自分ではんだ付けしたネットワークを通して、音が変化するのを実感できますし、抵抗値やコンデンサ容量の計算などを通して、電子回路の勉強にもなります。 これをきっかけとして、エンクロージャーから自分で作る自作スピーカーの世界に入っていくのも楽しいと思いますよ。

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