20hzのスピーカー

Question

２０Hzくらいの超低音を出すには８０Cmくらいの口径のスピーカーと８００Lくらいの容量が必要であると本に書いていたんですが。
雑誌とかのスピーカーのスペックを見るとそんなに大きくも無いスピーカーシステムなのに対応している周波数が２０Hzから始まっている物がありました、なぜ大きくないのに低音が出るのですか？
８０ｃｍうんぬんがおかしいのか、小さくても出せる技術が出来たのでしょうか？

noname#2748 · Accepted Answer

確かに密閉型のエンクロージャーでは大口径のスピーカーと大容量のエンクロージャーが必要になります。これは実際に音が出るのがスピーカーの振動板の前面のみからであるため波長の長い低音域では、小口径のスピーカーの場合振動板近辺の空気がスピーカーの周囲を行ったり来たりするだけで音として出てきてくれないからです。小口径のスピーカーで低音域を再生しようとすると振幅を非常に大きくする必要があり、事実上不可能です。したがってこの方法で低音を再生しようとすると大口径・大振幅のスピーカーが必要になるのですが、このようなスピーカーのの振動板の動きを阻害しないためには非常に大容量のエンクロージャーが必要になるためです。しかし、小口径のユニットを多数使用したり、エンクロージャーに工夫を凝らすことで、スピーカーの振動板から直接放射することができないような低音を出すことができます。たとえばエンクロージャーを一種の共鳴箱にするなどの方法です。スピーカーの音圧が下がり始めるあたりに共振点を持つ共鳴箱をスピーカーの背面に取りつけるのです。スピーカーで直接再生できない部分を箱を鳴らすことによって再生するのです。小型のスーパーウファーなどはほとんどがこの方法を使用しています。小口径のユニットでも大きな圧力変化をさせることは可能なので、エンクロージャーの構造を工夫することでそれをうまく音圧に変換させてやることが出きればいいのです。

ホームシアターなどで多用されているサテライトスピーカーとスーパーウーファーなどでは、例外なくこの方式が採用されています。そのため、ウーファーユニットの内部構造は複雑なものが多く、スピーカーが外部から見えないものがほとんどです。

tnt · Answer

追補です。

コンサートの身体を押すような音！？は、可聴周波数以下の
低音です。
聞こえないなら体で感じよう！というと、いい加減に聞こえますが
実際に人間は体でも音を感じます。
タイコ（それも和太鼓）の近くで経験できるとおりです。

ですから、そういう音もある....ということになります。
コンサートの場合は誇張しすぎですが。

それから、低い音から高い音までは、すべて一緒に存在し、
意外な成分を聴いています。
たとえば、ＡＣハムの音（ブーンという音）は、
５０Ｈｚですが、実際には、２００Ｈｚぐらいの高調波を聴いています
というのは、耳の感度は２００Ｈｚの方が良いからです。
だから、２００Ｈｚぐらいからしか帯域の無い安物でも
５０Ｈｚのハム音が聞こえるのですが、
高音質という意味では、当然、２００Ｈｚを含んだ５０Ｈｚが聞こえるのが
正しいわけです。

noname#2748 · Answer

これは実際に生のオーケストラやパイプオルガンなどを聞いてみれば一番いいのですが、可聴限界ぎりぎりの音というのはその音と単独では音が出ているというような認識はできないと思います。私は以前ＮＨＫホールのパイプオルガンの最低音の音を聞いたこと（確か何かのイベントでした、はっきり覚えてはいないのですが十数Ｈｚでした）がありますが、確かに何か体に圧迫感のような感覚は有りましたが、耳で聞く音という感じでは有りませんでした。音楽というのは何Ｈｚの音であるということを聞くのではなく、ホール自体がなっているような感覚や奥行きのある透明感のある音などのように、いろいろな楽器の音色が混じった複雑なスペクトルで成り立っています。それぞれの楽器の出すもっとも高い音や最も低い音が出れば、その楽器の音色を再現できるかというと、決してそんなことは無いのです。演奏した場所、共演した楽器などによってそれぞれの波形の干渉があり、単純に再低音部の楽器の音域と再高音部の楽器の音域が出ればよいということにはなりません。

また、人間の可聴領域は２０Ｈｚ～２０ｋＨｚといわれていますが、これはかなり耳の良い人のはなしで、一般人は下限は３０Ｈｚ程度・上限は１８ｋＨｚ程度まで聞こえれば上等の部類に入るようです。私自身もヘッドフォンを使用したテストで下限は２４Ｈｚ・上限は１９.１ｋＨｚまでしか聞こえませんでした。それでも、レンジの狭いスピーカーとレンジの広いスピーカの区別はつきます。特にオーケストラを聴いたときははっきりします。

単にセンサーとして耳を捉えるのであればあまり優秀とはいえない音響センサーですが、人間の耳は、現在人間が手にすることのできる最高の音響分析用のコンピュータ（脳みそです）助けが有るのでたとえば２０ｋＨｚの正弦波がスピーカーから出ていても聞こえない人が楽器の音色の高調波成分（可聴領域外であっても）の違いによる音色の違いを認識できるのです、低音域に関しては耳以外でも片田全体でその振動を感知し耳から入る信号と瞬時に演算し感じ取っているのです。

実際人間の感覚というのは非常にいいかげんでもあり、また非常に鋭敏でも有るのです。私は機械屋で見た目は、どう贔屓目に見ても繊細な感覚を持った手の持ち主には見えませんが、指でなぞるだけで０.０２ミリの段付きまでならはっきりわかります。いちいちマイクロメーターを持ってくるまでも無くここがデッパテルぞとマーキングできるほどなのです。分野は違いますが人間感覚とはそういうものなのです。いまだにＣＤなどのデジタルメディアの音に飽き足らず、アナログレコードを使用するオーディオマニアがいるのもそのためです。確かにアナログ盤からＣＤになったものでも音の厚みというか、自然なオケの音からよりいっそう離れてしまった感じがあるものは少なくありません。まぁ、これは聴きたい音楽のジャンルや録音された年代によって大きく異なるでしょうけど・・

tnt · Answer

音を出すと言うことは、空気を押すことです。
ですから、理屈の上から行けば、どんな口径のスピーカーからも出せます。
しかし、ある程度、きっちり押してやらないと能率良く音が出ません。
お玉で水をかき回すと水は良くかき混ぜられますが、
耳掻きでは無理ですよね。これと同じ事です。

ただし、耳掻きには耳掻きのやり方があります。
それは、耳掻きだからダメなので、水鉄砲になれば良いのです。
これなら、ある程度の水量があれば水をかき回すことができます。

たとえば、ＢＯＳＥ社のシステムは、共鳴を利用して、水鉄砲のように
空気を出し入れすることで低音を出しています。
また、ＡＩＷＡのシステムは、スピーカーの前にマイクロフォンを
置くことで、スピーカーから出ている音を検出し、
スピーカーへの入力を調整しています。
単にイコライザで誤魔化している製品もあります。

また、そのスピーカーそのものも、普通に振動板を振動させるのではなく
振動板全体を前後に動かすように改良されました。
今の、低音用スピーカーは、コーン紙の端が、バネのような感じで
自由に動くようになっています。

これを並べれば更に効率は上がります。４つぐらいまでは
製品があります。
複数の箇所から空気を押せば、それだけ効率よく押せるわけです。

以上の技術は、だいたい２０年前ぐらいに完成を見ています。
ですから、twelveさんが読まれた文献は、古いものか、
古い人が書いた物の筈です。

amukun · Answer

小さいスピーカーでも何とか２０Hzくらいの音は出せますが、音量レベルがすごく小さくなってしまうので実際には聞こえません。小さいスピーカーでも２００HZ付近の音圧レベルを上げるとベース音などの低音が聞こえやすくなりますが、本当の重低音がでているわけではありません。
２０cmくらいのスピーカーでも２本、４本、８本と、同時に鳴らすスピーカーの数を増やしていくと、合計でスピーカーのコーンの面積を増やすことになるので、重低音はだせます。１本のスピーカーで出すとすると、大口径、大容量のものになってしまいます。

20hzのスピーカー

確かに密閉型のエンクロージャーでは大口径のスピーカーと大容量のエンクロージャーが必要になります。

追補です。

これは実際に生のオーケストラやパイプオルガンなどを聞いてみれば一番いいのですが、可聴限界ぎりぎりの音というのはその音と単独では音が出ているというような認識はできないと思います。

音を出すと言うことは、空気を押すことです。

この回答への補足

小さいスピーカーでも何とか２０Hzくらいの音は出せますが、音量レベルがすごく小さくなってしまうので実際には聞こえません。

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