質問

 
初心者の質問です。
スピーカーを、高能率、低能率のように評価されることを知りました。
これはどうのようにして判るのでしょうか?
 
初心者の私なりに考えて、8Ωのスピーカーが高能率
4Ωのスピーカーが低能率となりました。

 

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回答 (9件)

<No.8の続き>
最期とは言いつつ、もうひとつだけ。
これはさる超高級スピーカーのインピーダンス特性です。
http://stereophile.com/floorloudspeakers/600/ind …
(ひとつめのグラフ、実線)

これを見て、たとえば貴方ならこのスピーカーの公称インピーダンスを「何オーム」と規定しますか? さらに、このスピーカーの能率が「dB/W/m」としたら、その1ワットとは、どの周波数の? (笑)
また仮に規定したとして、そのときアンプの消費電力は本当に「1W」と断言できるのでしょうか?

更に言うなら、能率∝出力音圧レベルというものも周波数で不定で、かつ数値規定の基準があいまい、極めて信頼性のない、無いよりはマシな、程度の数字でしか無いという事も、留意しておくべきでしょう。

そんなアテにならない数値よりも、例えばこのSTEREOPHILE誌が挙げてくれているような同一基準による実測特性の方が、商品選択の上では100倍参考になる情報と言えます。どんな商品でもそうしたものが入手できない所は痛し痒しです。

<No.7の続き>
長くなりましたが最期に。では、この「出力音圧レベル」というものを、どのようにオーディオの評価の指標にしたら良いのかを簡単に。

(1) 出力音圧レベルは音質と密接な関係がある

乱暴に言えば、低能率なスピーカーほどワイドレンジであると見て良いでしょう(ただし低域方向の伸び)。
出力音圧レベルは、振動系の動かした空気の体積に比例します。高域は短時間に非常に高い加速度をもっているため、振動板の口径や変位量を必要とせずとも十分な音圧が得られます。これに対し、低域は口径が小さければ変位量に頼らざるを得ません。この現象はアンプのNFB量と非常によく似ており、難しく言えば「質量制御で線形帯域を拡げた」という説明になりますが、ようするに全体的な音圧レベルを下げることによって等価的に低域のレンジを拡げた事に該当します。
例えば比較しているスピーカーの大きさが同じであれば、「能率が低いほどワイドレンジだろう」という推定が成立します。ただし、程度問題はあります。

(2) 低能率なスピーカーはトンデモないアンプを要求する

Aさん)86[dB/W/m]のスピーカーの効率は、 = 約0.25 %
Bさん)92[dB/W/m]のスピーカーの効率は、 = 約1.0 %
Bさんが、10Wしか出ない真空管アンプを買いました。それを一緒に聞いていたAさんも非常に気に入ってしまったのですが、Bさんと同じ音は絶対に出せません。Bさんは10Wで朗々とした音量を出せても、Aさんは40Wないと同じような音量で鳴らすことは出来ません。

もしBさんが50Wならば、Aさんは200Wのアンプを買わないと、「同じような音」では鳴らせません。海外の小型・低能率高級スピーカーが「とんでもない凄いアンプを要求する」とよく言われるのは、このような事情によります。「6dB違えばパワー4倍」と覚えておけばよいでしょう。

大パワーなんて必要ない。良くある議論ですが、それはスピーカーに依るとしか言いようがありません。

なお、一方のパワーアンプは大パワーなほど音の良いアンプが作りにくくなるため、そうなると何がいいのだかサッパリ分からなくなってしまいます。結局は能率もアンプの出力も、「ほどほど」が良いという結論になりそうですね。

<No.6の続き>
[dB/W/m]の "W" の部分は過去の遺物
…というのは、ちょっと下記のページをご参照ください。
http://stereophile.com/floorloudspeakers/1105thi …
この中に、Sensitivity: 87dB/2.83V/m.
とありますね。最近こういう表記が増えました。なぜでしょう?

[dB/W/m]の意味は、「1mの距離で、1ワット投入したときに、何dBの音圧が得られたか? という意味です。
ところが、動電型スピーカーの「インピーダンス」というのは、純抵抗で一定はなく、周波数によって物凄くうねっています。インピーダンスというのは"交流抵抗"の意味で、純抵抗ではない部分をリアクタンス成分と呼びます。
(スピーカーの能率に直接寄与しているのは、実は純抵抗以外のこのリアクタンス負荷なのですが、難しい説明が更に難解になるので割愛します)

複雑なリアクタンスの入り組んだマルチウェイは勿論のこと、フルレンジスピーカーでもインダクタンス成分や低域共振点でのリアクタンスは大きく、周波数によってゆらゆらしているのが「インピーダンス」の実態です。

何を言っているのか良く分からないと思いますが、つまり周波数によってインピーダンスが変動する以上、「周波数によって何ワット喰らっているのかが不定なのに、何ワット、という基準にすることには、全く意味がない」という事になります。スピーカーというのは、「周波数によって消費電力がまったく異なるもの」なんです。それなのに、1Wとは一体どの周波数での電力消費を言っているのか?最大ラインではない。最低ラインでもない。平均値でもない。「まったくアテにならない基準」。

幸いにして?この世にあるパワーアンプの99.999%は電圧制御アンプです。つまり、負荷リアクタンスがどうであろうが、出力端に一定の電圧を生じようと制御されているアンプです。
このため、一部ではもう「ワット」を基準にするのをやめて、アンプ出力端子に生じる「電圧」を基準にしよう という動きが出ています。

このため海外では、[dB/W]をやめ、[dB/2.83V]という表記が増えました。ちなみに2.83Vというのは純抵抗8オームをつないだときにちょうど電力が1[W]になる電圧になります。

いずれにしろ、現在はこの「デシベル」という単位でスピーカーの効率を評価しようというのが倣わしになっています。
ただし。能率は「高ければ高いほどよい」という単純な数値でない…という事を次回にご説明します。

少し難しくなってしまうかも知れませんが、何度かに分けて説明します。

「能率(Effisiency)」というのは古くからある考えで、少ない電力、あるいは同じボリウム位置で、どのくらい音の大きさが違うのかを知るための指標として誕生しました。
動電型音響変換器(スピーカー)に電力を投入すると、その電力は、
____電気エネルギー→機械エネルギー→音響エネルギー
と計2回のエネルギー変換が生じます。このとき、電気エネルギーの全てが音響エネルギー(=音の大きさ)に変換できるわけではありません。それどころかほとんどが熱エネルギーとして空間に放射されて終わります。

この一定電力を加えたときに、その何割が音響エネルギー==音の大きさへ変換できたか。その効率を音響変換効率と呼びます。

例えば、
例)86[dB/W/m]のスピーカーの効率は、 = 約0.25 %
例)92[dB/W/m]のスピーカーの効率は、 = 約1.0 %
投入された電力のほとんどが熱損などに変換されて、空間へ消えてゆきます。もし仮に、ここに112dB/W/mのスピーカーがあれば変換効率100%ですが、そのスピーカーはあり得ません。(理論限界が50%なので)。

上記の、スピーカーの能率を表す ** [dB/W/m]の数値のことを、
SPL = Sound Pressure Level = 出力音圧レベル
と呼びます。このSPLが、スピーカー能率を表すための現在主流のスペックになっています。dBというのはデシ・ベルの略で、音の大きさをあらわす「ベル」という単位からきています。

しかし、上記[dB/W/m]の "W" の部分は過去の遺物になりつつあります...

全部、スピーカの説明書や仕様書に掲載されている標準の事項です。
で、この事項が評価という言葉で当てはまる対象にはなりません。
あくまでも、このスピーカの物理的な結果を表現しているにすぎません。
1.能率:スピーカに1wの電力を入れた時、どれだけの音量(耳に感じる音の大きさ)になるかという基準
音質とは関係ありません。
小さなスピーカは能率が悪い。大きなスピーカは能率が良くて、大きなスピーカほど大きな音が出ます。
ちっちゃなアンプでならすと大きなスピーカの方が大きな音でなります。

2.4Ω、8Ω、ボーズのスピーカは6Ωが多いですね。
初心者は気にしなくて良いです。特殊な使い方をしない限りこの数値に意味はありません。(実はプロも普段はこの数値を無視して居ます。)
以上、誤解のないように!
どちらにしろ、以上の数値は音が良い悪いの判断とは無縁の数値なので、この道で飯を食わない限りは気にする数値ではありません。
この数値はもっと違った分野では重要です。
興味があれば勉強されると、おもしろいでしょうが。

#3です。アンプが対応しているインピーダンスであればそのアンプは問題なく使えます。殆ど短絡電流に近い電流を供給するわけですからこの規格は厳格にお守り下さい。拙宅でも8Ω対応アンプで先ほどの6Ωに繋いで3度も出力段を交換し諦めて新品にしました。能率とはファラーディーの法則如くボイスコイルに流れた電流が磁界中で得た機械エネルギーでコーン紙を以下に効率良く動かせるのか、そして音を生み出すかであります。効率とは投入ワット数に対する生み出される音圧ですからインピーダンスはその一つのパラメーターにしか過ぎません。コーン紙の内部損失、質量、弾性係数などがすべて含まれるエネルギー効率です。

信号が直流として、同じ電圧をかけたときには抵抗が小さい方に大電流が流れます。つまり、8Ωより4Ωの方が電流を流す必要があるわけです。スピーカーのカタログの能率のところ=音圧レベルが90dB以上であれば高能率で以下であれば低能率とお考えになっても良いと思います。ちなみに拙宅のものは、6Ωのインピーダンスで音圧レベルは88dBであります。中能率でしょうか?昔の名器には100dBを越えたものも存在していました。JBLのD130-Aなどです。

この回答へのお礼

回答いただきました。ようやく頭の中がほぐれてきたじぶんです。

この回答への補足

値段の高いアンプ=パワーがあるアンプと認識しています。
値段の高いアンプ-小さなスピーカー(ブック型)の組み合わせは負担をかけますか?
また、小さなアンプ (KENWOOD、ONKYO CDチューナーアンプ) と、大きなスピーカー(8Ω)では効率が悪いですか?
 

#1さんの仰るとおり、インピーダンスと能率は無関係です。
むしろスピーカーのサイズの方に影響をうけます。
(一般的には大きいスピーカーの方が能率が高いです)
なお、低インピーダンスのスピーカーはアンプを選びますの
で(高い駆動力が必要=値段の高いアンプが必要)ご注意を。

この回答へのお礼

回答いただきました。ありがとうございました。

この回答への補足

 
スピーカーの入力インピーダンスがメーカーHPに載っていますが
 KEFのiQ3なら8Ω BOSEの125なら6Ω
その他にも、公称入力インピーダンス:8Ω (最低3.0Ω)みたいな表記をとるスピーカーもあります。
 
つまりこれは「アンプと接続する時に想定してほしいΩ」と読みとるべきですか?

能率とは、一定の入力(電圧)に対して、どれだけの出力(音圧)が出るかということです。
Ωは、入力と出力の関係が電圧と電流です。

この回答へのお礼

回答いただきました。頭がパンクしそうですが、もう少しで理解できそうです。ありがとうございました。

この回答への補足

Ωは、入力と出力の関係が電圧と電流です。・・・?
ここが難しくて解りません。他の説き方があればもう少し教えて下さい。

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