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スピーカーはどうして同時に何種類もの楽器や声を鳴らすことができるのでしょうか?

例えば太鼓もスピーカーみたいに幕を震わせて音を出す構造ですが、
太鼓の音しか出すことができません。

しかしスピーカーは様々な音を出すことができ、しかも何種類もの音を同時に鳴らすことができます。

不思議で、昨日も徹夜で睡眠して考えました。(ぐっすりじゃねーか・・・)

誰か教えていただけませんか?
よろしくお願いいたします。

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A 回答 (9件)

>スピーカー上で、音の周波数ってどのように重なるのでしょうか?


たとえば二つの周波数の音が重なった時は、スピーカーの膜が二つの震えをするのでしょうか?

400Hzの低い音に、3kHzの高い音が加わったとすると、スピーカーの振動板は全体としては400Hzでゆっくり前後に動きながら、よく見ると表面で3kHzで細かく震えているという感じです。
電気信号で400Hzと3kHzを混ぜて一つのスピーカーで出しても、400Hzのスピーカーと3kHzのスピーカーを二つ用意して空気中で混ぜても、結果的に同じように聞こえるというのも面白いですね。
(オーディオにこだわる方は、音質が明らかに違うとかという議論になちますが)
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この回答へのお礼

へえ~面白いですね!!
じゃあ音楽を流している時のスピーカーの表面は、言葉じゃ言い表せないような複雑な動きをしているってことですね!!

とても勉強になりました。
ありがとうございました。

これでグッスリです!

お礼日時:2009/02/08 15:27

もうちょっと追加して書いてみます。



スピーカーで音を出す元となるものを作っているのがマイクロフォンで、これは人間の耳の鼓膜にあたるものの振動を電気信号に変える物です。いろんな楽器から出てくる音は、色々な周波数成分と位相を持ち、音の強さもばらばらなので、それらが合成された時、マイクロフォンの振動板もかなり複雑な動きをしているはずですが、この動きに相似な形の電気信号を作る働きをします。

マイクロフォンから出てくる電気信号はとても小さいので、その形を壊さないように比例増幅して、スピーカーに渡します。スピーカーも電気信号の形に相似な動きを振動板にさせるようにできているので、間に電気というものを挟んで結果的に振動の増幅ができているわけです。
一度電気信号に変えてしまうと、二つの信号を足し算したりすることが簡単にできて、二つのマイクロフォンからの信号を足し算したものをスピーカーに流すと、二つの楽器を同じ所で鳴らしたように聞こえます。また、二つのスピーカーを配置して、一つ一つのマイクロフォンからの信号を左右に加える比率を加減してやると、二つのスピーカーの間にいろんな楽器が置かれているように聞こえます。こういうことを音楽業界ではミキサーさんという人がやっています。

いろいろ書きましたが、スピーカーというのは電気信号となった音の波形を復元する働きをしているわけですが、その振動を色々な楽器だと聞き分けられたり、二つのスピーカーから出る音で広がりを感じたりするのはやっぱり人間の不思議な力なんですね。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

スピーカー上で、音の周波数ってどのように重なるのでしょうか?
たとえば二つの周波数の音が重なった時は、スピーカーの膜が二つの震えをするのでしょうか?

それとも二つの周波数は足されて別の周波数になって、膜を震わすのでしょうか?

いずれにせよ、スピーカーは鼓膜と同様に震えを再現しているだけなんですね。

そして耳の能力も関係しているんですね。
犬とかはどういう音の世界なんでしょうね。

お礼日時:2009/02/07 22:26

スピーカーより性能の良い「コンデンサーヘッドフォン」などですと「可動部」の質量が小さいため電気信号により正確に追従し、原音に近い再生音が得られます。


でかいスピーカーはどうしてもコーン部の共鳴周波数の問題と可動部の質量による慣性のため振動が潰れます(山の形が丸くなる)。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

まだちょっと難しいので参考にさせてもらいます。

お礼日時:2009/02/07 21:02

音さ、ラジオやテレビの時報の音が比較的シンプルな音です。



これに対して、hecunhehuiさんも認識されているかと思いますが、
太鼓の音は異なります。

これらの違いは何かといえば、どんな周波数の音が、それぞれどれくらいの音量で重なっているかということになります。

スピーカーは入力された電気信号を、比較的忠実に音として再現します。太鼓の皮をばちで振動させる代わりに、電気で振動させるからです。
ですので、太鼓の音の信号を入力すれば太鼓の音がでますし、ピアノの音の信号を入力すればピアノの音がでます。あくまでも、信号ありきです。スピーカーのキャビネットをたたけば、木かプラスチックの音ですし、コーンの部分をたたけば、紙の音しかしません。
太鼓も、たたくもので音が違い、木のばちと手で叩いた時とで音が違います。


ちなみに、壁に部品をつければ壁がスピーカーとして鳴るものがありますが、それを太鼓につければ太鼓もスピーカーになりいろいろな音が出ます。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

スピーカーが、ある周波数の音と別の周波数の音を同時に鳴らした場合、
スピーカーの膜は二つの周波数の震え方を同時にしているのでしょうか?
(スピーカーの膜は一つだけどそんな器用に・・・・)

それとも、2つの周波数が重り、別の周波数になって、スピーカーを震わせるのでしょうか?

お礼日時:2009/02/07 21:00

皮を駆動するのにバチ以外の物を使えば他の音も出ます。


スピーカーはこの原理を育て幅広い音域が出る様に進化させたものです。
信号が太鼓の時はそれを、多くの種類の時はそれらをと言う事です。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
進化してないスピーカーは、ごく狭い音域しかでないんですね。
逆にごく狭い音域だけど、特定の音しか出せないスピーカー(or特定の音しか拾わないマイク)なんてものが開発されれば面白いような気がしてきました。

お礼日時:2009/02/07 20:53

スピーカーの膜(コーン紙)を太鼓のように叩いてみてもゴソゴソボソボソという音がするだけです。


 スピーカーは何種類もの楽器や声を鳴らすことができているのではなく、
何種類もの楽器や声を電気信号に変えたものをアンプなど外部から送り込まれ、
それらの信号によって強制的に膜を振動させられ音を出させられているのです。
 太鼓だって音声を載せた電気信号で膜を震わせてやれば、
スピーカーほどうまくはないでしょうが、
ちゃんと楽器の音や声などを出せるでしょう。


 
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
同時に様々な音を出すのは膜の振動の結果であって、
そういう風に振動するというのは事実でしかないんですね。

自然界の不思議をそのまま受け止めるしかなさそうです。

お礼日時:2009/02/07 20:49

耳の中にあるのも、1枚の振動板(=鼓膜)ですよね。


言ってみれば、スピーカーは鼓膜の動きをシミュレートしているだけだと。
何種類もの楽器の音だと認識しているのは、実は耳の中の方ということです。
・・・これ以上は専門家じゃないので、私にもわかりません。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
鼓膜だって複雑に絡み合う音を、単一の膜だけで拾ってるんですもんね。

スピーカーの不思議はもはや人体の不思議ですね!

お礼日時:2009/02/07 20:46

実は太鼓もいろいろな音を出しているのです。


いろいろな音といっても、音の成分のことで、周波数と考えてもらっても結構だと思います。いろいろな音の成分が混ざって、太鼓の音として聞こえてきます。
音が聞こえる原理としては、太鼓の膜が振動して、音を伝える媒質である空気を振動させています。この太鼓の膜が、複雑に振動していろいろな音の成分を出しています。
たとえば、バイオリンなどで、いいものは豊かな音がするなどといわれます。これはバイオリン自体が振動して、音を出しているのですが、いいものほど、より複雑な振動をしていろいろな音の成分を出して豊かな音にしているものだと考えられます。

スピーカーの場合、スピーカーコーンが振動して音を出していますが、このコーンが、複雑に振動して様々な音を合成して同時に鳴らしているものと考えるのはどうでしょうか?
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

多種多様な音を出そうと複雑に振動して、スピーカーがめちゃくちゃなアウトプットをすることがないのが不思議でたまりません~!

そこはやはりスピーカー技術の進歩ということなんでしょうかね。

お礼日時:2009/02/07 20:43

すごい発想ですね


そういえば 楽器だけでなくあらゆる人の声帯模写ができている訳で、単にスピーカと言っては失礼なくらいの超能力に、貴方の質問で今私も気づかされました。
電話機よりレコード、これよりもオルゴールが先に出来たのでしょうか
人がスピーカに類する音を出す機械を作ったのは何でしょうかね?

簡単な原理は音は空気振動で生じていますので、空気振動を取りあえず起こせば音が出ます。これが太鼓とか楽器でしょう。
この空気の振動を発生させる膜、とか板を微妙に自在に制御することで発生する音を自在に変化させることが出来るのでしょう。

スピーカは永久磁石とコイルで電気を力に代えています。この力を振動板であるコーン(円錐の黒い紙で出来ているもの)に与え振動させます。
たった2行ばかりで説明出来たとは思いませんが、ここまでくるのに50万年くらいかかっていると思えば 許されそうな気もします。

いまもそばで箱がしゃべっています。女性二人に男性一人の声が聞こえます。朝からズーとおしゃべりしています。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
ほんとスピーカーって不思議ですよね!
よく考えたら糸電話も同じですよね。
単純で奥が深いです!!

お礼日時:2009/02/07 20:35

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