低音よりも高音の方が減衰しやすいのに、低音を増強させるのはなぜですか？

低音よりも高音の方が減衰しやすいのに、低音を増強させるのはなぜですか？

空気中では低音よりも高音の方が減衰しやすいと聞きました。
今のスピーカーにはバスレフ型などの低音を増強させる仕組みはありますが、高音の方が減衰するなら高音を増強させた方がよいのではないかと思うのですが…。

No.5 回答者： yosifuji2002 回答日時： 2010/05/16 21:55

端的にいうと、通常のスピーカーの低音、特に100Hzあたりから以下はかなり能率が落ちるからです。

つまり同じアンプの１Wの出力でも、低音は中高音よりも小さな音量しか出ないということです。これはスピーカーユニットの構造的な問題と、ボックスの大きさの両方が関係します。実際には箱の容量が一番の問題です。最近は小型スピーカーがほとんどですが、これらはたぶん50Hzでは100HZより10Dbくらい能率が低いでしょう。（アンプの出力で10倍の差です）音楽には25Hz以下の音域が入っていることもありますが、実際は小型スピーカーではこのような低音はまったく出ません。ボーズなどが小さいのに低音が出るように聞こえるのは、実際は100Hz以上の倍音を聞かせているのであって、基の低音が出ているのではありません。原音どおりに再生しようとするとそのスピーカーの能率の低い分だけ低音域をブーストしないと、フラットにならないのです。
原音を忠実に再生するにはやはり大型スピーカーが最適で、小型スピーカーしか使えない場合はそれに50Hz以下をしっかり再生できる重低音専用のウーハーを使うのがよいと思います。ウーハーでも中途半端なサイズのものは結局倍音を出しているだけで、基の重低音が出ているわけではありません。

No.4 回答者： iBook-2001 回答日時： 2010/05/16 20:46

はじめまして♪

人間の聴力特性による影響もありますよ。

一般家庭内で音楽を楽しむ時という状況の場合、実際のミュージシャンが演奏している時よりかなり小さめな音量で聞いていると思います。

「ラウドネス曲線」と言う、古くから有名な資料が有ります。（一例ですが、、）
http://www.asahi-net.or.jp/~yl1h-nkmr/oto/tokuse …

今はいろいろな場面で「ホン」と言う単位を利用しません。「デシベル」と読み替えて頂いても良いでしょう。
どの程度の音か？（こちらも一例ですよ。）
http://www.noborudenki.co.jp/consultation/knowle …

これから、一般家庭の室内で音楽を聴く時、会話が出来る音量なら平均60~70dB,会話が難しいような音量なら80~100dBとなりますかね。

実際のバンドやオーケストラ等ですと平均９０dB、最大１１０dBなどとも言われていますが、家庭内ではそんな大音量を出すと大変な事に成りますね。

家庭内の一般的な部屋で、平均７０dBで音楽を楽しんでいると、瞬間ピークは８０dB程度ですので、それでもラウドネス曲線から低域では最大１０dB（約１０倍）増加させる事でフラットに聞こえるようになると言う事です。

アンプのパワーで考えますと、スピーカーの効率が８５dB／mwで、スピーカーとの距離が４mですと、８５dBの音を聞く為には距離分で４倍の４Wが必要です。そして低音をラウドネス曲線を元に忠実に再現すると低音域ではさらに１０倍の４０Wが必要になります。
音楽信号は強弱が激しいので、一瞬のピークに１０倍を考慮して、さらに余裕度で２倍を考えると８００Wのアンプが理想でしょうかねぇ。

あれあれ？　中音域では４Wだったのに、すごい数字に成ってしまいますね。

前提のスピーカーの効率が悪いからなんですよね。
効率が９５dB／mw（前例の１０倍）高能率なら、中音域の平均が0.4Wで、低音域が４W、ピークを考えても４０Wで、さらに余裕を持って８０Wのアンプで十分に鳴りますね。

もう１点、スピーカーとの距離ですが、測定値が１mの場合という前提ですから、５０cmで聞くなら半分、２５cmならさらに半分の１／４のパワーで済みます。
このため、ヘッドホンやイヤホンはミリワット級で大音量が楽しめたりしますね。

周波数帯域の拡散性とビーム性（指向性）につきましては、他の回答者様がご説明の通りです。

実際には「室内」と言う環境の場合、反射や共振、吸音などで、２００Hz以下に大きなピーク（音量増大する共振）とデップ（音量を相殺する共振）が多数有り、部屋のサイズや構造、内装や家具の置き方、スピカーの位置とリスナーの位置により様々な特性と成っていますよ。

まぁ、測定値を聞くのではないので、自分の部屋で自分なりの音量の時に快適に聞こえるように、スピカーの位置を変えたり、聞く自分の位置を考えたりするのがオーディオマニアの入り口でしょうかね（苦笑）

ちなみに、スピーカーのバスレフは箱内の空気質量とバスレフダクトの共振を利用して一定の周波数を増強させます。　密閉型に比べますと低域方向で減衰した特性を一部回復し、その分さらに低域の方は再現出来なくなります。
また、本体の低音特性を得る為には、スピーカーの箱はかなり大型に成ってしまうので、小型の箱にする事で低音特性が犠牲に成った分を補う為にバスレフ方式を利用していると言うのがメーカー製品の多くを占めていると考えられますね。

自称、スピーカー工作が好き　の　独断と偏見も交えてみましたぁ～（笑）

調整範囲が広いと、どのアタリが標準？と疑問に思う事も有るかもしれませんね。　室内で大音量はなかなか難しいでしょうから、ヘッドホンやイヤホンで大きめの音を聞いて、スピーカーの時とバランスを考えてみるのも良いと思います。

素朴な疑問かもしれませんが、と～～～っても奥が深い事象ですので、いろいろ実験したりして経験値を上げてください。

がんばれ～～～♪

No.3 回答者： kenta58e2 回答日時： 2010/05/16 18:52

ざっくりですが…

低音と高音が、発生源からの「諸条件が全く同じ」であれば、確かに高音の方が減衰が大きいです。

ですが、実際のスピーカでは、
・高域の方が指向性が強く、スピーカ正面に真っ直ぐ伝わる
・低域は、スピーカの周りに広く分散しながら伝わる
という形になってしまうので、スピーカから少し離れた特定のリスニングポイントでは、結果的に低域の方が減衰が大きくなってしまうということがほとんどです。
（高域も低域と全く同じ分散が発生すれば、高域の方が減衰するはずだが、逆にそういう高域伝搬特性のスピーカを作る方がよっぽど難しい）

また、一般的なスピーカの設計上の特性として、低域再生の方が電力的に大きなパワーが必要になってくるので、２ｗａｙ以上の場合どうしても低域用スピーカ（ウーハ）の方が能率が低くならざるを得ない…なんてこともありますね。

ま、とにかく「現在の一般的なスピーカシステムは、構造的に低音の減衰が大きい物しか作れないから」というイメージですね（この言い方が学術的に正しいとは言いませんが）。

No.2 回答者： Tasuke22 回答日時： 2010/05/16 18:08

空気中の減衰の問題ではなくて、オーディオ機器の低音の出る量の問題です。

BOSEなどを例にとると、初めて聞く人は大抵こんなに小さいのに低音がしっ
かり出てる、と驚きます。つまり、小さくて低音の量が少ない機器で如何に
低音を増幅するか、ということでしょう。

私が思うに、今の家は畳一畳の大きさが昔より小さくなり、同じ4畳半や
6畳でも部屋の大きさが小さくなっているのに、人間の体が大きくなってい
るし、TV画面は大きくなっているし、しかし薄くなっているで、オーディ
オ機器を小さくすることが方向性のためだと思います。

No.1 回答者： nijjin 回答日時： 2010/05/16 15:48

多くの製品で昔と比べると高域は増強（強化）され低域は弱くなりました。

今は～80khzや～100khzなど人間の聞こえる範囲(20khz)を大きく超えて高音が出ています。
逆に小型化やウーハー使用前提？により低音は50hz～や80hz～などとオーディオブームのころより低い周波数が出なくなっています。