スピーカーの耐圧について

スピーカーの耐圧について

全くの初心者です。
スピーカーの耐圧について教えて下さい！
ＭＰ３プレイヤーをデジタルアンプに接続し、左のチャンネルのみ１個のスピーカーで出力を行う装置の作製を考えています。
ＭＰ３プレイヤーの出力部はＶＳ１０１１、デジタルアンプはＭＡＸ９７０４、スピーカーはとりあえず８Ω、ＭＡＸ１５Ｗのモノを使用して動作させました。
ＶＳ１０１１の音量マックス、ＭＡＸ９７０４の増幅率１６ｄＢ（デフォルト設定）で特に音量に問題は無いのですが、デジタルアンプの電源（＋１２Ｖ）の電流を測定した所、マックスで５０ｍＡ程しか流れません（ハンディーテスターで測定したのですが、測定方法の問題はありませんか？瞬発的にもっと多くの電流が流れているのでしょうか？）。
で、スピーカーの耐圧はどの様に算出すればよろしいのでしょうか？
＋１２Ｖ電源は、スイッチング電源ユニットを使用しているのですが、こちらの電流容量の算出方法も教えて頂けますでしょうか？
よろしくお願い致します。

No.6 ベストアンサー 回答者： John_Papa 回答日時： 2010/12/07 10:27

＞測定方法の問題はありませんか？

テスターはもちろんですが人間も応答速度が追従できませんので全く測定不可能です。
音楽ソースのような動的な電流を測る方法はありません。
静的な状態で測定します。

測定に必要な機材、50～60Hzの単一周波数発信機・８Ω15Wの無誘導抵抗器・テスター
アンプの入力に発信機、出力に無誘導抵抗器を接続。電源を入れ無誘導抵抗器の両端電圧が10.95Vになるように入力を調整
デジタルアンプの電源電流を測定すれば、８Ω15W出力時の電流が求められます。
なお、８Ω15Wの無誘導抵抗器は高熱になりますので、火傷や火災にご注意ください。
MAX9704にとっても連続する最大出力になりますので、過熱破損にご注意ください。
15W出力ということは、内蔵2chをブリッジさせたBTLということですね。

スピーカーは、単一周波数の連続入力に耐えられるようには設計されていません。うるさいだけでなくスピーカーを破損しますので、スピーカーを接続しての電流測定は為さいませんように。釣鐘も揺れと同じ周期で力を加えると次第に大きく揺れるのと同じ共振による振幅拡大(つまり共鳴)が破損の原因です。
スピーカーの耐入力には、はっきりとした取り決めはありません。通常1W程度の純音連続入力には耐えられますので、これによる振幅や温度上昇を測定しボイスコイルが磁気回路を飛び出さない範囲とボイスコイルが焼損しない発熱量から概算して、様々な音楽ソースで実験して公称値が決められます。絶対的な数値ではありませんし、純音でこの数値に耐えられるスピーカーは一つとして存在しません。

電源の電流容量は、アンプ出力÷アンプ効率÷電圧より大です。出力15Wで効率80％で電圧12Vなら、15÷0.8÷12≒1.6となるので、これらの誤差を加味して2Aが必要最小限でしょう。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、大変に勉強になります。

＞電源の電流容量は、アンプ出力÷アンプ効率÷電圧より大です。出力15Wで効率80％で電圧12Vなら、15÷0.8÷12≒1.6となるので、これらの誤差を加味して2Aが必要最小限でしょう。

ＭＡＸ９７０４＋スピーカー単体でのＭＡＸ値ということでよろしいでしょうか（ＭＡＸ９７０４の前段に何があっても大丈夫的な）？

よろしくお願い致します。

お礼日時：2010/12/07 11:35

No.7 回答者： John_Papa 回答日時： 2010/12/07 12:18

＞ＭＡＸ９７０４＋スピーカー単体でのＭＡＸ値ということでよろしいでしょうか

そういうことです。
＞特に音量に問題は無い
という事でしたのでデータシートを見ずに一般回答をしていました。

ANo.5さんの回答で、データシートを探してみましたが、
http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX9703-MAX …
「MAX9704の利得が16dB」となっていますが、利得は端子選択により13,16.19.30dBから選べますので30dB(29.6dB)にした場合には、VS1011の出力でMAX9704の最大出力を引き出す事が充分に可能ですね。

それから、データシートを見たことによる訂正ですが、8Ω15Wというのは電源電圧16V時で、MAX9704に12V供給時の８Ω負荷最大出力は9Wになるようです。
誘導抵抗器の両端電圧は8.49Vが最大値で、この出力で測定する事になります。

電源の電流容量は計算上、9÷0.75÷12≒1.0A　で、12V1.5A程度の電源アダプターということになるでしょう。
電圧12V時のデータがありませんので、
MAX9704の電流測定が出来ればそちらの値をクリアする電源を選べば良いでしょう。

No.5 回答者： denwaha4126 回答日時： 2010/12/07 00:12

VS1011にMAX9704とか、初心者の仕事じゃないんですけど（笑）

VS1011の最大出力は、1.6Vp-p
MAX9704の利得が16dBなので、最大出力電圧は 10.1Vp-p
実効値は 3.6Vrms

スピーカーは８Ωなので、最大出力電力は
3.6^2 / 8 = 1.6W

この出力のとき、電力効率は65%なので消費電力は
1.6 / 0.65 = 2.5W
12V電源の電流は
2.5 / 12 = 0.21A

電流を測定したときの音源は何を使用したのでしょうか？
最大電流の測定は、振幅0dBの正弦波をMP3にエンコードしたファイルで測定しましょう

この回答へのお礼

明確なご回答ありがとうございます。
非常に参考になります、勉強させて頂きます。

アナログ回路の経験ですが、業務でディジタル回路のみ数年経験している程度で、全くのゼロです。
で、今回屋内で使用するアナウンス装置の作製の依頼を受け、ネット検索などでＳＤカード＋ＶＳ１０１１＋ＭＡＸ９７０４に行き着いた次第です。
マイコンはＡＶＲを使用し、やっと音を出せる段階になりました。

＞電流を測定したときの音源は何を使用したのでしょうか？

アナウンスデータになります。
音楽データなどに比べると相当少なめになるのでしょうか？

＞最大電流の測定は、振幅0dBの正弦波をMP3にエンコードしたファイルで測定しましょう

早速測定してみたいと思います。
『振幅0dBの正弦波をMP3にエンコードしたファイル』を再生したケースが最大電流になるという認識でよろしいでしょうか？

よろしくお願い致します。

お礼日時：2010/12/07 09:41

No.4 回答者： iBook-2001 回答日時： 2010/12/06 20:39

はじめまして♪

小学生の高学年頃からスピーカーをいじって、何度も壊しましたが、今でもスピーカー自作も趣味の一つとしています。

「耐圧」って、「耐入力」の事でしょうかねぇ。

現実問題として、１０００Wのアンプに４Wのスピーカー、２Wのアンプに１２０Wのスピーカー接続して運用する事も可能ですし、間違った使い方をしないように気をつければ実際にこのような組み合わせで楽しんでいるオーディオマニアも大勢おられます。

電圧が高くても電流が少ない（極端な例が静電気）、電圧が低くても電流が多い（スピーカー駆動はどちらかと言えばコチラ）など、電気は電圧と電流の２面から見ますね。

昔、三菱電機で巨大なスーパーウーファーユニットを作った事が有ります。大きくて重すぎるのでユニットを移動させる為にクレーン車で、、、（笑）
理論上、コンセントに直結しても耐えられる設計だけれど、実験段階でそこまでパワーを入れると振動や広い工場敷地外への影響、そしてコンセントの電気的容量の問題で試しては居ないという記事を読んだ事が有ります。（当然ですが、そんな物はデモ機で、販売されませんでした。）
デモンストレーションは社屋の屋上に設置したそうです。


屋外と屋内では１０～１０００倍のパワー差が必要ですので、個人が利用する家庭内ででしたら昔の映画「バックツーザフューチャー」に出てた大型スピーカーで人が吹き飛ばされる勢い（実際に人が飛ぶ前に鼓膜が破られてしまいそうですが、、）でしょうかね。

個室でスピーカーからの距離が数メートル程度の場合、90dB/wm程度のスピーカーでしたら平均１Wで大音量、防音効果が少ない場合近所から騒音クレームが出るかもしれません。

音楽信号の場合、ダイナミックレンジと言う表現を見た事が有るかと思いますが、10dBでワット数でしたら１０倍に相当します。

平均１Wは音楽の質にもよりますが、一瞬のピークが＋１０dBの場合がアリ、その瞬間１０Wですね。（＋２０dBなら１０倍の１０倍で１０0W)
逆に小さな音の場合、マイナス４０dB程度は普通に聞こえますから、１／１０の４回で１／１００００、ワット数ですと0.00001Wです。
上限を＋２０dBから換算し、ダイナミックレンジ８０dBを家庭内で再現するにはどれだけ静かな環境が必要になるか考えだすと大変な事に成りそうですね。

まぁ、机上の計算からの理論ですから、気にしないでください。

そうそう、机上の計算を無視して、実用上の事から５００Wのアンプに１００dBもの高効率スピーカーを接続すると実際には0.1Wも使えないのでスピーカーは４Wまでの物で実用に成る場合が有るんですね。

最近の小型スピーカでは８０dBなんていう効率が良くない物も多く、１００倍のパワーで同等です。

音楽をきちんと聞いていれば、アンプやスピーカーの限界に近づくと音質上の変化が有りますので、壊す前に気づく方も多い物です。

デジタルアンプも組み立てた事が有りますが、徐々に音が崩れたりしないで、変な音と感じて１秒程度でアンプが逝ってしまった経験も有ります。（この意味では机上の計算を慎重に行い、ボリュームは控えめにするのが良いかと、、）


物を壊すのはとても残念ですが、壊した事が将来きっと役に立つ経験と成るはずです。
できるなら、壊さない範囲でいろんな経験をして、レベルアップしてください。

（私もまだまだ経験値上昇中☆で、次のレベルを目指しています。苦笑）

がんばってください♪

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
アドバイス、ご体験されたこと、大変興味深く読ませて頂きました。
そうですね、失敗を恐れずにチャレンジして行きたいと思います。

お礼日時：2010/12/07 09:04

No.3 回答者： debukuro 回答日時： 2010/12/06 12:33

スピーカーの耐圧なんて聞いたことがない

スピーカーは入力で制限されます
絶縁耐圧は１００ボルトもないでしょう
マグネチックスピーカーなら３００ボルトくらいで使いますがダイナミックスピーカーはそう言う使い方をしませんから
最大入力が１０ワットのスピーカーならアンプからの入力は１０ワットを超えてはいけません
スピーカーの入力とインピーダンスはスピーカーに表示されています
スピーカーへの信号はオシロスコープやシンクロスコープでなければ測定できません

No.2 回答者： yosifuji2002 回答日時： 2010/12/06 12:32

12vの単一電源の場合、最大出力はオームのスピーカーに対して約2.2w程度です。

単一電源の場合は、交流の場合その半分の電圧が最大電圧ですから、12vならば6ｖです。これに対する最大電流はオームの法則で、6/8=0.75Aということですが実際は回路のバイアス等のロスがありますのでこの9割くらいがせいぜいでしょう。

電源電圧が判っている場合は、+-2電源の場合は平均の交流の最大電流は
　平均の最大電流＝0.7*V÷R　　　
　　V　電源電圧、　R　スピーカーのインピーダンス


よって、電源が40Vの場合は
　　（40*0.7）÷8＝ 3.5A
ということになります。

単一電源はVを１/２にすれば求められます。

最大電流はこの1.4倍と考えれば良いでしょう。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
ぜひ参考にさせて頂きます。

お礼日時：2010/12/07 08:52

No.1 回答者： debukuro 回答日時： 2010/12/06 12:31

スピーカーの耐圧なんて聞いたことがない

スピーカーは入力で制限されます
絶縁耐圧は１００ボルトもないでしょう
マグネチックスピーカーなら３００ボルトくらいで使いますがダイナミックスピーカーはそう言う使い方をしませんから
最大入力が１０ワットならアンプからの入力は１０ワットを超えてはいけません
スピーカーの入力とインピーダンスはスピーカーに表示されています
スピーカーへの信号はオシロスコープやシンクロスコープでなければ測定できません

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
ぜひ参考にさせて頂きます。

お礼日時：2010/12/07 08:52