バスレフのスピーカーの音質を気にしています

バスレフのスピーカーの音質の改善についてお知恵を拝借させてください．

狭いコンクリ長屋へ引っ越しましたので、まともなスピーカーは置けません．
いまでは小さなバスレフのブックシェルフが唯一の選択です．

ところが、どうもこのバスレフの音が気に入りません．ただ、どう気に入らな
いのか的確に言えないのが残念ですが、特に低域になにか濁りとでも言っ
たらと思うものを感じます．　　　　　　　　　　　　　　　　

そこで、まずF特性を見てみようと、オーディオのOSCを持ち出しました．中域
ではきれいなサイン波形の音が聞こえます．だんだん周波数を下げてゆくと、
70Hzくらいでピークが現れます．低域共振点です．

そのすこし下の周波数を入力すると、なんと言えない異音が聞こえます．波形
を見てみたら、歪んだサイン波形の上に、ずっと高い周波数の小さな振幅の複
数のサイン波形が寄生しているようです．ちょうど、HFの電力増幅段にVHFの
寄生振動が発生しているときの波形とそっくりです．

このスピーカーだけの現象なのか、それともバスレフにとって一般的なものな
のかと考えて、手持ちのアクティブ・ウーファー(30cm、バスレフ、180Wattア
ンプ内臓)にも、同様のテストをしてみました．やはり同様の寄生振動が観測さ
れました．どうも、バスレフの本質的なもののようです．

この異音の対策として、数名の方から、ポートにスポンジを詰め込むことを教
わりました．これであの異音はさっぱりと解消できましたが、低域がすこし寂
しくなりました．

さらに他の方から、あの寄生振動はバスレフのポート内の空気柱の共振によると
教わりました．両端開放ですから、1/2波長が基本波となるはずです．
そこで、PCであの異音にFFTをかけてみました．1KHzあたりを基本波として、そ
の整数倍の周波数に鋭いピークがありました。また、その近所に、これまた鋭い
ディップが何箇所も観測されます．

これで異音の原因はわかりましたが、どんな対策を講じたら、この異音がとまる
のか、まったくわかりません．この狭い部屋では、ブックシェルフは必然です．
なんとか、バスレフの長所を生かしながら、すっきりとした音を聞きたいのは人
情です．どう言う解決策があるのでしょう．どなたか、ご教示をいただければ有
難いと思います．

ところで、この寄生振動を説明したサイトを探しましたが、見当たりません．私
の探し方が不十分なのかもしれません．あるいは、人様にとっては、あまり問
題にされない程度の音質の劣化なのでしょうか．

しかし私にとっては、無視できるものではありません．正直に白状すると、私の
耳はたいしたものではありません．うんと贔屓目に見て、やっと人様並みと言う
ところでしょう．その程度の耳でも、これだけの異音を感じるのに、人様からは
あまり問題にされていないとはどう言うことでしょう？　ひょっとしたら、私の
耳がおかしいのでしょうか？

また、私は RF についてなら、ある程度の経験を持っている心算ですが、AF、オ
ーディオに関してはまったくの素人同然です。それだけに、なにかとんでもない
思い違いをしているのではないかとも心配しています．

どうぞ、よろしくお願いいたします．

No.1 ベストアンサー 回答者： John_Papa 回答日時： 2014/02/13 18:08

こんにちは。

解決策
YAMAHAの新HSシリーズに買い換える。・・・というのは半分冗談です。

が、『バスレフポート周辺の空気の渦は、ポート内外の空気の振動を誘発し、ポート内にノイズを発生させます。』と、ポートの寄生振動を言い切ったのはヤマハです。
空気の渦は、口笛やフルート等の発音原理なので、楽器メーカーならではの発想でしょう。
この渦は、「カルマン渦」と言います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%AB% …

楽器なら鳴るように（カルマン渦＋共鳴体）設計するのでしょうが、その技術を逆利用して鳴らない形状を設計した。という風に受け取れますが、結果はどうなんでしょう。
http://jp.yamaha.com/news_release/2013/13041004. …

思い違いでは無く、必要悪という感じで許容してきたのではないでしょうか。
少なくとも１社は原因として認め対策を講じたと言っているのですから、それを試聴できるところで聴いてみてはいかがでしょう。
できればFFT解析一式を持ち込んで。

この回答へのお礼

John_papa 様

ご意見、有難く拝聴しました．

1.ヤマハ HS型は興味深々です．　HS5なら、幅170とのことですので、このリビング
にも収容可能と思います．なんとか、手に入れたいと考えています．

2.カルマン渦の件は有難うございました.そのお話を聞いて、若いころの事を思い出
しました．そのころグライダーや小さな飛行機でよく飛んでいましたが、独立峰の
風下側で、とんでもない乱気流に遭遇する事が度々でした．生命からがら逃げ出した
こともありました．
こんどは、バスレフのことでこの渦に再会するとは、何かの縁でしょう！！

ご意見、本当に有難うございました．

お礼日時：2014/02/14 10:33

No.12 回答者： nokata 回答日時： 2014/02/14 22:25

Ｎｏ．３です。

red_neckさん、再びおじゃまします。


スリットのつくり方はいろいろありますが、例えば
エンクロージャー底面の板を利用するならばリアパネルの
下部を切り取りスリットの穴にします。そこにもう一枚
パスレフポートと長さと同一の板を貼り付けたら終了です。
スリット幅はポートの面積と同じになるように
算出してください。
エンクロージャーの内寸幅ににもよりますが
おそらく５ｍｍ程度のスリット幅になるかと思います。
細かいポート調整はガーゼなどでポートを塞ぎ試行錯誤してください。
前に空いてる丸ポートは塞ぎます。

この回答へのお礼

nokata様

何度もご親切なご教示をいただいて、お礼の申し上げようもありません．

それにもかかわらずこんな事を申し上げるのは、まったく申し訳ありま
せん．

実は、テストのつもりで、使わなくなっていた古いスピーカー・キャビ
ネットをバラして、再組み立てしてみました．そこでわかった事は、私
の腕では、キャビネットの改造には手が出ない、もっとはっきり言えば、
私には手を出すだけの木工作の能力がない事を自覚する事となりました．

仕方がありません．このスピーカーは諦めて、新しいものに買い換える
こととします．

ご好意にそむいて、なんとも申し訳ありません．深く、お詫びとお礼を
申し上げます．

お礼日時：2014/02/15 13:27

No.11 回答者： kimamaoyaji 回答日時： 2014/02/14 18:45

＞狭いコンクリ長屋へ引っ越しましたので

という事ですので、反射率が高いコンクリートで狭いとなると共振数が高くなります。
部屋の問題ではないかと思います。
部屋の四隅に吸音効果のある大きめのクッションや厚手の布地で角を無くして試してみては如何でしょう、それで改善されるなら、スピーカーで無く部屋という事になります、オーディオと部屋に関しては部屋全体を大金を払い吸音加工という事でもない限り、色々試してみる以外方法はありません。

この回答へのお礼

kimamaoyaji様

ご意見、有難うございました．

ご意見はごもっともです．私の現在のリビング・ルームは、南面は全面ガラス戸、
東側は飾り棚と本棚、西側は作り付けのクローゼットです．音響的には悪いとこ
ろだらけです．広さは、約8メーター X 6メーターです．

おっしゃるようなっ手段を実施したいのはやまやまですが、なにぶんにもここは
家族のためのリビングなので、打つ手はぐっと限られるのは仕方がありません．

　
それから、いま私が問題としているのはシンクロで観測される寄生振動です．
スピーカーの向きを変えても、あるいは別のサブ・ウーファーに於いても、同様
の事象が現れます．したがって、この寄生振動に関する限り、環境の問題ではな
く、スピーカーそのものに起因すると考えてもよいと思っています．

有難うございました．

お礼日時：2014/02/15 13:10

No.10 回答者： John_Papa 回答日時： 2014/02/14 17:03

No.1です。

お礼ありがとうございます。
カルマン渦をご存知で、身をもって体験していらっしゃるとは存じ上げませんでした。

この問題は、昔（バブル崩壊頃までかな）は無かったのですが、スピーカーキャビネット容積が小さくなって発生しました。実は半世紀以上前には知られていて、渦が発生しないように大容積のキャビネットで大口径のバスレフポートを使って無理な低音は出さないようにしていたのかもしれません。
それが、更に低音を出そうと開口径を小さくポート長を長くしていく間に、オーディオが売れない時代に。キャビネットも小型になって、その小型で低音をバスレフで得るには、更にポートは細長くならざるを得ない。ポート内の風速は速くなり、ポートの両端は気圧差の大きな場所にある尖ったエッジになる。という悪循環でカルマン渦問題にぶつかってしまった。家庭で使う音量をなんとかしのげれば商品として売れないことは無い。売れ無い物に開発費は割けない。のでしょう。
ポート開口部の角を丸めた商品が幾つかあります。
ＰＣスピーカーなど極小スピーカーで曲りなりにも音が良いと評価されるものの殆どは、パッシブラジエター（別称ドロンコーン、バスレフポートの変わりに重量を付加した振動板を使うもの）になってます。空気が出入りしませんので渦は発生しませんから。

話は、急変しますが、
マイクロフォンの風除けは以前はスポンジでしたが、最近ではウインドジャマーが人気です。
スポンジより吹かれノイズが少ないのです。
どういったものかと言うと、毛足長めのフェイクファーの帽子です。毛足が風になびいてノイズ発生を防止するのです。
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%A6%E3%8 …
直接の風当たり防止ならスポンジで良さそうですが、フェイクファーは風下にカルマン渦が出来難いのでしょう。

こんな素材です。
http://exterial.shop-pro.jp/?pid=14049608
これをポートの両端に両面テープで貼ってみる、というのはどうでしょう。
○ポートの開口部を覆ったのが良いか
○エッジになる部分を覆ったのが良いか
○ポートの内部、円周に沿って張るのが良いか
○その場合、ポートの前後両端だけが良いか、その幅は何センチか、全長のほうが良いか
など試してみる必要がありますが、山勘ではエッジから両端の内周数センチを覆うのが効果的かなと思います。

急な思いつきで申し訳ないですが、効果は未知、しかし試行できそうな人なので、記してみました。

この回答へのお礼

john_Papa様

再度のご教示、お礼を申し上げます．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
キャビネットの設計が、時代により如何に推移したかのお話は有難うござ
いました．きっと John_Papaさんは、その方面の専門家でいらっしゃるの
でしょう．オーディオに関しては何も知らない門外漢の私などにとっては、
このような専門的なお話を聞けるとは、実に興味深く、また有難いことで
す．もっと、もっとお話を聞けたらなどと夢想しています．

Fake Fur は。おしゃれの域を超えて、そのような実用的な用途に使われ
ているのですね．あのサイトをのぞいてみたら、いろんなマイクに使われ
ているので感心いたしました．

共振回路に R を挿入して、回路の Q をダンプする手法は、私にとっては
馴染みの深いテクニックですが、音響回路ではこのような方法で、Q をダ
ンプするのだなと解釈しています．

このごろ、ときどき考えますが、コンスタントな負荷インピーダンス(50
ohm)だけを考えればよい RF回路に比べて、使用周波数により負荷インピ
ーダンスが大きく変動し、また負荷そのものに存在する逆起電力、さらに
最終的には、人間の耳を受動体とすることなどを考えねばならぬ オーデ
ィオ回路は、実に難しいものだなと思います．

特に、人間の耳の複雑、高度の機能を考えるとなおさらです．複数音源に
よるビートを考えると、われわれの耳の特性は、あまり上等ではない非直
線性であることは明白ですが、それにしては、微細なひずみを聞き分ける
高性能も持っているようです．と思えば、数dB程度の音量の増減は、聞き
分けられない鈍感さも持っています．

まったく、こんな変な最終負荷を相手にする機器を設計する方々のご苦労
は大変だろうと思います］．

ところで、一時はキャビネットの改造まで考えて、鋸まで持ち出しました
が、改造後の見た目と、私の不器用さを考えると、出した手を引っ込めま
した．結局、お勧めのHS型を購入する事に決めました．

勝手な想像ですが、この製品はJohn_Papaさんが設計されたものではない
のでしょうか？　

HS5で我慢するか、HS7とするかを、もう一度よく考えたうえで発注します．

では、御免ください．

お礼日時：2014/02/15 11:08

No.9 回答者： adenak 回答日時： 2014/02/14 13:46

ポートからノイズが出る原因としてポートを通る空気の流速が速すぎて風切音が出る事が有ります。

ノイズの有無はウーハー直前と、ポート直前の音を聴けば違いが判ると思います。
流速を遅くするには現状のポートの面積を広くするのが良いのですが長さを増す必要も有ります。長過ぎる場合にはポート自体の容積による気柱共鳴も無視できなくなります。
対策としてポートにスポンジ等を詰め込みダンプする（現在実施しておられる方法ですね）のが一般的と思いますがポートの内側に薄いフェルトを貼るのも効果が有る様です。ポートが小さくなるので流速はかえって速くなることになりますが余り低域を犠牲にせずノイズ（風切音）を減衰させる事が出来ます。
今お使いのスピーカーはどのようなものか判りませんがバッフル板がねじ止めで簡単に交換できるような物であればポートの面積変更等も簡単ですしスリット型のポート、マルチポート、など他の形式にも変更可能なのですが。

No.8 回答者： chiha2525 回答日時： 2014/02/14 11:10

異なるスピーカーで同様の現象がでるというなら、スピーカー以外の原因を考えるのが普通です。

この回答へのお礼

chiha2525様

ご意見、拝聴しました．
　　　　　
さて、「異なるスピーカ－で同様の現象が出るなら、スピーカー以外の原因
を考えるのが普通です」とのご意見は、有難く頂きました．

私の考えでは、この場合、「スピーカー以外の原因がある場合」と「ふたつ
のスピーカーに共通する原因がある場合」の両者があり得ると思います．

私の場合、ブックシェルフは常用のアンプに接続されていますし、サブウー
ファーは、すでに説明しているとおり、内臓アンプです．従って、異常の原
因としてはアンプは除外されます．

またマイクは、部屋の影響を避けるためにスピーカーにくっつけて設置して
測定しました．もっとも、２メーター離して測定しても、同様の寄生振動が
現れます．

さらに、アンプ出力（＝スピーカー入力）端子では、あのいやな寄生振動は
観測されません．

以上の観点から、寄生振動の原因はスピーカーにあると判断しました．

お礼日時：2014/02/14 13:20

No.7 回答者： isy327 回答日時： 2014/02/14 11:00

お邪魔致します。

私は数値や理論で説明できるような専門的な知識はありませんが、高級オーディを長年販売しておりましたので参考になればと思いご返答させていただきます。

＜特に低域になにか濁りとでも言ったらと思うものを感じます・・・
このことは、オーディオをやってる人ならスピーカーなどの再生装置を替えるたびに経験する出来事です。ですから、販売店はその製品がしっくりと収まるまでお客様をフォローしなければならないのですが、最近は「売るだけ」になってしまった感があります（反省）。さて、低音の濁りというのは先輩諸氏が語られているような現象によって発生することは十分ご理解いただけたと思いますが、そのお部屋や再生装置の組み合わせの状況によって対策は少し違ってくるかも知れません。我々のような販売店でお話している程度のご提案しかできませんが参考になればご検討下さい。まず、■スピーカーが原因と思われる場合・・・(1)部屋の大きさや形状に較べてスピーカーが大きすぎると低音が出すぎて濁る（解決策は小型のＳＰに交換するかトーンコントロールで低音を調整する）。(2)スピーカーそのものの低音が出すぎている場合（バスレフなどの穴をスポンジなどを入れて調整する）(3)スピーカーの置き方に問題がある場合（床やテーブルに直接かそれに近い状態で置かれている場合は固めのインシュレーターをかます）（部屋のコーナーに近いところに置かれている場合は低音が増強されるので、少し斜め前にセッティングし、中高音を届きやすくし、低音の共振を減らす）（ブックシェルフとは言うものの本棚などの５面で囲まれたＢＯＸ状の場所に置くと音が空間共振してしまいますから絶対に置かない）(4)リスニングポイントに問題がある場合（ＳＰを前に見て２等辺三角形の頂点に座って聴くと良いように思いますが、そこが低音の集音ポイントであれば最悪ですから、部屋の色々な位置で聴き比べてみる事です）■部屋自体が低音が出るとうなる場合・・・(1)小さい部屋も含めてこれは対策が難しく部屋を替えるか改造するかですが、いくつかのコーナーに吸音材を設置して共振を防ぎくとが出来る場合もあります。■ソースの種類によって音のバランスが狂う場合・・・(1)ＣＤは最近の傾向で低音が不自然に強調されている場合が多く、中でもＰＯＰＳ系はその傾向が強く、レコードを聴くと最高のバランスだったりします。■再生装置に問題がある場合・・・これはほとんど無いのですが希に高級品でも低音の制御能力の弱い（低音が出過ぎる）アンプが存在します。再生装置による違いは部屋やＳＰの置き方ほど大きな格差はありません。以上、簡単なご説明ですが色々試してやってみてください。これもオーディオの楽しみの一つかも知れません。

No.6 回答者： isy327 回答日時： 2014/02/14 10:55

お邪魔致します。

私は数値や理論で説明できるような専門的な知識はありませんが、高級オーディを長年販売しておりましたので参考になればと思いご返答させていただきます。

＜特に低域になにか濁りとでも言ったらと思うものを感じます・・・
このことは、オーディオをやってる人ならスピーカーなどの再生装置を替えるたびに経験する出来事です。ですから、販売店はその製品がしっくりと収まるまでお客様をフォローしなければならないのですが、最近は「売るだけ」になってしまった感があります（反省）。さて、低音の濁りというのは先輩諸氏が語られているような現象によって発生することは十分ご理解いただけたと思いますが、そのお部屋や再生装置の組み合わせの状況によって対策は少し違ってくるかも知れません。我々のような販売店でお話している程度のご提案しかできませんが参考になればご検討下さい。まず、■スピーカーが原因と思われる場合・・・(1)部屋の大きさや形状に較べてスピーカーが大きすぎると低音が出すぎて濁る（解決策は小型のＳＰに交換するかトーンコントロールで低音を調整する）。(2)スピーカーそのものの低音が出すぎている場合（バスレフなどの穴をスポンジなどを入れて調整する）(3)スピーカーの置き方に問題がある場合（床やテーブルに直接かそれに近い状態で置かれている場合は固めのインシュレーターをかます）（部屋のコーナーに近いところに置かれている場合は低音が増強されるので、少し斜め前にセッティングし、中高音を届きやすくし、低音の共振を減らす）（ブックセルフとは言うものの本棚などの５面で囲まれたＢＯＸ状の場所に置くと音が空間共振してしまいますから絶対に置かない）(4)リスニングポイントに問題がある場合（ＳＰを前に見て２等辺三角形の頂点に座って聴くと良いように思いますが、そこが低音の集音ポイントであれば最悪ですから、部屋の色々な位置で聴き比べてみる事です）■部屋自体が低音が出るとうなる場合・・・(1)小さい部屋も含めてこれは対策が難しく部屋を替えるか改造するかですが、いくつかのコーナーに吸音材を設置して共振を防ぎくとが出来る場合もあります。■ソースの種類によって音のバランスが狂う場合・・・(1)ＣＤは最近の傾向で低音が不自然に強調されている場合が多く、中でもＰＯＰＳ系はその傾向が強く、レコードを聴くと最高のバランスだったりします。■再生装置に問題がある場合・・・これはほとんど無いのですが希に高級品でも低音の制御能力の弱い（低音が出過ぎる）アンプが存在します。以上、簡単なご説明ですが色々試してやってみてください。これもオーディオの楽しみの一つかも知れません。

この回答へのお礼

Isy327様

いろいろと貴重なご意見を有難うございました．

おっしゃった各項目については、ひとつずつ再検討してゆくつもりです．
　　　　　　　　　　　　　　　　
ただ、例の異音の波形を観測すると、基本波に乗っている周波数の高い
寄生振動の存在をどう処理するかが、頭のいたい問題です．

ご教示、お礼を申し上げます．　　　　　　　　　

お礼日時：2014/02/14 12:59

No.5 回答者： yosifuji20 回答日時： 2014/02/14 09:44

私もメーカー製品でポートの共振が気になるというのは経験がありませんが、共振を抑えたいのであれば方法は限られます。

共振しないように強度を増す、共振を吸収する、共振する元をなくすということです。

強度を増すにはポートを補強物で補強するしかありませ。
あるいはもっと丈夫なポートの交換です。
共振を吸収するにはたとえばブチルゴムでポートを巻くということです。
共振する元をなくすには、ポートの出口を板でふさいでしまえば、密閉型になり共振はなくなります。
でもいずれにしてもキャビネットを開けるか、傷つけることになりそうです。

そこまでしたくなければ、とりあえずはポートの出口に強力な両面テープで板を張り付けてみてはいかがでしょうか。
それで密閉型にして、低音の不足はトーンコントロールやグラフィックイコライザーで調整してみるというのは現実的かもしれません。
でも小型バスレフはどちらにしてももともとでない低音をバスレフなどの仕組みで無理にお出す仕掛けですから、ある程度の不自然さは避けられないと思いますが。

この回答へのお礼

yoshifuji20様

ご意見、有難うございました．

どうも、この問題に対する私の表現に不十分の点があったかもしれません．
誤解をいただいたようです．

共振をしていると検討しているのは、ポートそのものではありません．
ポート中の空気柱です．

また、すでに申し上げているように、現在ポートはスポンジでふさいでい
ます．あのいやな異音はすっかり止まりましたが、低域がさびしくなりま
した．

あちらを立てれば、こちらが立たぬとはこのことでしょう！！

有難うございました．　　　　　

お礼日時：2014/02/14 12:06

No.4 回答者： Tann3 回答日時： 2014/02/13 21:34

　状態がよくわかりませんが、「70Hzくらいでピークが現れます」というのは、部屋の中で定在波が生じている可能性も高いと思います。

　音速を360m/sとすれば、70Hzの波長は約5mです。固定端だと１／２波長の定在波が生じますから、平行な壁、あるいは床と天井の間隔が2.5m程度の倍数であれば、反射波による定在波が発生している可能が大きいと思います。
　
　「なんとも言えない異音」は、定在波による一種の「鳴き竜」現象か、この定在波とスピーカから出る音との相互干渉による「うなり」現象のようなものではないかと推測されます。
　スピーカのバスレフの共振点と、部屋の共振点が極めて近いという状況なのかもしれません。

　平行な壁（左右、奥行き方向）および床に吸音材・カーペット・カーテンを設置したり、乱反射するように家具や置物を並べたりするなどの定在波対策を取ってみてはいかがでしょうか。

この回答へのお礼

Tann3様
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
部屋の中の定在波についてのご意見は有難うございました．私は、詳しい事
はわかりませんが、いくらかその点は考えていたつもりです．

実際の測定は、次のように行いました．

１．最初は、難しく考えることなく、普段私の座る位置にマイクをセットし
ました．部屋の反響その他も測定結果に含むようにとの考えでした．
スピーカーから、正面の壁までの距離は約７メーターです．

次に、マイクをスピーカーの直前へ移動しました．スピーカーそのものの特
性をとるつもりでした．70Hz付近の低域のピークは、このときのデータです．

私は、スピーカーについてはまったくの素人ですが、その構造上、たいてい
のスピーカーはこの付近の低域に　Motional Impedance のピークをもって
いるのではないかと考えていますが、いかがでしょうか．

有難うございました．

お礼日時：2014/02/14 11:54