オフ会スピーカー　その５　（ネットワーク編） - 古舘＠横浜さんの日記

時間も無いので並行してネットワークの検討を始めている。
ウーファーLW5002PPR-Sの能率（出力音圧レベル：英文ではSensitivity）は87dB/m/w（2.83V ）になっている。

それに対してツィーターRT1IIの能率は93dB/m（2.83V） という表記になっている。

そのまま受け取ると6dB差なのだが…

仕様書を良く見ると実際には、入力条件が同じ2.83Vでの能率なので条件は同じ様に思えるが、ウーファーはインピーダンスが8Ωなので、そのまま、2.83V✕2.83V/8Ω=1W入力での音圧なのに対して、ツィーターは5Ωなので実際には入力2.83V✕2.83V/5Ω=1.6Wの時の音圧という事になる。（条件が違う！）
電力で1.6倍違うという事は2dB違うのでツィーターの実際の能率は1Wに換算すると91dB/m/wとなり、ウーファーとの能率差は4dBしか違わない事になる。
4dB差は電力比で2.51倍、電圧比で1.58倍となるのでアッテネーターは抵抗比を1/1.58にする必要が有る。
デシベルの計算は電圧比と電力比が有り、紛らわしく間違い易い。

ツィーターに直列に3Ωの抵抗を繋げるだけで、丁度、電圧で1/1.6のアッテネーター（電力比4dB）になり、見掛けのインピーダンスが8Ωとなり簡単な回路で済む。これでウーファー、ツィーター共に8Ωのインピーダンスと見なしてネットワークを組める用になった。

ネットワークはスピーカーのインピーダンスが小さいとコンデンサが大きく、コイルは小さくて済む。逆にインピーダンスが大きいとコンデンサを小さく、コイルは大きくする必要が有る。
手持ちのコイルやコンデンサの種類が少ない時には逆にインピーダンスを変えて手持ちの部品に合わせる方法も有る。

マルチアンプにしてやれば、クロスも自由に変えられるのだが、数年前に買ったベリンガーのチャンデバと4チャンネルアンプは未だ箱に入ったままで眠っており、今回は間に合いそうもない。
宝の持ち腐れなので、オフ会が終わったら引っ張り出して繋いでみようと思う。

とは言え、パッシブで組まなければならないので簡単にクロスの周波数を変える事は出来ない為、エイヤで決めなければならない。
メーカー指定のクロスオーバー周波数はツィーターのRT1IIは3.5kHz以上だが、ウーファーのLW5002PPR-Sのf特カーブは10kHz付近まで伸びているので3.5～10kHzの間にクロスオーバー周波数を取る事になる。

ネットワークはツィーターには出来るだけ低域信号を入れたくないので12dB/oct のHPFにする。
ウーファーもそれに合わせて12dB/octのLPFがバランスの点からも良いと思われる。

当初の予想では、ウッドホーンの追加で低い周波数が伸びて、能率が上がって指向性も改善されるのを期待したのだが、実際には殆ど変化なく見栄えの変化のみに留まったので、許容入力の点でも有利な高目の周波数で接続する事にした。
クロスは手持ちのLCRの都合も加味してクロスオーバー周波数を5kHzとして-12dB/octカーブのクロスポイントを-6dBで繋げる事にした。

コイルの選定
ウーファーに使用するコイルは0.47mH なのだが、手持ちには無かったので0.68mHのコイルを20ターン程巻き戻した。ウーファー用のコイルの直流抵抗はダンピングファクターに影響するので、出来るだけ巻数が少なくて済むコア入りを使用した。

ツィーターに使用するコイルは0.28mHなので、手持ちの0.27mHをそのまま使用した。こちらは歪が少ないと言われる空芯のコイルを使用した。

コンデンサの選定
コンデンサは手持ちのフィルムコンデンサを組み合わせて数値を合わせる事にした。
容量が仕様に合っているのは当然だが、コンデンサの性能にESRと呼ばれる等価直列抵抗という値が有り、小さい程良いとされる。ただ、このESRは一般の抵抗の様に周波数に無関係な抵抗ではなく、周波数に依存する（ある周波数までは徐々に減り、それを超えると徐々に増える）
古くなると容量は変わらないのにESRだけが大きくなる場合もある（特に電解コンデンサ）。
今回はツィーターに使うコンデンサはDER EEのLCRメーターDE-5000で10kHzでのESRを測定して、その値が小さかったメタライズドポリエステルフィルムコンデンサを使用した。
ウーファー用のコンデンサは3.7μFだが、3.3μFと0.47μFのフィルムコンデンサを並列にしてほぼ数値通りになった。

ツィーター用のコンデンサは2.2μFだが、1μFのメタライズドポリプロピレンコンデンサ2個＋0.22μFのフィルムコンデンサを並列でほぼ数値通りにした。

10kHzでのESR

アッテネーター用の3Ωは丁度の値の抵抗が無かったので2.7Ω 6Wのホーロー抵抗を使う事にした。

取り敢えず、ネットワークの部品は揃ったので組み立てに入れる様になった。