アコースティックサスペンション

アコースティック サスペンションは、密閉されたボックスに取り付けられた 1 つ以上のスピーカー ドライバーを使用するスピーカー キャビネット設計です。アコースティック サスペンション システムは、オープン キャビネット設計で使用されるドライバーに必要な硬いサスペンションによって発生する低音の歪みを軽減します。

コンパクトな音響サスペンションスピーカーは、1954年にエドガー・ヴィルチャー^[1]によって説明され、ヴィルチャーとヘンリー・クロスによってマサチューセッツ州ケンブリッジにアコースティック・リサーチ社が設立され、商業生産が開始されました。 ^[2] 1960年にヴィルチャー^[3]は次のように繰り返し述べています。「音響サスペンション設計の第一の目的は、周波数応答の均一性、コンパクトさ、低音域への応答の拡張に加えて、スピーカーでこれまで許容されていた低音の歪みを大幅に低減することです。これは、機械式スプリングを空気スプリングに置き換えることで実現します。」その後、密閉型スピーカーの理論はリチャード・H・スモールによって詳細に説明されました。^{[4] [5]}

アコースティックサスペンションを備えたスピーカーキャビネットは、特にバスレフポートまたはベントを備えた同等サイズのスピーカーエンクロージャと比較して、よく制御された低音レスポンスを提供できます。バスベントは低周波出力をブーストしますが、位相遅延と過渡信号の再生精度の問題が発生するというトレードオフがあります。密閉ボックスは、同じ低周波カットオフとキャビネット容量の場合、一般にバスレフキャビネットよりも効率が悪いため、^[6]密閉ボックススピーカーキャビネットでは、同じ量のアコースティック低周波出力を供給するために、より多くの電力が必要になります。

アコースティックサスペンションウーファーは、密閉された筐体内の弾性空気クッションを使用して、ウーファー振動板の復元力を提供します。空気クッションは圧縮バネのように機能します。これは、従来のスピーカーのドライバーに組み込まれた硬い物理的サスペンションとは対照的です。キャビネット内の空気はウーファーの変位を制御するのに役立つため、ドライバーの物理的剛性を軽減できます。エアサスペンションは、ウーファーの振動板により線形の復元力を提供し、より長い距離（変位）を線形に振動できるようにします。これは、比較的小さなコーンを備えたドライバーで低歪みで大きな重低音を再生するための要件です。^[1]

アコースティック サスペンション キャビネットは密閉ボックス設計と呼ばれることが多いですが、完全に気密というわけではありません。スピーカーが気圧の変化に適応できるように、少量の空気の流れを確保する必要があります。半多孔質のコーン サラウンドは、この目的のために十分な空気の流れを確保します。ほとんどのAcoustic Research設計では、コンポーネントの寿命を延ばし、パフォーマンスを向上させるために、フォーム サラウンドに PVA シーラーを使用しています。通気は、コーン サラウンドではなく、布製スパイダーと布製ダスト キャップを介して行われます。

アコースティックサスペンションウーファーは、歪みが少ないため、Hi-Fiシステムで人気があります。また、バスレフ設計に比べて低周波でのグループ遅延が少なく、過渡応答が向上します。ただし、この利点の可聴性については多少異論があります。Small が指摘したように、 ^[6] Thiele が行った分析では、両方のタイプの正しく調整されたシステム間の違いは、おそらく聞き取れないことが示唆されています。 ^[7]

2000 年代には、ほとんどのサブウーファー、ベース アンプキャビネット、音響強化システムのスピーカー キャビネットは、より拡張された低周波応答とより高い音圧レベル(SPL)を得るために、密閉型ボックス設計ではなくバス レフ ポートを使用しています。スピーカー エンクロージャの設計者とその顧客は、歪みと位相遅延の増加のリスクを、低音出力の増加と最大 SPL の上昇に対する許容可能な代償と見なしています。

最も一般的なスピーカー エンクロージャの 2 つのタイプは、アコースティック サスペンション (空気圧サスペンションと呼ばれることもあります) とバスレフです。どちらの場合も、チューニングはドライバーの応答の低域に影響しますが、特定の周波数を超えると、ドライバー自体が支配的な要素となり、エンクロージャとポート (ある場合) のサイズは無関係になります。

一般的に、音響サスペンション システム (ドライバーとエンクロージャー) は、-3 dB ポイントより下で 2 次音響ロールオフ (12 dB/オクターブ) を持ちます。バスレフ設計では、4 次音響ロールオフ (24 dB/オクターブ) を持ちます。いずれかのタイプのエンクロージャーに適したドライバーの場合、理想的なバスレフ キャビネットはより大きく、-3 dB ポイントが低くなりますが、両方のシステムは通過帯域で同じ電圧感度を持ちます。

右側は、 WinISD ^[9]を使用して生成された、典型的な 5 インチ ミッドウーファー FaitalPRO 5FE120 ^[8]ミッドウーファーの低周波応答のシミュレーションです。理想的な密閉型 (黄色) とポート付き (シアン) のエンクロージャー構成の場合です。ポート付きバージョンでは、約 1 オクターブの低域拡張が追加され、-3 dB ポイントが 100 Hz から 50 Hz に下がりますが、その代償としてキャビネットのサイズが 2 倍以上大きくなり、内部スペースが 3.8 リットルに対して 8 リットルになります。また、200 Hz 以上ではシミュレーションが収束して出力に違いがなくなり、32 Hz 以下では密閉型エンクロージャーの方が低周波出力が高くなることも注目に値します。

Small ^{[4] は、}密閉ボックス システム設計の物理的効率、帯域幅、容積の制限を提示しました。システム エンクロージャ内で動作するドライバーの基準効率の変動を考慮することにより、密閉ボックス スピーカー システムの最大基準効率とカットオフ周波数およびエンクロージャ容積の関係が決定されました。その後、Small ^{[10] は}、ベント ボックス スピーカー システムについて同様の関係を導き出しました。Small ^{[6] が}これら 2 つの結果を比較したところ、密閉ボックス システムの基準効率の理論値の最大値はベント ボックス システムよりも 2.9 dB 低いことがわかりました。これは、ベント ボックス システムと同じエンクロージャ容積と低域 -3 dB カットオフを持つアコースティック サスペンション スピーカーは、対応するシステムよりも最大 2.9 dB 感度が低いことを示唆しています。2 つのシステムの基準効率とカットオフ周波数が同じであれば、アコースティック サスペンション スピーカーのエンクロージャ容積はベント システムの約 2 倍になります。

箱型Hi-Fiスピーカーは、ポートチューブや通気口の有無によって、アコースティックサスペンションまたはポート付き（バスレフ）と説明されることが多いが、2つ以上のドライバーを備えた典型的な箱型スピーカーでは、ウーファーとツイーターの間にあるミッドレンジドライバーは、ウーファー自体はそうでなくても、通常はアコースティックサスペンションとして設計されており、密閉された独立した空気空間があるのも事実である。^[要出典]ただし、注目すべき例外が1つあり、ソナス・ファベルのストラディバリ・ホマージュは、ミッドレンジにポート付きのエンクロージャーを使用していました。^[11]

• パッシブラジエーター（スピーカー）
• 伝送線路スピーカー