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スピーカーにおいて、パワー圧縮または熱圧縮は、動作中にボイスコイルが熱くなり、ボイスコイルの直流抵抗が増加し、オーディオアンプの有効な利用可能電力が減少することによって観察される効率の低下である。使用により熱くなったスピーカーは、冷えているときほどの音圧レベルを出さない可能性がある。 [1] [2]この問題は、家庭用のスピーカーではほとんど見られないが、ハードドライブされたプロのコンサートシステムでははるかに大きい。[3]この問題を軽減するための主な方法は2つある。動作中にボイスコイルがより多くの熱を放散する方法を設計することと、特定のサウンド出力レベルでより少ない熱を生成するより効率的なトランスデューサーを設計することである。[4]
高出力オーディオトランスデューサーは効率が低く、アンプの信号の 5% 未満しか音波に変換されません。電気エネルギーの残りの 95% 以上は不要な熱に変換され、ボイスコイルの温度上昇を引き起こします。[5] 200 °C (390 °F) を超える高熱はボイスコイルを破損する可能性がありますが、それが起こるよりずっと前に、スピーカーは電力圧縮を経験します。銅線で作られたボイスコイルは、20 °C (室温) から 200 °C に加熱すると DC 抵抗が約 72% 増加し、感度が 4.7 デシベル低下します。銀線は電力圧縮の問題がやや深刻ですが、アルミニウム線はやや優れています。[3]
マルチウェイシステムでは、パワーコンプレッションは低周波バンドパスの1つで最初に発生することがよくあります。これにより、システム全体の周波数応答に不均衡が生じ、1つのバンドパスのレベルが他のバンドパスに比べて低下します。内部クロスオーバーコンポーネントを備えたパッシブスピーカーでは、パワーコンプレッションによってクロスオーバーフィルターの電気的特性が変わり、クロスオーバーポイントがずれて、不適切なクロスオーバーフィルターに関連する歪みが生じる可能性があります。[3]
パワー圧縮に対抗する一つの解決策は、放熱を増やすことである。典型的な方法としては、磁石ハウジングの冷却フィン、ボイスコイルの直径を大きくすること、ボイスコイルと磁石の間の隙間に磁性流体を入れること、磁極片の通気口、熱を外部に伝導する金属部品、[3]磁石の後ろにある筐体の内部チャンバー容積を増やすこと、電動冷却ファンなどがある。別の解決策としては、直接放射設計ではなくホーンスピーカーを使用するなど、効率を上げるシステムを設計することである。または、ブルース・シグペンの回転式ウーファー(1974) やトム・ダンリーのサーボモーターサブウーファー (1983) など、ボイスコイル以外のトランスデューサーを選択することが挙げられる。[6]
パワーコンプレッションは、通常、スピーカーに送られる強い信号が長時間続くと、時間の経過とともに発生する長期的な問題であると考えられています。しかし、抵抗の変化が短期的なもので、低周波のサイクルごとに加熱と冷却が見られる場合、スピーカーの全高調波歪みが増加します。[4]
参考文献
- ^ JBLスタッフ (2004). 「よくある質問: パワーコンプレッションとは何ですか?」JBL Pro Audio . 2019年8月14日閲覧。
- ^ ボイス、テディ (2014)。ライブサウンド強化入門：科学、芸術、実践。フリーゼンプレス。p. 78。ISBN 9781460238912。
- ^ abcd Howard, Keith (2006年11月26日). 「Hot Stuff: Loudspeaker Voice-Coil Temperatures」. Stereophile . AVTech Media Americas . 2019年8月14日閲覧。2ページ目へのリンク。
- ^ ab Watkinson, John (2018年5月28日). 「スピーカー技術パート16：ムービングコイルモーター」。The Broadcast Audio Bridge。International Techmedia 。 2019年8月14日閲覧。
- ^ Button, Douglas J. (1992)。スピーカーの熱放散と電力圧縮。JBL。オーディオエンジニアリング協会発行。
- ^ Danley, Thomas J. (1986)「サーボドライブスピーカーの電力圧縮の排除」、AES の第 81 回大会で発表。