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マルチ再生のセンター、サラウンドSPの選び方4、逆相ウーハーの結末

日記・雑記
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マルチ再生のセンターやサラウンドSPにどのようなSPを選べば良いのか、その1から3まで書き、皆さんの様々なご意見を頂きました。どうも、ありがとうございます。

それで、結局は、センターSPの繋がりが良かったので(その2のテストで◎)、そのシリーズのブックシェルフをサラウンドSPとして購入しました。その結果はその3で書きましたが、良好でした。

しかし、センターSPも購入したサラウンドSPも280Hz以下を受け持つウーハーはフロントSPと逆走、いや’逆相’のようなんです(^o^;)。Auro3Dさんの日記でも話題になっており、良くあるケースではないかと思います。それでも良く繋がっている??ので、何故か調べてみました。

ネットワークの特性は以下の表のようになっていました。
(フロントとの繋がり方試聴結果)
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 繋がり方               クロスオーバーの特性   
            TW-MID MID-WF WF-SUBWF
– フロント 2.4kHz/12dB (逆相) – 120Hz(正相)
◎ センターSP    2.8kH/18dB(正相) 280Hz/12dB(逆相)
○ ブックシェルフ  1.8kHz/18dB(正相)
○〜◎ 2Fセンター  2.4kH/18dB(正相)  200Hz/特殊(正相) 
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 逆相ウーハーが何故繋がるのか? その理由
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 まず各SPの特性
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1)まず、フロントSPの周波数特性と位相特性です。
日記(ROONを使ったルーム音響補正,2020-09-07)にも書きました補正マイクとREWというソフトを使っての測定です。フロントの特性はL+Rで日記(その2)に書いた特性補正を行った状態でのものです。位相特性は、別にL側だけ視聴位置で測定して、直接音だけ解析するように5msのウィンドウを掛けています(これはとても複雑なので、詳細は省略します)。

フロントL+Rの周波数特性です。300Hz以下と10kHz以上のみROONのDSPで音響補正をしています。結構フラットです。
[:image1:]

下のグラフがフロントL側の位相特性です。3kHz以下は位相ほぼ0度で変化無し。10kHz以上で回転して、20kHz付近で-180度、逆相になっています。全体としては、低域から5KHzくらいまで、位相の回転は少なくなっています。位相のグラフの縦軸は右側にあります。左は違うのでご注意を。
[:image3:]
ーーーー フロントSPのウーハー(アクティブサブウーハー)は正相接続 ----

フロントSPの120Hz以下を受け持っているアクティブサブウーハーはMIDに対して正相で接続されていることは、この測定から分かったことです。ツイーターは表にあるように2.5kHz、12dB/octのクロスで逆相ですので、20kHz付近で約-180度、逆相になっているのはそのためだと思います。2.5kHzのクロスオーバー付近での位相の回転は殆どありません。ツイーターを抵抗と考える単純計算ならそこで90度回転しているはずなんですが、ツイーターのインピーダンスの影響でしょうか?理由がお分かりの方がおられたら、是非レスお願い致します。

2)センターSPの周波数特性と位相特性も同じように測定しました。

下の図がセンターSPの周波数特性です。これも300Hz以下はROONで補正をしています。中域に多少の凹凸がありますが、まずますフラットではないかと思います。
[:image2:]

センターSPの位相特性が下のグラフです。
[:image4:]

ーーーー センターSPのウーハーは逆相 ----

280Hzで12dB/ocのクロスオーバーがあり、ウーハーは逆相接続ですので、20Hz辺りの位相を見るとほぼ+180度回転しています。しかし、100Hz辺りまでの位相の回転は小さいです。2.8kHz以上を受け持つツイーターは18dB/octの正相接続ですが、10kHz以上になると少し位相回転が見られます。全体としてみると、100Hzから10kHz辺りまでの位相特性は、フロントSPの位相特性と大きく変わることはありませんでした。

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 逆相ウーハーのセンターSPとフロントSPの同時再生
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3)じゃあ、片方はフロントSP、もう片方はセンターSPとして、両方同時に鳴らして測定するとどうなるかですよね(^o^;)。その時の周波数特性が以下のググラフです。

センターL側 + センターSP(両方ともROONで補正後)。
[:image5:]
ーーーー 100Hz以下は少し減衰 -----

予測(期待)通りというか、100Hz以上の周波数特性は、フロントSPとセンターSPの周波数特性を足して2で割ったような感じです。100Hz以下はレベル低下が見られます。数dB強程度の低下でしょうか?低下はそう大きくないので、聴感上の低音の繋がりは良かったものと思われます。中高域で決まる定位に関しても、100Hz−10kHz位まで位相差が殆どなかったので、良好だったと思われます。

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   サブウーハーを併用すると
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4)そこで、少し遊びで(笑)、センターSPの低音をサブウーハーに受け持たせるとどうなるかも測定してみました。80Hz、12dB/octでセンターSPのみについてサブウーハーに低音を受け持たせました。何時も視聴に使用しているセッティングです。

フロントL側+センターSP+サブウーハー(センターSPの低音受け持ち)の周波数特性
[:image6:]
ーーーー 100Hz以下もいい感じです ----

80Hz付近に(部屋の定在波の影響もあり)少し凹みがありますが、20Hzまでほぼフラット、良い感じです(笑、^o^/)。サブウーハーとのクロスオーバーは100〜120Hzくらいとするほうが、80Hzのくぼみが取れるかもしれません。

ということで、280Hzクロスの逆相ウーハーでも、正相ウーハーのフロントとセンターやサラウンドSPとして併用しても、100Hz以上では問題は無いという測定結果でした。これは表の聴感上の結果と良く一致すると思います。

センターSP、サラウンドSPの選び方に関して、皆様のご意見、知見を浅学ですがまとめますと、

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     まとめ 
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(1)全ユニットが正相で接続されており、500~2kHz付近にクロスオーバーの無いSPでシステムを構成する。18dB/octでクロスされていると、正相接続と思って良い(最近のSPはこれが多いそうです)。500-2kHzにクロスがあるものを組み合わせるときは(正相接続でもクロス周波数が異なれば)注意が必要だろうと思います。

(2)一球入魂で既に購入したフロントSPの全ユニットが正相接続ではない場合(拙宅の状況)、ツイーターが逆相接続でもクロスオーバーが比較的高ければ、大きな問題はない。私の駄耳には2.5kHz/12dB/oct逆相接続(フロントSP)と2.8kHz/18dB/oct正相接続(センターSP)の繋がりは良好に聞こえました。耳の良い方には、もっと高音でのクロスオーバーに限定されるかもしれません、年がいくと高音はあまり聞こえていないもので(泣)。

(3)ウーハーが逆相接続の場合も大きな問題を起こしそうです。低音が打ち消し合います。しかし、300Hz以下でクロスしているウーハーであれば、測定結果から100Hz以上は実質的に逆相になっていないので、低域の量感が減じたと感じることはあまりなさそうです(センターSP、サラウンドSPの低音をサブウーハーに受け持たせている場合は、特に)。サブウーハー無しでは、100Hz以下は少し打ち消し合いますが、大きな減衰ではありません。~100Hz以下の低音は定位にはほぼ影響しないのは皆様良くご存じのとおりです。

(4)これらを考慮しつつ、組合わせる二つのSPで2ch再生して(主にモノや、ステレオのボーカルもの)、センター定位、音場再現と、もちろん音の好みをチェックして良好なら合格(^o^/)。このセンター定位、音場再現は二つのSPの周波数特性や位相特性、立ち上がり立下り特性などの微妙な部分が絡んでいると思われるので、耳で聞いて確認するしか手はないと思われます。

(5)最近の優秀になりつつあるAVアンプは位相補正可能な音場補正機能をもっているので、これを用いて位相も補正する。これは、今回は試しておりません。しかし、今後期待できる方法かもしれません。上の方法で選択したSPに補正を掛けると、同じSPを使った時と全く変わらないようになれば理想です。

(6)完璧主義のお方、さらに、設置スペースと財力が十分であれば、同じスピーカーで揃える。最後はやっぱりこれなんですけど、小生にはとても無理です(泣笑)。

ご質問、ご意見あれば、レス宜しくお願い致します。

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