“Rapido”自作スピーカープロジェクト: その２：ユニット特性SPL、フィルター設計など

バッタバタで圧倒的開発が遅れている32周年記念自作スピーカープロジェクト”Rapido”のその２です。誕生日も毎年のことながら余裕で通過しました（苦笑）。本プロジェクトの過去の内容は、“Rapido”カテゴリーをご覧ください。

Rapidoは、2ウェイのブックシェルフスピーカーになる予定です。理由は、私がフロア型、トールボーイ型よりもブックシェルフ型が好みだからです。
あれだけ好きだったクラシックは大学学部時代位からあまり聴かなくなりました。理由は私の好きなマエストロは録音が古く、その頃の録音をそれなりにちゃんとしたオーディオシステムで聴くと、音が悪すぎて気持ち悪くなってしまうからです。そういう意味では現代のクラシックの演奏を聴けば良いのですが、最近はヴォーカルを含むJazzばかりで、気合いを入れて聴くというよりはBGMとして聴くといったスタイルです。
そういうスタイルですと、どうもトールボーイなどで聴くのは重すぎて好きになりません。ブックシェルフ型のスピーカーをピリっと慣らす方が心地よく感じています。

さて、”Rapido”では、

高音部: Tweeter : Fountek NeoCD 3.0 リボン型
中・低音部：Mid Woofer : Accuton C173-6-096

のユニットを選択しました。この２つのユニットは価格差がありすぎて、価格の面からすればバランスが悪いのですが、NecCD 3.0はMonitor Audio PL-100に近いユニットであること、またデータシートの性能（を信じると）を見る限りとても良い特性を示しているため採用に至りました。
Accutonは、高性能ユニットメーカーとして相当有名です。超高級スピーカーなどでScanSpeak, SEAS, AudioTechnologyなどと並んでよく採用されるユニットメーカーです。NeoCD 3.0が高能率のユニットですので、能率が高いミッドウーファーを選択しました。それがC173-6-096です。海外から納品されて空中で鳴らしてみましたが、ピリっと軽くとても良いユニットである印象です。

さて、スピーカーユニットの性能は、T/Sパラメーター(Thiele/Small Parameters)という指標で性能を評価されることが多いです。まさにThieleさんとSmallさんが考えたものですが、何十年経った今も頼りにしている指標です。そのT/Sパラメーターやデーターシートから読み取れる性能から、パッシブなディバイディングネットワーク、すなわちフィルターの設計を行います。人間が一般的に聞き取れる周波数帯域は20Hz ～20kHz位です。この帯域を、２つのユニットで鳴らすわけですが、アンプからの出力信号を低音部・高音部に分けてユニットに入力しなければなりません。

図１：　２つのユニットの単体の音圧の周波数特性

図１で示す様に、今回は2750Hz程度のカットオフ周波数で高音・低音に分けることにします。２つのユニットの仕様をみてもこの位の周波数を推奨しています。

図２：　理想的なフィルター

図１の状態から図２の様にばっつり高音・低音にカットできれば良いのですが、現実はかなり困難です。以前作った30周年記念スピーカーでは、この部分に多段タップのFIRディジタルフィルタで急激なフィルタを施しましたが、何せ音が良くない！今回は、デジタルフィルタを使わずに典型的なアナログのパッシブフィルタを用います。そこで、

図３：　３次のフィルター(-18dB/oct)

図３は、高音部にハイパスフィルター、低音部にローパスフィルターをそれぞれ３次のパッシブフィルターを施したものです。この３次のフィルターを実現すべく、コイルやコンデンサを使ってフィルタ回路を設計します。

図４：　コイル・コンデンサは、デンマークのJantzen Audio製を採用しました。日本ではあまり売っていないメーカーで、売っていたとしても下位グレードの物です。今回採用した物は、Superior Z-capシリーズというもので、Jantzen Audioでは上から２番目のグレードです。トップのZ-Silverシリーズは、さすがに高すぎてとても買えません（１本５０００円！！！）。Jantzenは、海外通販＋円高効果でうまくやればかなり安く購入できます。Jantzen Audioは本当に品質が良く、このコンデンサも外装がつるつるで綺麗です（音には関係ありませんが・・・）