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2020年3月29日 (日)

YAMAHA AST-1 周波数特性測定2

Img_1757 

YAMAHA AST(Active Servo Technology)-1のさらに詳細な測定をしました。

 

前回の測定の時にボリュームが最大の位置でなかったのでゲインが17dBとなってました。今回最大値にして測定しなおしました。その結果26dBとなりました。また、無負荷と純正スピーカーAST-S1でゲインを測定してましたが、さらに8Ω純抵抗でも測定しました。それにより電流検出正帰還量の周波数特性を測定しました。

Photo_20200329214601

電流検出正帰還をしない電圧ブーストのみの特性は青線の無負荷です。最大値は50Hzの33.5dBです。ブースト量は33.5-26= 7.5dBです。さらに電流検出正帰還のブーストを加えると38.8-26=12.8dBでした。

 

Photo_20200329215301

次に電流検出正帰還量のグラフです。青線は純正スピーカーAST-S1を接続した状態、赤線は8Ω純抵抗を接続した状態です。青線のゲインが高い所はスピーカーのインピーダンスが低い。その結果電流検出正帰還が多く働きます。バスレフポート共振周波数等です。赤線はどの帯域を電流検出正帰還をかけるようにアンプがセッティングしているかが分かります。500Hzくらいまでは電流検出正帰還をしていることが分かります。不思議なのは青線でブーストのピークが40Hzと110Hzです。バスレフポート共振周波数とスピーカーのインピーダンスが低いところですがSDCA-05でボートが働く周波数は30Hz近辺でした。また、ディップ、つまりインピーダンスが高い所でスピーカーfoが100Hzとなっているが明らかに高いところにあります。原因はスピーカーエッジを固めのラバーエッジに変えたからかもしれません。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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コメント

YSTってもっとEQしてないものだと勝手に思っていたので
予想外で実に興味深いデータですね。
このグラフにポートからの音圧が重ねて読めると
個人的に更なる興味を惹かれてしまいます(笑)

HIROさんコメントありがとうございます。

電流検出正帰還によって低音を出していると私も思ってまして、SDCA-01等を製作したのですが、正帰還量を増やすとポート共振周波数で鋭いピークが出来て音楽ソースによっては低音が出たり、出なかったりという結果でした。で、AST-1を入手してみたら電圧ブーストがかなり多かったといった具合です。ヤマハ流の言い方で負性インピーダンス駆動という言葉がありますが、電流検出正帰還でおよそ6dBブーストしている。電圧が2倍になってますので、電流も2倍となっている。ということで6Ωのスピーカーなら-3Ω分の負性インピーダンス駆動となります。とても超電導状態はないです。
ポートからの音圧をマイクで測定してみたのですが、ウーファーとポートが加算された音圧をマイクが拾ってしまってうまくいきませんでした。また挑戦してみます。

よくもまぁ「超電導」の謳い文句で誇大広告のクレームが付かなかったのかどうかは不明ですが、「不正」いやちがった!(笑)「負性」のZ-I特性ではあったようですね。
最大限の効果を得ようとするとエンクロージャー内部は吸音材なしでカチカチに塗装でもして固める必要がありますね。 私はよくFRP用のポリエステル樹脂で塗り固めてしまいますが、施工前後で測定すると結構インピーダンスの山の高さが変わりました。 
適正にチューニングされたバスレフ箱なら少しダクトを延長してあげるとまとまり良く低域再生を拡張できそうですね。
確かにウーハーの隣にあるダクトの音圧測定は漏れと干渉が大きいので正確に測るのは困難ですよね、その場合は諦めて相対的な変化だけを観ることにしてややダクト内部まで突っ込んで固定してあれこれやってるのですが、ウインドスクリーンが無いので風圧で吹かれてしまいS/Nが悪化してたり、飽和してたりと、これまた難しいですね(笑)

そうですね。当時の説明でスピーカーのインピーダンスが負性インピーダンス駆動でキャンセルされるのでバスレフポートの駆動とウーファー駆動は互いに影響されないと書いてました。その記事を読んでSDCA-01を製作して限界までキャンセルすると、周波数特性ではすごいピークと時間軸特性はトーンバースト波形で確認すると発振ギリギリなので、波形が尾を引くようになってました。ただしスピーカーの磁力が強力になったのと同等のこうかはあると思います。10000Gauss程度のスピーカーがその倍の20000Gaussのスピーカーと同等の特性になる。この実験をヤマハではしていたそうです。それとスピーカーが動き始めるときのインピーダンスが低いときにさらにブーストしてくれる良さはあると思います。タイムラグのないターボチャージャーみたいな動き??

Qが高いアイテムを強力に駆動すると往々にして弊害が出ますね。
特に時間軸方向に波形が変わってしまうと音質的にも悪影響となる場合が多くてて難しいですね。
音質的なことは別として、音圧の事だけを考えた場合に、振動板前面からの音圧だけだと、周波数が低くなるにつれて振幅をその2乗に反比例して大きくしなくてはならないのでローエンドで簡単に振幅限界に達して大きな音圧を出せなくなってしまいますが、バスレフ型等のエンクロージャーを使うことで制動が掛かる領域で振動板振幅を抑えながら代わりにポートから音圧を輻射することで、ローエンドで密閉型よりも大きなSPLが出せるという効果を最大限に引き出そうというのが第一の趣旨ではないかとも思えます。
現実のSPは物理的なバラツキがあるので周波数固定のEQでは外れる可能性がありますが、負性インピーダンス駆動ならズレに追従できるのがメリットでしょうか? ただ思うにインピーダンスカーブの山が二つ出来てしまう普通のバスレフ箱だと特に上の方の山を無視する仕掛けがないと補正的に使いにくいですね。 汎用性を高めるよりも、いっその事インピーダンンスカーブの山が1つしか出来ないトランスミッションライン方式か、意図的にチューニング周波数を低い方に外したサブウーハー箱とかの専用品でピンポイント狙いのほうが高評価なシステムになりそうな予感がしてます。
あとフルレンジ的に難しい要因としてBLを大きくすると高域側の音圧だけが上がって相対的に低音が寂しくなってしまう物理的な悩ましさもありますね・・・

おっしゃる通り時間軸方向に波形が変わると悪影響がでます。発振ギリギリまで電流検出正帰還をかけた時に低音が尾を引いてこれを臨場感が出たと勘違いした時がありました。
なるほど。振動板前面からの音圧だと最大音圧に限界がある。それでバスレフを最大限に引き出すということですね。その通りと思います。
foがずれてもインピーダンスの低いところを電流検出正帰還によりブーストしますのでおっしゃる通りメリットと思います。

これは測定して確かめたいのですが、グライコをつかってバスレフポート帯域をブーストするのと、電流検出正帰還でブーストする時の違いについてですが、
振動板を動き出させるとき、止めようとするときにインピーダンスが低くなると、その瞬間の駆動力が電流検出正帰還だと増える。これにより静特性では同じようにブーストしてても、動特性ではバスレフポートからの音圧が増えると電流検出正帰還の効果として挙げられると思っています。

私もEQして電圧駆動するのと電流でドライブするのって一体何か違うのだろうか? と考えていますが、データーなり動画なり目に見える形で何か明白に違う可能性を示せないだろうかとずっと考え悩んでますが今に至ってまだ未解決です・・・
例えばスピーカーユニットのFsの山の周波数は物にもよりますが、振幅が大きくなるにつれて低い方にズレてくるユニットもありますし。 もっと細かいところでは逆起電力の影響から来る歪みがショートリングを追加することで低減できたりすることや、通常の電圧駆動だと変位が中央付近の時はアンプのダンピングファクター次第ですが殆どショートというか電磁ブレーキ的なところ止まりですが、電流駆動だとアクティブ制御されている領域になり得るのでもっと強力に止めらるのかどうか? 結局のところスピーカーのインピーダンスカーブがあんな形になるのは、単なるDCRとインダクタンスが直列だけでは語れない物理的なファクターがあるからなので、物理的に見れば電圧駆動は無帰還でドライブしているのに対して電流∝駆動パワーであるとするならリアルタイムに反動を込みで考えていく必要がありそうに思えます、さらにこれを負性の電流特性で駆動した場合は一体どう解釈すればいいの? と私のアタマの中でサチってます(笑)

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