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ホーム用フルレンジスピーカーでスピーカー遊びをしています。


Tangbandの８ｃｍ（W3-593SD）でも、MarkAudioの10cm CHR70v3でも、ヘッドユニットのボリューム25(最大40)程度の中音量以上の時、ドーンと低音が入るとスピーカーが底着きして「ガチッ」という音がします。しかたがないので、ボリュームを絞って聴いたり、あまり重低音が入っていない楽曲を選んで聴いたりしています。

自分では分かってやっているつもりですが、ご心配くださる方もいるかもしれませんので、なぜそうなるのかを説明してみます。

まず、「スピーカーが底着きする」とはどういう事なのか、なぜ起きるのか？

スピーカーは電気信号を振動に変換する装置です。マグネットに囲まれた磁界の中にあるボイスコイルに電流を流すと、ボイスコイルが前後に振動します。振動するボイスコイルに接着してある振動板（コーン紙）が動くことで音声信号を発生します。
振動板はエッジに、ボイスコイルはダンパー(スパイダー)に支えられた範囲で運動しています。
ところがそこに過大な電力が加わると、振動板の移動量はサスペンションの支持限界を超え、ボイスコイルが磁界からはみ出し最終的には、磁気回路の金属板に激突したり、ボイスコイルが振動板を突き破って飛び出す事になります。これが底突きです。

普通のオーディオの音楽信号であれば、耐入力20wのスピーカーに対して、定格出力50wのアンプで最大ボリュームで鳴らしても、そう簡単には底突きは起こりません。音楽信号は振幅があり、50wが常時流れ込むわけではないからです。コンサート会場などのＰＡでハウリング（スピーカーの音をマイクが拾ってしまってフィードバックする現象）が起きた時など、過大な電流が継続的にスピーカーに入ってボイスコイルの焼損や底突きが発生することは良くあります。

では、なぜ私のカーオーディオシステムでは、底突きが頻繁に起こるのでしょう？
原因は定電流アンプPhass RE50にあります。

以前のブログでもちょっと触れましたが、Phass RE50というアンプは定電流駆動アンプです。
一般的な定電圧駆動アンプとの違いは、スピーカーのインピーダンス(インピーダンス変化)に関わらず一定の電流を供給するという事です。
オームの法則に従った計算式は下記のようになります。
定電流アンプ　→　電力（Ｐ）＝電圧（Ｖ）×電流（Ｉ）＝抵抗（Ｒ）×電流（I）×電流（I）＝Ｉ2×Ｒ
定電圧アンプ　→　電力（Ｐ）＝電圧（Ｖ）×電流（Ｉ）＝電圧（Ｖ）×電圧（Ｖ）÷抵抗（Ｒ）＝Ｖ2÷Ｒ
抵抗（Ｒ）すなわちインピーダンスの振る舞いによって、電力が変わります。

具体的にどういう事なのか、エクセルを使って計算してみました。

上のグラフのようなインピーダンス曲線のスピーカーがあるとします。縦軸は抵抗Ωで横軸は周波数Hzです。だいたいのスピーカーはこのグラフのように最低共振周波数f0付近で抵抗Ωが最大になり、1ｋｈｚを超えると徐々に抵抗Ωが増えます。
それでは、このスピーカーのインピーダンス曲線をもとに、先のオームの法則による計算式で、スピーカーに入力される電力を計算してみましょう。

電流量1.5アンペア、電圧12.0ボルトと仮定した時の計算です。
定電圧アンプでは抵抗が高くなると電力が少なくなりますが、定電流アンプでは逆に電力が多くなります。最低共振周波数f0付近の75hzでは定電流アンプでは90ワットもの電力が入力されている計算になります。
これが私のカーオーディオシステムで、スピーカーが底突きしてしまう原因だと考えています。

解決するには、このアンプの特性に合ったスピーカーにすることです。

簡単に言っちゃえば、PhassのアンプにPhassのフルレンジを合わせればいいんです。
でも、犯人が分かってるミステリ小説なんて面白くもなんともありませんから、国内外のいろいろなフルレンジスピーカーを試して遊んでいるという次第です。