アッテネーターの設計
ツィーターとウーハーの能率を合わせる為のアッテネーターの計算方法と抵抗の定格電力を求める方法です。コンパクトなウーハーの場合は、ツィーターより能率が低いことが多いのでツィーターにアッテネーターを挟んで両者のレベル合わせをします。
アッテネーター回路図 |
抵抗値の算出 |
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 図１ |
 n:減衰ゲイン[dB] Z:公称インピーダンス[Ω] |
抵抗器は熱に強いセメント抵抗かメタルクラッド抵抗が使われます。アッテネーターで減衰させるゲインは、クロスオーバーネットワークのコイルや保護回路などが持つ直流抵抗値も考慮して決定します。
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減衰ゲイン算出についてSPLが90dBのウーハー（Z=8Ω）に直流抵抗が0.5Ωのコイルが直列に入っている場合。 図２入力電圧を１[V]とした時、スピーカーユニットにかかる電圧は 8/(8+0.5) = 0.94[V] つまり入力電圧の0.94倍の電圧がスピーカーユニットにかかります。これをデシベルに直すと 20log(0.94) = -0.53[dB] ということになります。アンプの出力端子からみたウーハーは、SPLが約89.5[dB]、インピーダンスが8.5Ωになります。大きなインダクタンスのコイルを使用する場合には巻数の増加と共に直流抵抗も増加しますので特に注意が必要です。 |
抵抗の定格電力図３は図１とまったく同じ回路ですが説明のためにちょっと書き方を変えています。 図３まず、この回路に何ワットの電力が消費される可能性があるか決めます。これはスピーカーの耐入力やアンプの出力や保護回路の組み方などを考慮して決定します。設計ポリシーにも依りますので一概には言えません。 この回路にP[W]の電力が回路にかかった時、抵抗それぞれにはどの位の電力がかかるか考えてみます。 捕捉として電力・電圧・電流・抵抗の関係式を示します。  P[W]の電力が消費される時、回路の両端にかかる電圧Vtは回路の合成抵抗Rと電力の積の平方根です。 そして抵抗R1にかかる電圧は次式で表され、その時に抵抗R1で消費される電力Pr1も求められます。  次にR2に発生する電圧Vr2と消費される電力Pr2は次の通りです。  Vr2はVr1が既に判っているので単純に引き算で求めています。 実際の計算は省略しますが、-6dBのアッテネーターでPを100Wと仮定すると、R1は50W, R2は25Wの抵抗で良い事が判ります。 |
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