Open Baffle Speakers

2 つ以上のウェイ スピーカーのドライバーのタイム アライメント

UMIK-1 および UMIK-2 によるタイムアライメントされたスピーカードライバー

このセクションでは、UMIK-1 または UMIK-2 と Room EQ Wizard (REW) を使用して、スピーカー ドライバーのタイム アライメントを行う方法を説明します。
  • 概要
  • 測定用にマイクを配置します
  • インパルス応答を観察する
  • 位相一致をチェックする
  • ウーファーとミッドレンジのタイムアライメント
  • プラグインで遅延を設定する

  • 概要

アクティブ スピーカーを設計する場合、スピーカーの放射パターンの垂直方向のローブを予測するには、ドライバー間の適切な時間調整が必要です。リンクウィッツ-ライリー クロスオーバーでは、ドライバーが時間通りに位置合わせされている限り、垂直方向のローブ パターンは対称になります。

このセクションでは、UMIK-1 または UMIK-2 と Room EQ Wizard (REW) だけを使用してドライバー間の音響遅延を測定する方法について説明します。これは、ドライバーの時間調整が行われるように、miniDSP プラグインで時間遅延を設定するために使用されます。すでに測定の準備ができており、REW の使用方法を知っていることを前提としています。

注: ここで説明する方法では、パラメトリック イコライゼーションまたは FIR フィルタリングを使用して各ドライバーの応答を平坦化し、通過帯域レベルが等しくなるように調整しておく必要があります。 (例については、「miniDSP と Dirac Live を使用したアクティブ スピーカーの実装」を参照してください。)

  • 測定用にマイクを配置します

スピーカーを測定する場合、1 メートルの距離で測定するのが一般的です。ドライバー間の音響遅延を測定する場合、図 1 の上部に示すようにマイクをツイーターのレベルに置くと、不正確な測定値が得られます。代わりに、マイクを 2 つのドライバーの中間に垂直に配置するか、リスニング位置に配置します。

REW ドライバーの調整マイクの位置

遅延測定のためのマイクの配置

  • インパルス応答を観察する

REW では、ドライバーの応答を測定し、[インパルス] ボタンをクリックすることで、ドライバーのインパルス応答、つまり周波数ではなく時間の経過に伴う応答を観察できます。したがって、次のようになります。

2 つのドライバーが同時に再生されている場合、測定された信号は両方のドライバーのインパルス応答を結合し、これらのパルスの 1 つが十分に遅延している場合、時間領域信号内に 2 つの異なるパルスが表示されます。

図 2 は、サンプル スピーカーのツイーターとミッドレンジ ドライバー間の音響遅延を測定するために取得したグラフです。パルスを分離するために、miniDSP プラグインを使用してミッドレンジ ドライバーに 1 ミリ秒の遅延を適用しました。ここでは 2 つのパルスがはっきりと確認できます。最初はツイーター、次に 1 ミリ秒強後にミッドレンジです。

REWパルス遅延ドライバの調整
遅延ツイーターパルスとミッドレンジパルス

グラフ上にカーソルを置くと、各パルスのピークの時間を読み取ることができます。ドライバー間の音響遅延は、その差から、miniDSP プラグインのミッドレンジ ドライバーに追加した 1 ms を引いたものになります。この例の数値を使用すると、遅延は次のようになります。

1.148 – 0.082 – 1.0 = 0.066 ミリ秒

このグラフを取得する方法は次のとおりです。

  • すべてのクロスオーバーフィルターをバイパスします。ドライバーの応答を平坦化するパラメトリック イコライザーはそのままにしておきます。
  • 次のスクリーンショットに示すように、[ミキサー] タブを設定します。これにより、左チャンネルがツイーターのみに送信されます。これを音響タイミング基準として使用します。右チャンネルはメインのテストスキャンをツイーターとミッドレンジの両方に送信します。ミキサータブでは、ツイーターからミッドレンジまでの遅延を測定します。

  • ミッドレンジドライバーの遅延を 1.0 ミリ秒に設定します。
  • 両方のツイーター出力チャンネルの遅延を排除します。
  • プラグインの [Dirac] タブに遅延がないことを再確認します。
  • 測定画面を開きます。音響時間基準をオンにして、開始周波数と終了周波数を両方のドライバーがフラットになる範囲に設定します。このスピーカーの例では、中音域ドライバーが非常に高音域になるため、1 kHz ~ 20 kHz を使用しました。 Output を R に、Ref Output を L に設定します。次のスクリーンショットの丸で囲まれた項目を参照してください。
  • ツイーターからミッドレンジまでの遅延を測定するためのメーター設定

REW によるドライバーの調整

  • 「開始」をクリックします。
  • 測定が完了したら、[インパルス] ボタンをクリックしてグラフ軸の制限を調整し、図 2 のようなグラフを取得します。


(音響時間基準は、2 つのパルスがグラフ上の予測可能な位置に配置されるように使用されます。測定しようとしている遅延は非常に小さいため、音響遅延を見つけるために音響時間基準は使用しません。)

  • 位相一致をチェックする


2 つのドライバーのタイムアライメントの理由は、それらのドライバーの位相が一致しているためです。 (Linkwitz Riley クロスオーバーの使用を想定しています。) 2 つのドライバーが同相であることを確認するには、1 つのドライバーを反転して測定スイープを実行します。ドライバーが同相で同じ振幅を持っている場合、クロスオーバー周波数で打ち消し合い、応答にヌルが生じます。

図 3 は、ツイーターの位相を反転することによって得られた応答です。

REWによるドライバー位相制御

図 3. 反転ツイーターによるウィンドウ応答


このグラフを取得するには:

  • ミッドレンジとツイーターの間に 4 次のリンクウィッツ-ライリー クロスオーバーを設定します。
  • ミッドレンジドライバーの遅延ゼロ。
  • ツイーターの遅延を前に計算した値 (この例では 0.066 ミリ秒) に設定します。プラグインは最も近いサンプルにクオンタイズするため、正確な値を設定できない場合があります。最も近い値を選択してください。
  • 測定スイープを実行します。
  • インパルス応答を表示するには、「インパルス」ボタンをクリックします。
  • [IR Windows] ボタンをクリックし、次のようにパラメータを設定します (最良の結果を得るには、適切なウィンドウ値を調整する必要がある場合があります)。


インパルス応答ウィンドウの設定

  • 「Windows を適用」ボタンをクリックします。メインの測定ウィンドウで、「ウィンドウ」チェックボックスを選択します。ウィンドウ関数 (青いグラフ) が最初の反射を平滑化していることがわかるはずです。


図 4. クロスオーバーを備えたミッドレンジおよび反転ツイーターのウィンドウインパルス応答

  • 「SPL & Phase」ボタンをクリックし、必要に応じてグラフ軸の制限を調整します。

  • ウーファーとミッドレンジのタイムアライメント

3 ウェイ スピーカーを構築している場合は、ウーファーとミッドレンジの間の遅延を測定する必要があります。図 5 は、ミッドレンジに対するウーファーの音響遅延を計算するために使用したグラフを示しています。



図 5. ミッドレンジパルスと遅延ウーファーパルス


前と同様、音響遅延はピーク間の差から、プラグインのウーファーに追加される 1 ミリ秒を引いたものです。

1.259 – 0.038 – 1.0 = 0.221 ミリ秒

このグラフを取得するには:

  • すべてのクロスオーバーフィルターをバイパスします。ドライバーの応答を平坦化するパラメトリック イコライザーはそのままにしておきます。
  • 次のスクリーンショットに示すように、[ミキサー] タブを設定します。これにより、左チャンネルがツイーターに送信され、再び音響タイミング基準として使用されます。右チャンネルはメインのテストスイープをウーファーとミッドレンジに送信します。

  • ウーファーの遅延を 1.0 ミリ秒に設定します。必要に応じて、これを高く設定してパルスをより分離できます。
  • ミッドレンジドライバーの遅延ゼロ。音響時間基準に使用されるツイーターの遅延がゼロであることを確認します。
  • プラグインの [Dirac] タブに遅延がないことを再確認します。
  • 測定スイープを実行します。前と同様に、音響タイミング基準をオンにして、出力を R に、基準出力を L に設定します。開始周波数と終了周波数を、両方のドライバーがフラットになる範囲に設定します。この例では、100 Hz ~ 2 kHz を使用しました。
  • [パルス] ボタンをクリックしてグラフの軸の範囲を調整すると、図 5 のようなグラフが得られます。


必要に応じて位相キャンセル制御を行うこともできますが、部屋の反射があるため、より困難になります。ただし、クロスオーバー周波数の波長は比較的長いため、遅延を正確に取得することはそれほど重要ではありません。これを試す場合は、正しいウィンドウ値を試して、null 値を取得できるかどうかを確認してください。


プラグインで遅延を設定する

ツイーターの音響遅延が最も短く、次にミッドレンジ、最後にウーファーという一般的なケースを想定します。

  • ウーファー出力チャンネルの遅延をゼロに設定します。
  • ミッドレンジ出力チャンネルの遅延を、ウーファーとミッドレンジ間の音響遅延として測定された値 (この例では 0.221 ミリ秒) に設定します。
  • ツイーター出力チャンネルの遅延を、上記の遅延にミッドレンジとツイーターの間の音響遅延を加えた値に設定します (この例では、0.221 + 0.066 = 0.287 ミリ秒)。

正確な値を設定できない場合があるため、使用可能な最も近い値に設定してください。これは、サンプルスピーカーの出力画面です。



(一部のプラグインは小数点以下 3 桁を表示しますが、他のプラグインは 2 桁を表示します。)

最後に...

すべてのクロスオーバー設定が適切に行われていること、およびすべての設定 (PEQ、Xover、遅延、レベル) が両方のチャンネルで同じであることを確認してください。 [ミキサー] タブをスピーカーの通常の状態にリセットします。



各スピーカーでフルレンジ測定を実行し、すべてが期待どおりに動作していることを確認します。すべてがうまくいっているように見えたら、座ってシステムを再生してください。

ブログに戻る