クロスオーバーネットワークの改良とトータルの特性 | Wavecor & SEASのユニットで作るバスレフ型2wayスピーカー

前回の記事で改良したクロスオーバーネットワークボードですが、インダクタの磁場の干渉がある配置をしているという指摘がありました。

そのため今回はネットワークボードを修正して、最終的なトータルの特性を測定したいと思います。

クロスオーバーネットワークの変更

ウーファー側のクロスオーバーネットワークボードを眺めていると、ノッチフィルターのコイルを1つ減らすことができれば、LPF側のネットワークボードはそのまま使うことができそうだとわかりました。一方でHPF側のネットワークボードは基板の設計からやり直す必要がありそうです。

LPF側のコイルを1つ減らすことができないかVituixCADを使って回路の検討を行ったところ、以下のような回路に変更することでほぼ同じような特性を実現できました。

クロスオーバーネットワークの回路図

LPF側の回路は、ノッチフィルターのコイルを1つ取り除き、4次のLPFにして定数を調整した感じになります。

一方でHPF側は回路構成に大きな変更はありません。ノッチフィルターのコンデンサの容量を増やして、アッテネーターの抵抗値を下げる修正を行い、よりフラットな特性に近づけました。

最終的なシミュレーション上の特性は以下です。

シミュレーション上の特性

ネットワークボードの改良

HPF側のネットワークボードは部品配置を変更するために基板の設計からやり直して、作り直しました。製作したボードが以下の左側です。今回はコストや納期を優先して緑のレジストにしましたが、あまり部品が映えないので次からは他のレジストの色を選ぼうと思います。

HPF側のネットワークボード(左:改良後 , 右:改良前)

LPF側のネットワークボードは基板の修正は行わず、部品の交換等で対応しました。修正したボードが以下の左側です。コイルの数が減ったのが大きな変更点ですが、一部の部品の定数が少しずつ変わっています。

LPF側のネットワークボード(左:改良後 , 右:改良前)

製作後に基板をエンクロージャーに格納し、インピーダンス測定を行って設計通りに組めていることを確認しました。

測定結果

最後にNear Field測定とFar Field測定を行って、トータルの特性を確認します。両方の結果をマージする必要がありますが、その方法は以下の記事に記載した方法を用いています。

この方法でマージした結果を以下に示します。シミュレーションと比較して10kHz以上が若干落ちていますが、それ以外はおおむね同じような結果となりました。60Hz～20kHzの範囲でだいたい±2dBにおさまっており、目標とした特性が得られたと思います。

トータルの特性

ウーファーとツィーターを逆相で接続しての測定では、リバースヌルもはっきりと出ていました。シミュレーション通りクロスオーバー付近の位相も合っているようです。

ウーファーとツィーターを逆相で接続した状態の測定結果

告知

このスピーカーは2024/09/22(日)に大阪で開催されるDIY Loudspeaker Builder's Meeting 2024に出展させていただきます。当日はこのスピーカーを鳴らす時間がありますので、ご興味があって都合がつく方はぜひお越しください。