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サブウーファーは2個いる?

ウーファーの複数設置について 投稿者:SN 投稿日:2008年12月20日(土)17時50分32秒  

今は古いBOSEのシステムを使っています。今度システムを変えたいと思い20〜30万円程度のスピーカの購入を考えています。ただそのとき店員から言われたことが気になっています。

それは、たぶん皆さんもご存じの理窟でしょうが「音の干渉を考えると音源は少ないほうがいい。中高音は方向確認が必要で複数の音源もやむを得ないが、方向性に関係ない低音は複数の音源から出すことはデメリットが大きい。(サブ)ウーファーは一つが好ましい」というものです。

昔のことで記憶もあまり定かではないのですが、概略このように言われたと思います。この理屈は正しいのでしょうか。ご意見を頂ければ幸いです。

この質問ちょっと意味不明のところもあり、前半は話題が分散していますが後半は表題のサブウーファーは1個でいいか、2個必要かという議論に絞られます。

Re: ウーファーの複数設置について 投稿者:NS 投稿日:2008年12月20日(土)22時27分57秒    
SNさん

私はデメリットは感じていません。この方向性を感じたり、感じない周波数というのは連続サイン波を聞いた場合です。フルートのような楽器は別として音楽信号など自然界の音はインパルスの集合体です。ですから、バスドラムやコントラバスはなっている場所がわかります。ただし、パイプオルガンの低音は最初の出音で方向はわかりますが、連続音となると直ぐに分かりにくくなります。

それゆえわたしの知人はスーパーウーハーを2つ設置しています。さらに知人は、モノラル時代の昔はとにかく低域を延ばそうと考えていたが、ステレオにした途端、そんなにも伸びていないSPの低音が豊かに響いた。なぜかと考察すると、ステレオの左右両チャンエルに含まれている微妙な位相差がビートにより、より低音豊かに聞こえるようになるのでは?という考えを踏襲し、スーパーウーハーも2chとした。ということです。聞いていても変な所はありません。むしろ自分で収録した会場の空調ノイズが生々しく再現されたのは感心しました。このソースを低音の出ないスピーカーで再生すると腰が抜けそうなくらいコーン紙が動くし、歪っぽい音に変調されます。

ところで、ご質問は一つのSPボックスの中にツインでウーハーを入れていたり、バーチカルツインのようなスピーカーシステムを想定し質問をしているのでしょうか。

Re ウーファーの複数設置について 投稿者:志賀 投稿日:2008年12月20日(土)22時50分32秒  
SN さん、

>「音の干渉を考えると音源は少ないほうがいい。中高音は方向確認が必要で複数の音源もやむを得ないが、方向性に関係ない低音は複数の音源から出すことはデメリットが大きい。(サブ)ウーファーは一つが好ましい」というものです。昔のことで記憶もあまり定かではないのですが、概略このように言われたと思います。この理屈は正しいのでしょうか。

サブウーファーは1つでいいという結論についてはそれでいいんですが理由づけはちょっとうなずけないところがあります。

ステレオ再生では、当然左右2個のスピーカが必要ですが、理屈の上では、フルレンジをフラットに再生できるスピーカを1個ずつ使うのが理想です。しかし、現実には歪み無く広いレンジをカバーするスピーカーは存在しないのでやむを得ずマルチウエイシステムを採用せざるを得ないということです。方向確認のためやむを得ないという理屈はよく分かりません。マルチウエイシステムの問題点としてよく言われるのは干渉ではなくクロスオーバー周波数付近の位相の乱れです。ただ、位相のずれは音質には影響を及ぼさないともいわれており本当かどうか疑問です。


いずれにせよ現在の市販のスピーカーシステムはほとんど2wayか3way構成であり位相のずれより周波数特性が重視されています。

Re2: ウーファーの複数設置について 投稿者:志賀 投稿日:2008年12月20日(土)23時02分46秒  
NS さん

>この方向性を感じたり、感じない周波数というのは連続サイン波を聞いた場合です。フルートのような楽器は別として音楽信号など自然界の音はインパルスの集合体です。ですから、バスドラムやコントラバスはなっている場所がわかります。

レスが入れ子になってしまいましたが、バスドラムやコントラバスの鳴っている場所が分るのでサブウーファーが2つ必要という理屈はおかしいですよ。方向が分るのはそれらの楽器の高調波成分のためです。もしサブウーファーが2個ないと不自然だとすればそれはローパスフィルターが不完全なためか、サブウーファー自身が高調波歪成分を強く出しているためだと思います。

Re: ウーファーの複数設置について 投稿者:KZM 投稿日:2008年12月21日(日)00時59分38秒  
SNさん

>音の干渉を考えると音源は少ないほうがいい。方向性に関係ない低音は複数の音源から出すことはデメリットが大きい。

おそらくは同一信号を複数のウーファーを横並びにして再生した場合の干渉効果のことを言っているものと思います。音源の輻射面が輻射音の半波長を超えるほど広がると、干渉により水平視聴位置による変化が大きくなります(聞き分けられるかは別問題) しかし上限100Hzとしても音波の半波長は1.7m程度と、46cmウーファーを横に二つ並べてもまだまだ余裕があります。それ以下の帯域に絞って使うのなら更に許容範囲が広くなりますから、普通の部屋ではまず問題になりません。

場所が許すのならば、サブウーファーは信号をmixして一つにするよりも左右独立で二台用意する方がより理想的ではあるでしょう。

Re3: ウーファーの複数設置について 投稿者:志賀 投稿日:2008年12月21日(日)06時04分6秒    
SNさん

最初の質問で干渉が問題だということですが、そもそも、どのユニット間の音の干渉のことを言っておられるのかよくわかりません。左右のスピーカー間の干渉なのか、それとも片チャンネル内での複数のスピーカー間の干渉なのか?


>おそらくは同一信号を複数のウーファーを横並びにして再生した場合の干渉効果のことを言っているものと思います。

KZMさんのいう干渉効果とは

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/position.htm

ここに書いてあることだと思います。確かにこれが理由でサブウーファーは1台の方がいいという積極的な理由にはならないと思いますが、逆に、

KZMさん


>場所が許すのならば、サブウーファーは信号をmixして一つにするよりも左右独立で二台用意する方がより理想的ではあるでしょう。

確かに、サブウーファーも左右に置いた方がいいと意見はよく聞くんですが、これはどういう理由からなんでしょうか?

私も1台の方がいいという積極的理由があるわけではないですが、少なくとも価格は半分ですむわけですね?

それならその予算でより良質なサブウーファーを1台購入する方が実際的で賢明な選択だと思うんですが?


Re: Re3: ウーファーの複数設置について 投稿者:KZM 投稿日:2008年12月21日(日)09時44分53秒  
志賀さん

> 確かに、サブウーファーも左右に置いた方がいいと意見はよく聞くんですが、これはどういう理由からなんでしょうか?

先ほどテストしてみたところ、片chだけから出すと50Hzくらいからどちらから鳴っているのかがわかるようでした。合わせるスピーカーと部屋によって必ずしも超低音を持たせるだけで済むとは限りませんから、使い方により定位を気にしないためには2ch配置の方が理想的と思います。 〜30Hzの超低音のみを持たせるときは、輻射面積が同じなら2chでも1chでも実際は変わらないと思います。

> 私も1台の方がいいという積極的理由があるわけではないですが、少なくとも価格は半分ですむわけですね? それならその予算でより良質なサブウーファーを1台購入する方が実際的で賢明な選択だと思うんですが?

家庭用の市販品の新品だけから選ぶならそういうこともあるでしょうが、それ以外の選択肢もあります。これは値段と買い物のスタンスの話になるのであまり統一的には論じられないかもしれません。

ウーファーの複数設置について 投稿者:SN 投稿日:2008年12月21日(日)12時05分26秒  

私は理論的なことは全く分からないのですが、今ヘッドホンなどでも騒音対策で逆の波形を流して周りの音を相殺する仕組みのものがあるようです。複数の音源から音を出すと、特定の周波数で、これと同じことが起こりうるという話だったように思います。しかし、みなさんの話では、そういうことは心配しないでいいようなので、安心してスピーカーを購入したいと思います。ありがとうございました。

Re: Re2: ウーファーの複数設置について
投稿者:NS 投稿日:2008年12月21日(日)21時31分54秒  

志賀さん

> レスが入れ子になってしまいましたが、バスドラムやコントラバスの鳴っている場所が分るのでサブウーファーが2つ必要という理屈はおかしいですよ。方向が分るのはそれらの楽器の高調波成分のためです。もしサブウーファーが2個ないと不自然だとすればそれはローパスフィルターが不
完全なためか、サブウーファー自身が高調波歪成分を強く出しているためだと思います。


そうかもしれません。知人のスーパーウーハーはYST-1000です。ただし、内蔵のローパスフィルターの定数までは観察しておりません。

ま、30Hzの単発サイン波が右斜め45度から音波の波面が進入してくる場合を想定すると、右耳に到達する方が早いのはわかりきったことですし、多分な高調波も持っていますから、スピーカーシステム全体を見なければならないでしょう。

超低音の方向弁別力 投稿者:志賀 投稿日:2008年12月21日(日)21時40分20秒  
KZM さん

>> 確かに、サブウーファーも左右に置いた方がいいと意見はよく聞くんですが、これはどういう理由からなんでしょうか?

>先ほどテストしてみたところ、片chだけから出すと50Hzくらいからどちらから鳴っているのかがわかるようでした。合わせるスピーカーと部屋によって必ずしも超低音を持たせるだけで済むとは限りませんから、使い方により定位を気にしないためには2ch配置の方が理想的と思います。

私は文献的に低音の方向弁別能力を調べてみましたが、純音で50Hzという低音を調べた結果は見あたりませんでした。50Hz といえば波長約7mでその方向が弁別出来るというのはちょっと信じがたいのですが?

はっきり結論づけるにはもうちょっと慎重な実験が必要だと思います。

そのためには、少なくとも(1)ブラインドで調べること。(2)聴こえている音が本当に純音と見なせるか? というより高調波成分や付帯ノイズがどの程度のレベルかをマイク収録した音で調べることが必要だと思いますがいかがでしょう?

Re: 超低音の方向弁別力 投稿者:KZM 投稿日:2008年12月21日(日)23時14分45秒   志賀さん

> はっきり結論づけるにはもうちょっと慎重な実験が必要だと思います。

それはその通りです。僕が書きたかったことは、50Hzはともかく定位が関係ない帯域だけを持たせる使い方をするとは限らない以上、1chが基本である理由はないということです。

残念ながら今のうちの環境では超低域〜100Hzくらいを出せるサブウーファーは使えませんので、実験は志賀さんを含めお使いの方にお任せするしかありません。

Re2: 超低音の方向弁別力 投稿者:志賀 投稿日:2008年12月22日(月)09時22分27秒    
KZM さん、皆さん

>僕が書きたかったことは、50Hzはともかく定位が関係ない帯域だけを持たせる使い方をするとは限らない以上、1chが基本である理由はないということです。

ここではサブウーファーが2つ必要かどうかに限った話としましょう。従って、クロスオーバーは50Hz 以下と考えていいとします。 私自身は40Hzに設定しています。LPFは-24dB/Oct です。この条件では1個で十分だと考えています。

>残念ながら今のうちの環境では超低域〜100Hzくらいを出せるサブウーファーは使えませんので、実験は志賀さんを含めお使いの方にお任せするしかありません。

私もサブウーファー(YST-SW1000)は1個しか持っていないので出来ません。ただ、低音定位の実験をするのにいきなり50Hz から始める必要はなく、まずは、通常のシステムで出せる、例えば100Hz でやって実際に定位可能かどうかを確かめるところから始めたらいいと思います。

この場合PC音源を使えば、DBT(ダブルブラインドテスト)は比較的容易に実行可能だと思います。ただし、瞬時に切り替えはだめです。その理由は

http://shigaarch.web.fc2.com/OldBBS/35Haaseffect.html#12150938frassen

にも書いたとおり、音の出だしは純サイン波といえども、高音成分を含んでいるからです。従って、出だしは徐々に音量を上げていく必要があります。

皆さん我と思う方は実験してみて下さい


Re4: ウーファーの複数設置について 投稿者:志賀 投稿日:2008年12月22日(月)09時29分50秒  
NS さん

ちょっと細かいことにこだわって恐縮ですが、ここはオーディオの科学の掲示板ということでご容赦を、


>この方向性を感じたり、感じない周波数というのは連続サイン波を聞いた場合です。
・・・・ただし、パイプオルガンの低音は最初の出音で方向はわかりますが、連続音となると直ぐに分かりにくくなります。

これにはちゃんと物理的(数学的?)な理由があります。なぜなら、音の立ち上がり時というのはフーリエ変換の原理で純音といえども多くの周波数成分を含むからです。私自身の体験もここに書いてあります。

http://shigaarch.web.fc2.com/OldBBS/35Haaseffect.html#12150938frassen

>それゆえわたしの知人はスーパーウーハーを2つ設置しています。なぜかと考察すると、ステレオの左右両チャンエルに含まれている微妙な位相差がビートにより、より低音豊かに聞こえるようになるのでは?という考えを踏襲し、スーパーウーハーも2chとした。ということです。

これは以前ホールトーンの議論をしたときも出てきたのですが、周波数が同じなら位相が違う波を混ぜても決してビートは生じませんよ。干渉によって、聴く位置による音の強弱が生じるだけです。それも、50Hz(波長7m) では全く問題になりません。

これは私の想像ですが、スーパーウーファーも2chがよいというのは、ちゃんとした証拠があるわけでなく思い込みによる結果だと思っています。

>>もしサブウーファーが2個ないと不自然だとすればそれはローパスフィルターが不完全なためか、サブウーファー自身が高調波歪成分を強く出しているためだと思います。

>そうかもしれません。知人のスーパーウーハーはYST-1000です。ただし、内蔵のローパスフィルターの定数までは観察しておりません。

私も同じ物を使っています。ローパスフィルターは-24dB/Oct です。クロスオーバーは40Hz に設定しています。DS-1000 と合わせた実測では25Hz までほぼフラットに出ています。

>ま、30Hzの単発サイン波が右斜め45度から音波の波面が進入してくる場合を想定すると、右耳に到達する方が早いのはわかりきったことですし、多分な高調波も持っていますから、スピーカーシステム全体を見なければならないでしょう。

それはその通りです。ただ、LPFがしっかりしておればサブウーファーは基音(純音)のみを出すわけですから、定位には関係なく1個で十分だというのが自説です。

ウーファーの複数設置について 投稿者:BM 投稿日:2008年12月22日(月)10時39分55秒  

私も興味有ります、私は2ch有った方が良いと思っています、低域と言っても大太鼓の様な衝撃派的な物には指向性が有るのでは?と感じています・・・純粋に50Hz以下の連続音では解らないのかもと思いますが。

Re5 ウーファーの複数設置について 投稿者:志賀 投稿日:2008年12月22日(月)11時12分59秒  
BM さん

NSさんへのレスをお読み下さい。その意味するところを理解して頂ければこういった意見は出ないはずなんですが??

ウーファーの複数設置について Re 投稿者:ビックリマスダ 投稿日:2008年12月22日(月)13時40分57秒

志賀さん、毎度失礼しています・・・NSさんへのコメントですかね?志賀さんの言われている事は解ってる積りなのですが? 私の質問は大太鼓の打撃音に伴う衝撃波?的な音には方向性を感じるのではと思っているのですが?

Re5 ウーファーの複数設置について
投稿者:志賀 投稿日:2008年12月22日(月)14時25分5秒    
BM さん

>私の質問は大太鼓の打撃音に伴う衝撃波?的な音には方向性を感じるのではと思っているのですが?

もちろんそうですよ。私だってちゃんと分ります。それについての答えも12月20日23時2分のNSさんへのレスにちゃんと書いてあります。

ウーファーの複数設置について ReRe 投稿者:US 投稿日:2008年12月22日(月)14時32分59秒  

大太鼓の打撃音に伴う衝撃波?的な音はローパスフィルターにより取り除かれ、高調波成分はスコーカーやツィーターから放射されます。そのためウーハーで方向性を認識するのはかなり難しいのではないでしょうか。

そうですかー 投稿者:BM 投稿日:2008年12月22日(月)14時39分2秒  
 
衝撃波?的な音は高調波成分なのですか?これを体感するには大型のスピーカーで無いと難しいと思ってるのですが。解らないので質問してるのでお許しを・・・

衝撃波?的な音と高調波成分は違うのではと言う質問です。大太鼓を叩いた瞬間の膜が叩かれ空気が動き衝撃波?的な風圧を感じさせる音なんです。

Re そうですかー 投稿者:志賀 投稿日:2008年12月22日(月)15時48分30秒    
BM さん

>衝撃波?的な音は高調波成分なのですか?これを体感するには大型のスピーカーで無いと難しいと思ってるのですが。解らないので質問してるのでお許しを・・・

>衝撃波?的な音と高調波成分は違うのではと言う質問です。大太鼓を叩いた瞬間の膜が叩かれ空気が動き衝撃波?的な風圧を感じさせる音なんです。

それは失礼。ただし、これを正確に理解するにはフーリエ変換の理論をちゃんと理解する必要があります。一応ここに説明してあります。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/groupdelay.htm

要するに時間領域のどのような波形であっても周波数領域のスペクトルで表現できるということです。具体的にバスドラムの例を見てもらいましょう。

http://shigaarch.web.fc2.com/6607PianoC0.html#drum

これはバスドラムの衝撃音をFFTで変換し周波数領域のスペクトルに変換したものです。 37Hz のピークが基音でこれが腹にズシーンと来る重い音でサブウーファーが受け持ちます。衝撃音の場合かなり高い周波数までスペクトル成分があり、メインシステムが受け持ちこれが衝撃感を表し、また方向感もこの成分によって得られます。従って、方向性が殆ど無い基音のみを受け持つサブウーファーは一つで十分ということになります。

なお、37Hz までフラットな音圧を得る市販のスピーカーシステムは殆ど無くサブウーファーが絶大な威力を発揮するところです。

ここを参考にして下さい。


http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/subwoofersusume.html

Re そうですかー 投稿者:BM 投稿日:2008年12月22日(月)16時37分26秒  

有難う御座いました、もー私は数式を見るだけで頭が発熱しそうです・・・ドラムの音参考に成りました、なかなかオリジナルの音をだすのは大変な事だとは思っていましたがSWを付加してても、可也違いが有りますね。

ということで、私の結論は、少なくともクロスオーバー周波数が 50〜60Hz 以下ならサブウーファーは1個で十分であり左右に2個置く必要はないというものです。

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