スピーカーの周波数応答はどれくらい優れていますか?

周波数特性とは、一定の電圧で出力されたオーディオ信号をシステムに接続したときに、システムによって発生する音圧が変化する現象を指します。 ミニブルートゥーススピーカー 周波数が変化すると増加または減衰し、位相は周波数とともに変化します。この音圧と位相に関連する周波数に伴う変動は、周波数応答と呼ばれます。また、振幅が許す範囲内でサウンドシステムが再現できる周波数範囲を指し、この範囲内での信号の変化量を周波数特性、周波数特性とも呼びます。定格周波数範囲内において、出力電圧振幅の最大値と最小値の比をデシベル（dB）で表します。電力品質の概念では、周波数応答は通常、周波数によるシステムまたは計測センサーのインピーダンスの変化を指します。

周波数応答の決定方法

1. 分析方法

物理機構に基づく理論計算法は、系の構造や構成が容易にわかる場合にのみ適しています。システムの構造構成が与えられた後、システムの周波数応答は、対応する物理法則を使用した導出と計算によって決定できます。分析の正確さは、システムの構造に関する正確な知識に依存します。複雑なシステムの場合、分析方法は計算集約的です。

2. 実験方法

装置による直接測定の方法は、システム構造を決定することが困難な状況で使用できます。一般的に使用される実験方法は、正弦波信号をテスト信号として使用し、調査中の周波数範囲でいくつかの周波数値を選択し、各周波数で入力および定常状態出力正弦波信号の振幅と位相角を測定することです。入力に対する出力の振幅比の周波数による変化特性が振幅周波数特性であり、出力と入力の位相角差の周波数による変化特性が位相周波数特性である。

周波数応答性能

システムの遷移プロセスは周波数応答と明確な関係があり、これは数学的方法で取得できます。しかし、1 次および 2 次システムを除いて、そうするのには多くの時間がかかり、多くの場合、実用的ではありません。一般的な方法としては、周波数応答の特徴量からシステム遷移過程の性能を直接推定する方法があります。周波数応答の主な特性量は、ゲイン余裕と位相角余裕、共振ピークと共振周波数、帯域幅とカットオフ周波数です。

ゲイン余裕と位相角余裕

制御システムが安定しているかどうか、および安定余裕がどの程度あるかについての情報を提供します。

共振波高値Mrと共振周波数ωr

Mr と ωr は、振幅周波数特性 |G(jω)| の最大値として指定されます。および対応する周波数値。共役複素優勢極のペアを持つ高次線形定常系 (根軌跡法を参照) の場合、Mr の値が (1.0-1.4) M0 の範囲にある場合、比較的満足のいく遷移プロセス パフォーマンスが得られます。.ここで、M0 は ω=0 のときの周波数応答の大きさです。 ωr のサイズは、遷移プロセスの速度を表します。ωr の値が大きいほど、単位ステップの作用下でのシステムの出力応答の速度が向上します。

帯域幅とカットオフ周波数

カットオフ周波数 ωc は、振幅周波数特性 |G(jω)| が次の場合の臨界周波数として指定されます。 0.7M0に達し、減少し続けています。対応する周波数範囲 0≤ω≤ωc は帯域幅と呼ばれます。カットオフ周波数の意味は、システムには周波数が ωc より​​も高い信号成分をフィルタリングする機能があり、周波数が ωc より​​も低い信号成分はそのまま通過させるか、わずかに減衰させることができるということです。入力信号を再生するという観点からは、多くの場合、より広い帯域幅が必要になります。これは、より短い立ち上がり時間とより速い応答速度に対応します。ただし、高周波ノイズを抑えるという観点からは、帯域幅が広すぎてはいけません。したがって、帯域幅を決定するには、総合的な検討が必要です。

まず、人間の耳の可聴範囲（周波数特性）、つまり人が聞こえる音の範囲（聞き分ける）を理解します。通常の成人は 60Hz から 20kHz の間です。オーディオ機器の周波数特性とは、機器が音を復元して再現する周波数範囲を指します。オーディオ機器には「グレード」の違いはありますが、製品や商品として周波数特性が求められます。工業規格を満たすオーディオ機器は、20Hz ～ 20kHz の周波数応答を備えている必要があります。

この範囲を過度に誇張しても、実際には意味がありません。通常の人は、60Hz 以下または 18kHz 以上の音にはすでに非常に鈍感です。ホーム シアターなどのいわゆる「サブウーファー」は、実際の低周波ではなく、100Hz 未満のオーディオ信号を個別に処理および増幅します。

周波数応答は範囲です。下限は低いほど良く、20Hz以下が望ましい。上限は高いほど良く、20kHz以上が望ましいです。