「音の焦点(?)」をプラセボ少なめで調整するための配線案(マニュアル・サウンド・フォーカスのための実験回路)、その６。

　「音の焦点」を調整するために「ケーブルを延々と這わせる」という方法がある、と。
　……で、ケーブルを延々と這わせるということは、「丸まったケーブルを解かずに使う*1」ことになる、と。
　それから、ケーブルの等価回路はすごく適当に書くと↓のような感じ(VVFやTIVFのような密平行線と、Belden84x0のような粗平行線では値が違ってくると思う)。

　この回路でコンデンサとコイルを再現性の高い方法で再現するのは結構面倒……なのだけれど、抵抗だけならすぐにでもできるのかも……ということで、とりあえずやり方を考えてみたり。

(ふつうにスピコンでスピーカへ繋いでいるとして)用意するものは次のとおり。

NL4FX──2個＝左右に一個ずつ。
NL4MP-ST──2個＝左右に一個ずつ。
IV線──VVFを20センチほど切り出して、それの外皮を剥いたもの(＝IV線が20cm×2本とれる)。
秋月電子の箱入りカーボン抵抗1/4W──47Ωと10Ωと4.7Ωを一箱ずつ。実験しやすさを考えると、22オームがちょうどいい気もするけど。
ポジドライブドライバNo.1──1本、アイツールで売ってる。

基本的な使い方。

NL4FXとNL4MP-STの１−同士を繋ぐために、IV線(20cm、白黒区別なし)を突っ込む。ねじはきちんと「ポジドライブドライバNo.1」を垂直に差し込んで締める。
NL4FXとNL4MP-STの１＋同士を繋ぐために、秋月の抵抗器を複数本(最低でも4本以上)突っ込む。ねじはきちんと「ポジドライブドライバNo.1」を垂直に差し込んで締める。
こいつを、スピーカとスピーカケーブル(スピコン取り付け済みのもの)との間に挟みこむアダプタのようにして使う。
抵抗の本数を増やしたり減らしたりしてみる。ただし1本あたり1/4Wしか許容していないため、少ない本数を使うときには音量を上げすぎないように注意(火災の危険性あり)。

予想写真その１──外すときが大変なので、あまりお勧めはできない──。

　VVFを切るのが面倒だったので、余りもののTIVFを流用しています。
　このアダプタの「オス」側はスピコンオスカバーをつけていないので、スピーカユニットから外すときに痛い思いをすることになります。あのオスカバーは「スピコンオスをスピーカから外すために、指をかける位置としても重要」なんだなぁ……と、妙なところに感心させられてしまいました。

予想写真その２──抵抗を付け外しするのが面倒になるけど、「その１」よりは結果的にマシだと思う──。

　VVFを切るのが面倒だったので、余りもののTIVFを流用しています。
　あと、スピコン用のドライバも写真に写っています。

これは何の意味があるのか。

　スピーカから見たアンプのダンピングファクタを下げます(スピーカから見たアンプの内部抵抗を上げます)。
　ただし、音声帯域全域に渡って同じ抵抗値であるということは保証されていないので、抵抗器のカラーレーションが出てくるはずですけれども。
　抵抗器よりもスピーカのほうが「音声帯域内での、周波数ごとの抵抗値変動」がより大きい(適当に書くと下図の様な感じ)ことが、ここでの肝となります。

　オームの法則が理解できていないと「オカルトチックに眺めてしまう危険性が出てくる」ので、そこがいまいちピンと来ていないという方は【オームの法則 - Google 検索】をご覧ください。
　このような都合から、抵抗器とスピーカとで分圧された時には以下のような傾向を示します。

抵抗器は比較的抵抗値が安定しているのに対して、スピーカ自身の抵抗値はf0あたりで極端に大きくなります(ユニットにもよりますが、ウーファーであれば公称インピーダンスの10倍……60Ωとか)。抵抗器は抵抗値が変わらないのに、スピーカの抵抗値だけがf0付近では大きくなる──より大きな電圧がスピーカーに掛かる──ため、より大きな電圧がf0付近ではスピーカにかかり、結果として「他の帯域よりも大きな音で」聞こえます。アダプタに挿す抵抗器の合成抵抗値が大きいほど(ここでは挿す並列抵抗の数が少ないほど)、この傾向は顕著になります。
抵抗器は比較的抵抗値が安定しているのに対して、スピーカ自身の抵抗値は高い帯域になるほど緩やかに大きくなります(ユニットにもよりますが、f0でのピークを過ぎて一番インピーダンスが低くなったところから、20kHzあたりへとかけてゆるやかに公称インピーダンスの数倍へと上がっていきます)。抵抗器は抵抗値が変わらないのに、スピーカの抵抗値だけが高域に近づくほど大きくなる──より大きな電圧がスピーカーに掛かる──ため、音程が高くなればなるほどより大きな電圧がスピーカにかかり、結果として「他の帯域よりも大きな音で」聞こえます。アダプタに挿す抵抗器の合成抵抗値が大きいほど(ここでは挿す並列抵抗の数が少ないほど)、この傾向は顕著になります。
このアダプタがない場合、スピーカはアンプが出す電圧値に強力に追随します。アンプが無音(±0V)になっている状態でスピーカが外圧や過去の振動によって震えようとしても、その力はアンプ(の内部抵抗値経由でショートすること)によって押さえ込まれます。ところがこのアダプタにより抵抗をかませると、この制動力が弱くなるため、突発的な発声や、突発的な静寂といった、極端な変化を再現しようとしてもうまく行かず、ダラダラと鳴っているような印象を受けることになります。
- 出力抵抗の増加は必ずしも害悪のみをもたらすとは限らない点に注意。もともとこの制動力は「スピーカユニット→スピーカ端子→アンプの出力端→NFB→アンプの反転入力→アンプ→アンプの出力端」と循環して「わずかな遅れを伴って、そこら辺のノイズを一揃いNFBへと巻き込みつつ、無理やり電気的に制動を抑制する」ことにより実現されています……が、【銀メッキ線と音の焦点に絡む、しょーもないメモ。 - 雑記/えもじならべあそび】に挙げたような理由によって、この手の制動力は「思ったとおりには働かず、出来上がったとおりに働くのみ」という性質があります。実際のところ、出力抵抗が1〜2Ω位はあるような真空管アンプでも、それはそれで味がある音楽が聴けますし。一般的に真空管アンプでは「ダンピングファクタが1未満(＝スピーカの公称インピーダンスよりも大きい)にならなければよい」ぐらいの設計で作られているようですが、だいたい2以上(＝スピーカの公称インピーダンスの半分以下)あれば、まず「きちんと楽しめる範囲」といえるでしょう。

調整方法。

とりあえず、NL4FXとNL4MP-STの１＋同士を繋ぐために、秋月の10Ω抵抗器を10本突っ込む。これを左右チャネル共に行う。
- 並列なので、単体での合成抵抗は1Ω＆単体での許容電力は2.5W。
- Crown/D-45の内部抵抗は2桁くらい低いので、この際無視。8Ω時の最大出力は25Wだから、このときの電圧は14.14V(RMS)……これを使ったときのダンピングファクタ(8Ωスピーカに接続したとき)は「8」、これとスピーカを繋いだときにこれに掛かる電圧は14.14×1/(1+8)＝1.57V(RMS)、抵抗が消費する電力は2.47Wとぎりぎり……なので、フルボリウムで正弦波を出したりするのは危険。音楽の出力であればぎりぎり大丈夫。
高域をもっと出したい……と思ったら、毎回このアダプタをスピーカとアンプから取り外して、抵抗器を一本ずつ抜いていく。
- 抵抗器は全体域で抵抗値がだいたい安定するけど、スピーカは高音域ほど抵抗値が高くなる……ので、オームの法則にしたがって「分圧比は高音域ほどスピーカ側が高くなる(＝f0近辺を除いて、分圧比は低音域ほどスピーカ側が低くなる)」ので、結果として抵抗値が増えれば「f0付近と高音域よりの音が大きく聞こえる(＝それ以外の帯域が大きく減衰される)」という、きわめて当たり前の結果をもたらす。
手元で確認した感じでは、だいたい10Ω抵抗器4本(〜5本)くらいでちょうどいい感じ……かな？という感じが。
- 並列なので、単体での合成抵抗は2.5Ω＆単体での許容電力は1W。
- Crown/D-45の内部抵抗は2桁くらい低いので、この際無視。8Ω時の最大出力は25Wだから、このときの電圧は14.14V(RMS)……これを使ったときのダンピングファクタ(8Ωスピーカに接続したとき)は「3.2」、これとスピーカを繋いだときにこれに掛かる電圧は14.14×2.5/(2.5+8)＝3.36V(RMS)、抵抗が消費する電力は4.53Wと定格オーバー……なので、大音量での音楽出力は危険。
  - このまま同じ合成抵抗値で使うばあい、このままでは抵抗器が焼損する恐れがあるので、合成抵抗値が同じになるように小細工をする必要がある。【NL4FXとNL4MP-STの１＋同士を繋ぐ抵抗値の本数を倍】にして(これで合成抵抗値は半分)、さらに【NL4FXとNL4MP-STの１−同士にも、１＋同士を繋ぐのと同じ本数の抵抗を挿し込む】(これで全体の合成抵抗値は元に戻る)とする……と。
    - この場合、【NL4FXとNL4MP-STの１＋同士を繋ぐ抵抗器】と【NL4FXとNL4MP-STの１−同士を繋ぐ抵抗器】との間で配線が接触すると大変なことになるので、それぞれが接触しないようにまとめて熱収縮チューブなどで処理しないとまずい。１＋系と１−系に分割すると、それぞれの系に掛かる電圧は半分になり(抵抗値が半分になり、それを２系統直列にしているので、電流値は変わらない)、それぞれの系の許容消費電力は倍になる(系あたり2W)。それぞれの系で消費するべき電力は、電圧半分電流そのままなので、4.53W/2＝2.27W……やっぱりちょっとオーバーしている。IOCランプがつかない程度の音量で聴くならまず問題はないところになるけど、あまりムリはしないほうがよさそう。

47Ω1/4W抵抗器の並列接続による合成抵抗値と、VVF1.6mmの路線抵抗換算値。

4個	11.75Ω/unit	1317.26m相当	1W/Unit
5個	9.4Ω/unit	1053.81m相当	1.25W/Unit
6個	7.83Ω/unit	878.18m相当	1.5W/unit
7個	6.71Ω/unit	752.72m相当	1.75W/unit
8個	5.88Ω/unit	658.63m相当	2W/unit
9個	5.22Ω/unit	585.45m相当	2.25W/unit
10個	4.7Ω/unit	526.91m相当	2.5W/Unit
11個	4.27Ω/unit	479.01m相当	2.75W/Unit
12個	3.92Ω/unit	439.09m相当	3W/Unit
13個	3.62Ω/unit	405.31m相当	3.25W/Unit
14個	3.36Ω/unit	376.36m相当	3.5W/Unit
15個	3.13Ω/unit	351.27m相当	3.75W/Unit
16個	2.94Ω/unit	329.32m相当	4W/Unit
17個	2.76Ω/unit	309.94m相当	4.25W/Unit
18個	2.61Ω/unit	292.73m相当	4.5W/Unit
19個	2.47Ω/unit	277.32m相当	4.75W/Unit
20個	2.35Ω/unit	263.45m相当	5W/Unit
21個	2.24Ω/unit	250.91m相当	5.25W/Unit
22個	2.14Ω/unit	239.5m相当	5.5W/Unit

10Ω1/4W抵抗器の並列接続による合成抵抗値と、VVF1.6mmの路線抵抗換算値。

4個	2.5Ω/unit	280.27m相当	1W/Unit	←当方実験環境では「わずかに高域過多」。
5個	2Ω/unit	224.22m相当	1.25W/Unit	←当方実験環境では「わずかに中域過多」。
6個	1.67Ω/unit	186.85m相当	1.5W/Unit
7個	1.43Ω/unit	160.15m相当	1.75W/Unit
8個	1.25Ω/unit	140.13m相当	2W/Unit
9個	1.11Ω/unit	124.56m相当	2.25W/Unit
10個	1Ω/unit	112.11m相当	2.5W/Unit
11個	0.91Ω/unit	101.92m相当	2.75W/Unit
12個	0.83Ω/unit	93.42m相当	3W/Unit
13個	0.77Ω/unit	86.24m相当	3.25W/Unit
14個	0.71Ω/unit	80.08m相当	3.5W/Unit
15個	0.67Ω/unit	74.74m相当	3.75W/Unit
16個	0.63Ω/unit	70.07m相当	4W/Unit
17個	0.59Ω/unit	65.95m相当	4.25W/Unit
18個	0.56Ω/unit	62.28m相当	4.5W/Unit
19個	0.53Ω/unit	59m相当	4.75W/Unit
20個	0.5Ω/unit	56.05m相当	5W/Unit
21個	0.48Ω/unit	53.38m相当	5.25W/Unit
22個	0.45Ω/unit	50.96m相当	5.5W/Unit

4.7Ω1/4W抵抗器の並列接続による合成抵抗値と、VVF1.6mmの路線抵抗換算値。

4個	1.18Ω/unit	131.73m相当	1W/Unit
5個	0.94Ω/unit	105.38m相当	1.25W/Unit
6個	0.78Ω/unit	87.82m相当	1.5W/Unit
7個	0.67Ω/unit	75.27m相当	1.75W/Unit
8個	0.59Ω/unit	65.86m相当	2W/Unit
9個	0.52Ω/unit	58.55m相当	2.25W/Unit
10個	0.47Ω/unit	52.69m相当	2.5W/Unit
11個	0.43Ω/unit	47.9m相当	2.75W/Unit
12個	0.39Ω/unit	43.91m相当	3W/Unit
13個	0.36Ω/unit	40.53m相当	3.25W/Unit
14個	0.34Ω/unit	37.64m相当	3.5W/Unit
15個	0.31Ω/unit	35.13m相当	3.75W/Unit
16個	0.29Ω/unit	32.93m相当	4W/Unit
17個	0.28Ω/unit	30.99m相当	4.25W/Unit
18個	0.26Ω/unit	29.27m相当	4.5W/Unit
19個	0.25Ω/unit	27.73m相当	4.75W/Unit
20個	0.24Ω/unit	26.35m相当	5W/Unit
21個	0.22Ω/unit	25.09m相当	5.25W/Unit
22個	0.21Ω/unit	23.95m相当	5.5W/Unit

たとえば10Ω抵抗の4本並列でいい感じになった場合、それに対応する路線抵抗をもつ【VVF1.6mm-280.27m相当】に取り替えてやることで、同じ効果を期待できる？

　そう単純には行かないです……今回のは「VVFエミュレーション回路」としてはお粗末過ぎる仕様なので。

　上の図のうち「R」以外は今回再現していないので、VVFを実際に使えば「LC」の部分が作用してきます(どちらも高音域ほど音量を少なくするように働く)。
　特にVVFを巻いたまま使う場合、コイルとしての性質とコンデンサとしての性質がより強く出るから、抵抗器よりは高音増強効果(いやちがうか、相対的な中音域減衰効果)が出にくいと思います(伸ばすべきか短くするべきかは知らん)。
　下手をすると、巻いたVVF同士を重ねる向き(＝まき方向)が逆になるように積み重ねたり、置きかたを縦にしたり斜めにしたりするだけで、長さを変えなくても音のバランスがころころと変わってしまう可能性が出ますね。誘導性の結合と容量性の結合が定数に含まれていれば(ってゆーか、そんなにとぐろ巻きの電線を使っていれば逃れられるはずがない)、置き方次第で「再現性のない配線長」という、ちょっと困った数字が出てきてしまうのかもしれません。

今日の感想。

　電線でダンピングファクタを制御するのは大変だよなぁ……と思った。

「これでホントにキンキンの音になりますか？」

　……さぁ。
　抵抗器の合成抵抗値が増えれば増えるほど「高音がとてもうるさい状態(電気的に正確にあらわせば、中音域が極端に絞られた状態)」にはなるよ、まちがいなく。これはイヤフォンでも「ER-4P」を「ER-4S」に変換するアダプタで使われていたりするくらいだし、イヤフォンアンプではたまにそういうことをわざとやっていたりもする。
　ただし、そこまで持っていくのに「電線で必要な抵抗値を確保する」というのは現実的じゃないけれども。
　電気的には「周波数によって抵抗値が変わらない抵抗器」と「周波数によって抵抗値がころころ変わるスピーカ」を直列接続して、その分圧比にしたがって減衰量が変わる……というだけの話だから、オカルトさは微塵もないし。

　ただ、これが「プロケーブル用語として語られているところの、音の焦点とかいうもの」とイコールなのかどうかは……物理的な原理原則に従った説明があそこには書いてないから、さっぱり解らない。
　これは単に「スピーカのインピーダンスカーブを悪用？*2したイコライズ技術」であって、それ以上でもそれ以下でもないから。

　VVFケーブル巻き*3を正確にネットワーク回路として再現するには、どういう方法で計算すればいいのかなぁ……。

同日2132追記。

　……って、音量とかの条件が揃わないと意味がないことを忘れていたorz。
　機器構成を書いて、騒音計と基準CDを用意して、かつゲイン調整方法と減衰量を書いて……というところまで標準化しないと、意味のある話にはならないのかも。
　あとはなにか必要な物やコトが残っていたりするのだろうか。

2008年6月5日22:52:19追記。

NL4FXの１＋をポジ・NL4FXの１−をネガとして、Mogami2534/20cmで引き出して、TRSピン経由でRoland/UA-25に導入する(シールドはTRS側のみ接続)。
NL4MP-STの１＋をポジ・NL4MP-STの１−をネガとして、Mogami2534/20cmで引き出して、TRSピン経由でRoland/UA-25に導入する(シールドはTRS側のみ接続)。

　……というふうにして、変換アダプタを通す｢前と後｣を相対的にWavegeneで見ることができるようにする必要がある……のかも。
　差動アンプ経由で「差を見る」から、−側に何かをはさんでいても変わることなく、きちんと見られるはず。

　……で、そういう風にして「抵抗器以外のものをはさんだとき」についても、視覚化できるのかなぁ……VVFとか、TIVFとか。

翌日2111追記。

　コンデンサの再現をするのは大変だけれど、コイルの再現なら「複線のＶＶＦではなくて、単線のＩＶ線がドラム状に巻かれたもの」をつかえば、空芯コイルとみなして使えるな。
　複線巻き線だと行き帰りの線が磁界を相殺してしまうけど、単線巻き線なら大きく効果が出るから、それほど線長がなくても効果はでる。効果が強すぎるときは解いていけばいいし、効果を強くしたいときは巻き足せばいいから、コイルとしての操作に矛盾しない。電源平滑用コンデンサが高価だった昔はチョークコイルの線を自分で巻いていたりしたくらいだから、そういう時代を懐かしんでみるという手も。
　……って、ＩＶ線のドラム巻きなんて売ってるのだろうか。まぁ、なければ適当な物に対して、ＩＶ線や、あるいはＴＩＶＦを単線に引き裂いた物などを巻いていけばいい話なのだけれど。

20080607-1245追記。

　……わざわざ単線を使う必要はないコトに気づいた。
　どうせ巻いたまま使うのだから、「スピーカケーブルは巻きはじめ側の白黒をアンプに・巻き終わり側の白黒をスピーカに」などと(片方を行き、もう片方を戻りにして、電流の流れる方向が逆向きになるようにつかう)する必要はない。
　そうではなくて、「巻きはじめの白と巻き終わりの黒をアンプに、巻きはじめの黒と巻き終わりの白をスピーカに」というふうにつないでやる(片方の電流通過方向を常識とは逆にして、平行する線に同じ方向の電流が流れるようにする)と、複線のままコイルとしての効果を発揮できる、と。

　……↑の図は2008年6月7日23:41:30あたりに追記しました。で、「復線」ではなくて「複線」の間違いです……orz。
　それと、コイルの再現に関する追記部分は【「音の焦点(?)」をプラセボ少なめで調整するための配線案(マニュアル・サウンド・フォーカスのための実験回路)、その７──超手抜きコピペ版──。 - 雑記/えもじならべあそび】としてコピペしています。

　ちなみにこれは、VVFやTIVFに限らず、カナレのQUADケーブルであろうと、そこらへんのスピーカケーブルだろうと、キャブタイヤケーブルだろうと、全く変わることなく「2本の線が平行にくっついていれば、素材に関係なく」いけます……なぜなら、これはコイルとして使うのだから、ということで。

20080607-1305追記。

　「その６」と「その７」は逆方向調整だから、このふたつで「音の焦点合わせといわれている行為」をカバーできると思う。
　……メッキ云々はまったくからまないけれど。

20080627-0037追記

　うちみたいなテキトーな方法ではなくて、きちんと解析されている方がいらっしゃいますので、そちらの記事もご覧ください。

http://ameblo.jp/kyon072/entry-10106221873.html
http://ameblo.jp/kyon072/entry-10110189505.html

　回路素子を実デバイスとして実装するときには、各素子毎に等価回路を導き出さないといけない(測定器レベルでは問題になりそう)……のですが、今回取り上げられている事例のような場合には、そこまでしなくても良さそうな感じですね。
　

*1:巻き径を変えたり、巻いた中に鉄心相当異物を置いたりしたら、やっぱり「音の焦点」とやらはずれるのかしら？ケーブル長は変わってないけれど。

*2:スピーカのインピーダンスカーブは「こういう調整が行われることを前提に設計されているわけではない」ので、機器によって極端にばらつくところが一番の悩みの種。

*3:翌日0107追記……巻いていないVVFケーブルを想定していると思われる「メーカー公称特性」から算出した値については、(この日記が書かれるよりも前の時点で)すでにkyonkyonさんのblogで解析結果が公開されているようです。kyonkyonさんによる計算値に対して、そこから「ケーブルを巻いた場合」にどう実際の値がずれていくのか……というところについては調査しようがない(電源線は「巻いたまま使うような代物ではない｣ので、そんな特性をメーカーが計っているわけがないですし^^;)ので、そこのところがややこしい問題ということになりそうですね。