オーディオフッターのデザインに関する調査

スピーカーの迷走振動は、床との接触により部屋の表面に直接伝わります。 このため、部屋の表面はこの振動を可聴ノイズとして共鳴放射し、音楽の聴感に影響を与えることになる。 さらに、部屋の表面積が大きく、高い効率で音を放射するため、問題はさらに深刻になります。 低周波の振動は、インピーダンスが小さく部屋の構造全体に伝わるため、最も悪い影響を与える。

基本的な防振対策でも、このような構造物の振動による劣化を軽減することは可能です。 ラウドスピーカーの下に防振フッターを設置すると、残響時間、振動減衰のアーチファクト、一部の周波数での歪みが低減されます[1]。 オーディオ機器の振動を遮断することで、同様の効果を得ることができます。 これらのメリットの程度は、オーディオフッターのデザインによって大きく異なることがあります。

防振性能の測定

オーディオ用フッターとして人気のあるいくつかのデザインについて、防振性能の測定を試みました。 そして、同じ基準でフッターを測定し Carbide Baseフッターを同じ基準で測定し、比較しました。 各オーディオフッターについて、水平方向と垂直方向の防振性能を測定した。 振動の発生源として、電磁振動台、サブウーファー、2ウェイスピーカーの3種類の振動源を利用しました。 各実験では、振動源の上に4つのオーディオフッターを置き、さらにオーディオフッターの上にアルミニウム板を置きました。 アルミニウム板に重りをボルトで固定し、総質量約32kgのスピーカーやオーディオ機器の質量を模擬した。 その後、圧電型加速度センサーACH-01をプレートに両面テープで貼り付け、水平方向と垂直方向の加速度を測定した。

電磁波振動台

最初の測定には、電磁振動テーブルを使用した。 テーブルをデジタル制御して、テーブル面の振動振幅と振動数を変調させた。 テーブルの振動振幅を測定するために、テーブルに加速度センサーを取り付け、マルチメーターでセンサーアンプの出力を測定した。 アルミプレートに取り付けた2つ目の加速度センサーでも同様に行いました。 測定は、プレートセンサーから10Hzから200Hzまで5Hz間隔で行った。 振動台が2.5m/s2の加速度で振動するように、各間隔で調整した。 この測定は、各オーディオフッターの共振周波数付近の防振性能を調べるために、低音域に重点を置いて行われました。

この実験の利点は、測定中にテーブルが一定の振動を与えてくれることです。 これにより、オーディオフッターの共振が明確に識別できるようになりました。 この実験の欠点は、間隔をあけて測定するため分解能に限界があることだ。 この実験でも、振動減衰の挙動を知ることはできなかった。

サブウーファー

サブウーファーを振動源として使用し、低音域のスイープ測定を行いました。 PCで15Hzから200Hzの対数掃引サイン信号を生成し、サブウーファーで再生した。 加速度センサーはプレートの前縁と上部に取り付け、水平方向と垂直方向の振動を同時に計測した。 PCはプレートマウント型センサーの出力を記録するために使用された。 そして、測定結果は、振動の減衰を示すウォーターフォールグラフに変換された。 ウォーターフォールグラフのY軸はノイズフロアのアーチファクトを無視するように設定し、0dBFSがクリッピング前の限界に対応するようにした。 工場内の残響床で1mの距離から測定したスイープ時の最大SPLは93dBAであった。 スイープ中に発生したキャビネットの最大水平加速度は2.4m/s2でした。

2ウェイスピーカ

振動源として2ウェイスピーカを使用し、中高音域のスイープ測定を行いました。 中音域は200Hz～1kHz、高音域は1kHz～10kHzで掃引した以外は、サブウーファー実験と同じプロセスで実験を行った。 もう一つの違いは、加速度センサーのアンプがサブウーファーの測定値に対して+20dBのゲインを提供するように設定されていることです。 高周波数帯の振動振幅がもともと小さいため、追加ゲインを適用した。 ゲインを上げるとノイズフロアも上がるので、ノイズフロアのアーチファクトを避けるために、中高域のウォーターフォールグラフの可視部分を制限する必要がありました。 また、駆動電圧を一定にしたスイープ測定では、ラウドスピーカーの最大SPLは93dBAとなりました。 このスイープ時のキャビネットの水平加速度の最大値は1.9m/s2でした。

サブウーファーとラウドスピーカーの実験の利点は、各オーディオフッターの振動減衰挙動を高解像度で見ることができることである。 デメリットは、振動台の実験ほどキャビネットの振動が周波数に比例しないことでした。 しかし、キャビネットの振動挙動は測定間で一貫しており、オーディオフッター間の相対的な比較に有用である。 各測定は2回連続で行い、平均化することでキャビネットの振動挙動のばらつきを平滑化した。

各機器の下にある「測定値」テキストをクリックすると、そのグラフの表示・非表示が切り替わります。

水平方向と垂直方向の測定値は別のタブに表示されます。

免責事項

この実験では、中～大音量で再生するラウドスピーカーやサブウーファーのキャビネットで直接体験する振動振幅をシミュレートしています。 オーディオフッターによっては、低振幅の振動を分離する際に測定値が異なる場合があります。 さらに、サポートされている質量は、一部のオーディオフッターの性能に影響を与えるため、質量を変更すると測定値が変化することがあります。 最後に、これらの測定はすべて音楽の動的状態とは異なる、ほぼ定常状態の正弦波振動刺激で行われたものである。

結論

テストしたオーディオフッターの防振性能には大きなばらつきがあった。 多くの場合、低音域と中低音域でフッターを介して不要な浮遊振動が増加しました。 また、減衰が不十分で、最初の刺激から長い時間共振が続いているケースもあり、これはウォーターフォールのグラフに見られる長い減衰時間に表れている。

Carbide Base、低音と中低音を分離して減衰させる優れた能力を持ち、これらの周波数帯域の透明度を最大限に高めることができるユニークなものでした。