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zoom RSS Acoustic MFBの実験(その1)

<<   作成日時 : 2013/06/09 10:18   >>

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 スピーカの性能改善でMFB(モーショナルフィードバック)という手が昔からありますが、ユニットが特殊になってしまう点あまり普及していません。そこで今回通常のユニットを改造なしで使えるアコースティックMFBの実験をしてみました。

 というのもサブウーファを考える上で、超低域のユニットはかなりの振幅が必要になります。それに伴って歪も数%と他の帯域に比べ桁違いに大きく、このリニアリティを改善できればかなり歪低減効果が期待できそうだからです。また低域だとアコースティック方式の問題点であるマイクとスピーカの距離による高域の時間遅れをあまり気にしなくても良い面もあります。

 アコースティックMFBとはマイクでスピーカの音圧を拾い、アンプの入力にNFBを掛けるものです。ここではマイクはパナのエレクトレットマイクのWM-61A(ただし内部FETのソースとケース間カット)を使用しています。使用スピーカはMARK AUDIOのAlpair10を使用し、ユニットの制御が中心なのでポートをふさいで簡易密閉としています。
 音圧モニターと周波数特性にOmniMIC、歪測定にはFF400とefuさんのWaveSpectra+WaveGeneを使用、再生音圧はユニットから5cm程度で歪測定ではそれぞれ103,106dBになるよう出力調整しています。(単位dB、5cm106dBで約1m80dB程度)

  グラフは黒がMFBなし、赤がMFB有りの時の周波数特性で、その差分がMFBと考えられます。低域高域とも安定性の為MFBが少なくなるようにクローズドループ周波数特性を調整しています。MFB量はVRで適度に調整したのものです。
 高低域では位相が回るためゲインが上がってしまい、特に40Hz以下ではNFBでは無く、かなりPFB(ポジティブフィードバック)になってしまっていますが、この程度だとまだ安定です。


 歪率はWSで検出マイクの高調波を実測しました。各基本周波数の2次3次高調波です。

       MFBなし       MFB有り       MFBなし補正
      2nd   3rd    2nd     3rd     2nd    3rd
45Hz  -25.8  -34.9   -40.9   -50.2   -35.8   -44.9
60Hz  -34.0  -45.5   -48.2   -57.0   -40.0   -49.0
 

 MFB無しの値はそのままでは周波数特性がMFBありと異なるので補正が必要です。高次の周波数でのゲインの差分歪が増えるので、右の補正した値で比較してください。それでも概ね5dBから8dBぐらい(約半減ですね)MFBを掛けた方が良くなって、MFBの量分改善しているようです。

 ただ検出マイクでなくモニターからの歪を見るとまだばらついているのでマイクの特性の問題もありそうです。
 また改善点としてMFB前の特性を補償する様にイコライザを掛ければ、位相も戻ってさらに低域までMFBが掛けれらるかもしれません。


 最初はスピーカの位相回転が大きいので発振を心配しましたが、結構何とうまくかかかっているようです。
まだバラック実験ですが、A-MFBの可能性はありそうです。

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