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公式

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  1. Inductor (Low-Pass)

    Inductor (Low-Pass): スピーカークロスオーバー周波数 計算ツール

    Series inductor in henries; multiply by 1000 for millihenries.

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結果

直列コンデンサ(ハイパス)
9.947
マイクロファラッド(µF)
直列コイル(ローパス) 0.637 mH
クロスオーバー周波数 2,000 Hz
スピーカーインピーダンス 8 Ω
フィルターの次数 1次(6dB/oct)

スピーカークロスオーバー計算ツールとは?

パッシブクロスオーバーは、オーディオ信号を周波数帯ごとに振り分け、それぞれのユニットへ最適な帯域を送り込みます。低音はウーファーへ、高音はツイーターへといった具合です。このツールは、最もシンプルな1次(6dB/oct)のネットワークを設計します。ハイパス側(ツイーター用)には直列コンデンサ1個、ローパス側(ウーファー用)には直列コイル1個を使う構成です。ユニットのインピーダンスと希望のクロスオーバー周波数を入力するだけで、必要な部品の値が正確に求められます。

Diagram of a first-order passive crossover splitting an audio signal into high and low frequency paths to a tweeter and woofer
A first-order crossover routes highs through a capacitor to the tweeter and lows through an inductor to the woofer.

使い方

まず、スピーカーユニットのインピーダンスをオーム(Ω)で入力します。一般的には4Ω・6Ω・8Ωが多く、値はユニット本体に表示されています。次に、クロスオーバー周波数をヘルツ(Hz)で入力します。これは2つのユニットの担当帯域が切り替わるポイントで、ウーファーとツイーターの分割では2,000〜3,500Hzあたりがよく使われます。計算結果として、コンデンサの容量がマイクロファラッド(µF)、コイルのインダクタンスがミリヘンリー(mH)で表示されます。

計算式の解説

1次フィルターでは、部品のリアクタンスが負荷インピーダンスと等しくなる点で信号レベルが−3dBになり、これがクロスオーバー点です。容量性リアクタンスをRと等しく置くと \( C = \frac{1}{2\pi R f_c} \)、誘導性リアクタンスをRと等しく置くと \( L = \frac{R}{2\pi f_c} \) が得られます。インピーダンスが大きいほど、また周波数が高いほどコンデンサは小さくなり、インピーダンスが大きいほど、また周波数が低いほどコイルは大きくなります。

Graph showing two crossing frequency response curves with a 6 dB per octave slope meeting at the crossover frequency
High-pass and low-pass curves cross at the crossover frequency f_c with a gentle 6 dB/octave slope.

計算例

8Ωのユニットを2,000Hzでクロスさせる場合:$$ C = \frac{1}{2\pi \times 8 \times 2000} = \frac{1}{100{,}531} \approx 9.947\,\mu\text{F} $$ $$ L = \frac{8}{2\pi \times 2000} = \frac{8}{12{,}566} \approx 0.637\,\text{mH} $$ となります。つまり、ツイーター側には約10µFのコンデンサ、ウーファー側には約0.64mHのコイルを使えばよいということになります。

よくある質問

「1次」とはどういう意味ですか? 各フィルターに部品を1個だけ使い、1オクターブあたり6dBで減衰する方式です。スロープが緩やかで位相のズレも最小限ですが、その分ユニットを過大入力から守る効果は限定的です。

どんなコンデンサやコイルを買えばよいですか? コンデンサは無極性タイプ(フィルムコンデンサまたはバイポーラ電解)、コイルは空芯タイプで、使用するパワーに耐えられる定格のものを選びましょう。値は最も近い標準規格品に丸めて使用します。

サブウーファーにも使えますか? 同じ計算式が適用できます。ただし、より急峻な保護特性が必要な場合は、2次や4次のフィルターを選ぶ自作派が多いです。

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