スピーカーのインピーダンスの測定方法

スピーカーのインピーダンスとは、交流電流に対するス ピーカーの抵抗値のことです。インピーダンスが低いほど、スピー カーがアンプから引き込む電流は多くなります。アンプに対してインピーダンスが高すぎると、 ボリュームとダイナミックレンジが低下します。インピーダ ンスが低すぎると、アンプが十分なパワーを出そう として自壊する恐れがあります。スピーカーの一般的な音域を確認するだけなら、マルチメーターがあれば十分です。より正確なテストを行うには、専門的なツールが必要です。

方法1

簡単な見積もり

1. ラベルに記載されている公称インピーダン ス定格を確認する。ほとんどのスピーカーメーカーは、スピー カーのラベルまたはパッケージに定格インピー ダンスを記載している。この「公称」インピー ダンス定格（通常は4、8、16 Ω）は、一般的なオーディオ帯域の最小インピーダンスの概算値である。これは通常、250 Hzから400 Hzの間の周波数で発生します。実際のインピーダンスは、この範囲内ではこの値にかなり近く、周波数を上げるにつれてゆっくりと上昇します。この範囲より下では、インピーダンスは急速に変化し、スピーカーとそのエンクロージャーの共振周波数でピークに達します。

   • スピーカーのラベルには、表示されているインピー ダンスの実測値が表示されているものもあります。
   • これらの周波数が意味するところを説明すると、ほとんどの低音トラックは90Hzから200Hzの間にあり、「胸が高鳴る」ようなサブ・ベースは20Hzほど低いこともあります。パーカッション以外の楽器やボイスの大半を含むミッドレンジは、250 Hzから2 kHzをカバーします。
2. マルチメーターで抵抗を測定する。マルチメーターは、抵抗を測定するために小さな直流電流を送ります。インピーダン スは交流回路の特性なので、直接インピーダン スを測定することはできない。しかし、この方法で、ほとんどの家庭用オーディオのセットアップに十 分に近づけることができる。(例えば、この方法で4Ωと8Ωのスピーカーを簡単に見分けることができます）。最も低いレンジの抵抗設定を使います。多くのマルチメーターでは200Ωですが、より低い設定（20Ω）のマルチメーターの方が正確な結果が得られるかもしれません。

   • 抵抗値の設定が1つしかない場合、マルチメーターはオートレンジになっており、自動的に正しいレンジを見つけます。
   • 直流電流が大きすぎると、スピーカーのボイスコイルを損傷したり破壊したりすることがあります。ほとんどのマルチメーターは小電流しか流さないので、このリスクは低い。
3. スピーカーをキャビネットから取り外すか、キャビネット の背面を開けます。スピーカーの接続部やスピーカーボックスが緩んでい る場合は、ここで行う必要はありません。
4. スピーカーの電源を切ります。スピーカーに電源が供給されていると、測定が不 可能になり、マルチメーターが壊れる可能性があり ます。電源を切ります。端子に接続されている配線がはんだ付けされてい ない場合は、それを切り離します。

   • スピーカーのコーンに直接接続されている配線は、 外さないでください。
5. マルチメーターのリード線をスピーカーの端子に 接続します。端子をよく見て、どちらがプラスでどちらが マイナスかを判断する。マルチメー ターの赤いプローブをプラス側に、黒いプローブを マイナス側に接続する。
6. 抵抗値からインピーダンスを推定する。一般的に、抵抗値はラベルの公称インピー ダンスよりおよそ15％小さいはずである。例えば、8オームのスピーカーの抵抗値は、6オームか7オームの間であるのが普通です。

   • 大半のスピーカーの公称インピーダン スは、4、8、16オームである。変な結果が出ない限り、アンプと組み合わせる目的 で、お使いのスピーカーのインピーダンスはこれらのいずれ かであると考えて差し支えないでしょう。

方法2

正確な測定

1. 正弦波を発生させるツールを入手する。スピーカーのインピーダンスは周波数によって変化するので、任意の周波数で正弦波を発信できるツールが必要である。オーディオ周波数発振器が最も正確なオプションです。正弦波やスイープ機能を備えた信号発生器やファンクションジェネレータでも動作しますが、電圧が変化したり、正弦波の近似度が悪かったりするため、不正確な結果を出すモデルもあります。

   • オーディオテストやDIYエレクトロニクスに慣れていない場合は、コンピュータに接続するオーディオテストツールを検討してください。これらは正確さに欠けることが多いが、自動生成されるグラフやデータは初心者にはありがたいだろう。
2. ツールをアンプの入力に接続します。アンプのラベルや仕様書に記載されているパワーをワットRMSで確認します。パワーが高いアンプほど、このテストではより正確な測定値が得られます。
3. アンプを低電圧に設定します。このテストは、"Thiele-Small パラメーター "を測定するための標準的な一連のテストの一部です。これらのテストはすべて低電圧用に設計されています。アンプの出力端子に交流電圧を接続した状態で、アンプのゲインを下げます。電圧計は0.5～1Vの間を示すのが理想的ですが、感度の高い道具がない場合は、10V以下に設定してください。

   • アンプによっては、低周波で一貫性のない電圧を発生するものがあり、このテストが不正確になる一般的な原因となっています。最良の結果を得るには、正弦波ジェネレーターで周波数を調整しても電圧が一定であることを電圧計で確認してください。
   • できるだけ高品質のマルチメータを使用してください。安価なモデルは、このテストの後の測定の精度が低い傾向があります。電気店でより高品質のマルチメータのリード線を購入するとよいでしょう。
4. 値の大きい抵抗を選ぶ。以下のリストから、アンプの定格出力（ワット RMS）に最も近いものを探します。推奨される抵抗値で、定格ワット数以上の抵抗器を選 びます。抵抗値は正確である必要はありませんが、高す ぎるとアンプをクリップしてしまい、テストが中断 される可能性があります。低すぎると、結果の精度が落ちます。

   • 100Wアンプ：定格2.7kΩ抵抗器、最低0.50W
   • 90Wアンプ：2.4kΩ、0.50W
   • 65Wアンプ：2.2kΩ、0.50W
   • 50Wアンプ1.8k Ω、0.50W
   • 40Wアンプ1.6k Ω、0.25W
   • 30Wアンプ1.5k Ω、0.25W
   • 20Wアンプ1.2k Ω、0.25W
5. .印刷された抵抗値とは多少異なる場合があります。測定値をメモしてください。
6. 抵抗とスピーカーを直列に接続します。抵抗を挟んで、スピーカーをアンプに接続します。これでスピーカーに定電流が供給されます。
7. スピーカーを障害物から遠ざける。風や反射音波が、この繊細なテストを妨害する可能 性があります。最低でも、風のない場所で、スピーカーの マグネット側を下（コーンは上）にしてください。高い精度が要求される場合は、61cm以内に固形物 のないオープンフレームにスピーカーをボルトで固定し てください。
8. 電流を計算します。オームの法則（I = V / R、または電流 = 電圧 / 抵抗）を用いて電流を計算し、書き留めます。Rには、抵抗器の測定抵抗値を使用する。

   • 例えば、抵抗器の実測抵抗値が1230オームで、電圧源が10ボルトの場合、電流I = 10/1230 = 1/123 アンペアとなります。丸め誤差を避けるため、端数のままにしておいてもよい。
9. 共振ピークを見つけるために周波数を調整する。正弦波発生器の周波数を、スピーカーの使用目的の中域か高域に設定します。(スピーカーにAC電圧計を当てます。電圧が急激に上昇するのがわかるまで、周波数を一 度に5 Hzほど下方に調整します。電圧が最も高くなる周波数を見つける まで、周波数を前後に微調整します。これが、"自由な空気中 "でのスピーカーの共振周波数です（エンクロージャーや周囲の物体によって変わります）。

   • 電圧計の代わりにオシロスコープを使うこともできます。この場合、最大の振幅に関連する電圧を求めます。
10. 共振時のインピーダンスを計算する。インピーダンスZをオームの法則の抵抗に置き換えることができる。Z = V / Iを計算して、共振周波数でのインピーダンスを求める。このインピーダンスは、スピー カーが意図したオーディオ帯域で遭遇する最大 インピーダンスでなければなりません。

    • 例えば、I = 1/123アンペアで電圧計が 0.05V（または50mV）を測定した場合、Z = (0.05) / (1/123) = 6.15オームとなります。
11. 他の周波数のインピーダンスを計算する。スピーカーの意図する周波数範囲全体のインピーダン スを求めるには、正弦波を少しずつ調整する。各周波数での電圧を記録し、同じ計算 (Z = V / I)で、各周波数でのスピーカーのインピーダン スを求める。2つ目のピークが見つかるかもしれないし、共振周波数から離れればインピーダンスはかなり安定しているかもしれない。

この記事は、CC BY-NC-SAの下で公開されている「 スピーカーのインピーダンスの測り方 」を改変して作成しました。特に断りのない限り、CC BY-NC-SAの下で利用可能です。