スピーカーの能率が違うと何が変わる?わかりやすく解説します。

スピーカーのスペックに書いてある能率。〜dBと書かれていますが、これがなんなのかご存じない方もいらっしゃるのではないでしょうか。

値は製品によって違っていて、下は80dBから上は100dBを超えるものもあります。

能率とは何か、この値が違うと何が変わるのか。フルレンジスピーカーを例に解説していきます。

※フルレンジスピーカーと書いたのは、スピーカーの能率がフルレンジユニットもしくはウーファーの能率で記載されているからです。ホーンドライバーやツイーターは能率が100dBを超えることが普通で、マルチウェイスピーカーではホーンドライバーとツイーターへの入力はネットワークでアッテネートさせてフルレンジとの整合を取るようになっています。

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スピーカーの能率とは?

アンプから1Wの信号を入力したときに、1m離れた場所での音量(dB)のことを言います。この値が高い方が高能率。低いと低能率になります。

高い・低いの線引きはどこから?

80dBなら低い。100dBを超えていれば高いと言えますが、明確にどこからという線引きは、時代によって変化します。

一昔前は90dB後半〜100dB程度が一般的でしたが、最近は80dB後半〜90dB半ばの製品を多く見かけます。

「最近のスピーカーは能率が低い」という意見はこうした傾向を根拠に低いと言っています。

なぜ能率が下がってきているのかは後述。

値が違うと何が変わる?

必要なパワーアンプの出力が大きく変わってきます。

例をとって考えてみましょう。他のスペックが全く同じで、能率97dBのスピーカーと100dBのスピーカーがあったとします。

この2つのスピーカーから、それぞれ1m地点で120dBの音圧を出そうとした際に必要となる出力は

100dBの場合

$120 – 100 =20dB$

$20dB = 10\log_{ 10 } 10^2$

$\therefore 10^2 = 100$

となって100W

 

97dBの場合

$120-97=23dB$

$23dB = 10\log_{10}10^2+10\log_{10}10^{0.3}$

$10^{0.3} \fallingdotseq 2$

$\therefore 10^2 \times 2=200$

となって200Wになります。

たった3dBしか違わないのに出力は2倍変わってきてしまいます。100W違うって結構大きいですよね?

低能率スピーカーはパワーアンプの出力が大きくないと鳴らない。この点を覚えておきましょう。

なぜ能率にはばらつきがあるのか?

能率が低いと大出力のアンプが必要になるのなら、高能率のスピーカーを選んだ方がいいと思いますよね。

ですが市販の低能率スピーカーはある理由があって、あえて能率を落としています。

その理由とは、スピーカーがコンパクトになるということです。

フルレンジスピーカーの周波数特性がこんな感じだったとします。この場合、使用できる下限周波数は-3dBとなる80Hzまでといったところです。

これより低域を伸ばすには、ユニットのサイズを大きくするか、サブウーファーを追加することになります。

ところが、このスピーカーの能率を3dB落とすとどうなるでしょうか?

低域の特性がちょっと下に伸びましたね?

スピーカーの能率を落とすことで、ユニットサイズを大きくしないで、より低域の特性を伸ばすことが出来ます。

音はどっちがいいの?

比較できません

経験的に、両者は音の傾向が違うように感じます。論評しているサイトもよく見かけます。

が、能率が違うとアンプの出力が変わるため厳密な比較ができません。そのためスピーカー単体でどっちが良いとは言い切れないんです。

ですがここで、ちょっと視点を変えてパワーアンプから見たそれぞれのスピーカーの違いを考えてみます。

  • 低能率スピーカーはアンプへの負担が大きい
  • 能率の高いスピーカーは、アンプへの負担が少ない

どういうことかというと、能率の低いスピーカーでは相対的に流れる電流が多くなるためアンプ側の負荷が重くなります。

ドラムの音のような大きくて瞬間的なピーク成分が入ると電流が変化に追従できなくなる→波形がへこたれてしまいます。

立ち上がりの早い音や低域ほど電流変化が大きいので、能率の低いスピーカーは立ち上がり・低域の再生に問題が出やすくなります。

つまり能率の低いスピーカーの音質はアンプの性能(電流供給能力)に左右されやすいと言えます。

アンプと負荷のインピーダンスの関係についてはヘッドホンの記事でも紹介しています。

ヘッドホンのインピーダンスの違いは音にどう影響するのか?
ヘッドホンのインピーダンスって随分違うけれど、でもこの違いが音にどう影響するかわかりにくいですよね。そもそもインピーダンスって何?という疑問から、インピーダンスの違いがヘッドホンの音質にどう影響するのかを電気的な視点から見ていきたいと思います。

もともとスピーカーでは、ユニット径が大きくなると元の場所に戻ろうとする力(機械抵抗)大きいため、能率うんぬん関係なくアンプ側が十分な電流供給能力を持っておく必要があります。

アンプの電流供給能力を示す指標として用いられるのがダンピングファクターという値です。値が大きいほど供給能力は高くなります。

最近のスピーカーで、ユニット径12インチ以上のウーファーや、小口径でも能率が80dB後半〜90dB半ばであれば、ダンピングファクターが300以上あるアンプを使うのがオススメです。(理由についてはそのうち)

CROWN(AMCRON) ( クラウン(アムクロン) ) / XTi 2002

QSC ( キューエスシー ) / PLX2502 ステレオ・パワーアンプ

いずれもダンピングファクターは500以上になっています。昔と違って重さも10kg以下なので運びやすいです。

私はQSC PLX2502を使っています。18インチのウーファーでもしっかりドライブしてくれる頼もしいやつです。

【余談】

中にはダンピングファクターが2000とかいうお化けアンプも存在しますが、あれは野外で4パラとかした時にダンピングファクター500を確保できるようにしているものです。

4対向とかで運用するのでなければ、ダンピングファクターは500あれば十分です。

まとめ

スピーカーの能率が違うと・・・

  • 能率が80dB後半〜90dB半ばのスピーカー→コンパクトだがアンプはいいものを
  • 能率が90後半〜100のスピーカー→広帯域を狙うと大きくなりがち

ざっくりいうと、こんな感じのお話でした。

 

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