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Thiele-Smallパラメータ:スピーカーユニット設計にどのように影響するか?

高性能なスピーカーシステムを設計するには、スピーカーユニットの主要なパラメータを理解することが鍵です。このパラメータはスピーカーシステムの音響性能に直接影響します。そこで、スピーカーユニット専用に設計されたIEC 60268-5規格は、スピーカーパラメータの測定方法を明確に規定しており、設計者がデータ駆動でスピーカーの周波数範囲ごとの性能を正確に評価し、必要に応じたスピーカー製品を設計できるようにしています。この設計の基礎データを提供するのが、「Thiele-Smallパラメータ(TSパラメータ)」です。

参考記事:スピーカーの性能を「見える化」するには必要な検証とは? | アリオン株式会社

お客様が直面している課題

今回の事例では、ノートPCメーカーのお客様がスピーカーをノートPCに統合する際、Thiele-Smallパラメータが極めて重要な要素となることが分かりました。正確なTSパラメータがない場合、以下の設計に影響を及ぼす可能性があります。

  • 低音域の応答設計
  • スピーカー筐体のサイズと構造設計
  • スピーカーとアンプの適合性
  • 音響調整と最適化
  • 製品の一貫性と信頼性

より正確で安定した測定データを得るために、お客様は音響コンサルティングチームと測定設備を備えたアリオンに専門的な技術支援を依頼しました。

アリオンの解決策

Step 1:お客様ニーズの把握と技術コンサルティング

お客様のニーズを把握した上で、アリオンの音響コンサルティングチームは、スピーカー設計における主要パラメータを共有し、以下の項目の重要性を説明しました。

  • 共振周波数(Fs)
  • 等価空気容積(Vas)
  • 総合Q値(Qts)
  • モーターファクター(Bl)
  • 機械系抵抗(Rms)
  • 機械系コンプライアンス(Cms)
  • 機械系質量(Mms)
  • 機械Q値(Qms)
  • 電気Q値(Qes)
  • L2、R2
  • Erm、Krm、Exm、Kxm

Step 2:テストプランの策定と測定

TSパラメータの測定結果をより正確にするため、アリオンは真空設備を導入しました。真空条件下でスピーカーのインピーダンス曲線を測定することで、空気負荷を排除し、振動系質量(Mm)、コンプライアンス(Cm)、力抵抗(Rm)などの重要パラメータを正確に測定します。

Step 3:データ分析と設計提案

スピーカーパラメータのデータを取得した後、お客様は異なる筐体設計案の比較を進めました。アリオンは「総合Q値(Qts)」の測定データに基づいて、設計について密閉型筐体を採用するか、バスレフ型筐体を採用するかのディスカッションを行いました。

アリオンの音響コンサルティングサービスの内容

  • スピーカー主要パラメータ測定
  • スピーカーシステム設計案の提案
  • 製品設計の性能検証
  • 専門的な問題分析とデバッグサポート

導入効果

お客様は最終的にアリオン音響コンサルティングチームの提案を採用し、全体の開発設計期間と人的コストを削減することに実現しました。また、スケジュール通りにプロジェクトを完了し、製品量産フェーズに予定通り投入しました。

Time to Market with Quality(最短時間かつ高品質で市場投入)

~Faster、Easier、Better! 価値共創を実現~

アリオンの音響コンサルティングサービスを通じて、設計案のデータ比較を迅速に提供し、低音域応答を最大化しつつ優れた音響効果を最大化することができます。これにより、お客様は十分な情報に基づいた意思決定をより迅速かつ効果的に行うことができます。当社は、「Faster(より迅速)、Easier(よりスムーズ)、Better(より優れた)」で高品質サービスを提供し、お客様の製品が高品質で市場に投入されるよう支援します。

アリオンは、お客様の製品が「Time to Market with Quality」を達成できるよう、カスタマイズされたソリューションを提供いたします。関連の検証テストサービスについてより詳しい情報をお求めの場合は、アリオンのお問い合わせフォームよりお気軽にご連絡ください。

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