오디오 입문자 노트 : 5. 스피커의 종류 : 풀레인지, 2웨이, 3웨이.. ?

스피커의 종류 : 풀레인지, 2웨이, 3웨이.. ?

By AnalogStyle - 2016년 8월 16일

보통 스피커를 분류하는 방식으로 풀레인지(1웨이), 2웨이, 3웨이, 4웨이, … 등으로 구분하는데, 이는 소리를 몇 갈래로 나누어 재생하는지를 표기한 것이다. 즉 풀레인지 – 1웨이는 소리를 가르지 않고 하나의 유닛으로 재생하는 것이고, 2웨이는 소리를 두 갈래로 나누어 트위터와 미드우퍼 두 개의 유닛으로 재생한다. 3웨이는 소리를 고역과 중역, 저역의 세 갈래로 나누어 트위터, 미드레인지, 우퍼의 세 유닛으로 재생하며, 4웨이는 고역과 중고역, 중저역, 저역의 네 갈래로 나누는 것이다. 물론 5웨이나 6웨이 또는 그 이상도 가능하다. 다만 주파수를 나누는 부분 – 크로스오버 주파수라고 한다 – 에서 많건 적건 왜곡이 반드시 발생하므로 소리를 지나치게 많이 나누는 것은 전체적인 음질 면에서 좋지 않다. 2웨이~4웨이 정도가 가장 많이 사용된다.

 

음악신호는 캐패시터와 인덕터, 저항으로 구성된 크로스오버 네트워크를 거치면서 걸러진다. 캐패시터는 고역만 통과시키고 인덕터는 저역만 통과시키는데, 캐패시터나 인덕터의 품질은 스피커의 음질에 큰 영향을 준다.

 

 

그런데 소리의 대역을 나누는 방법에 대해서는 정답이 없다. JBL의 4344처럼 전대역에서 음의 에너지를 계산하여 균등하게 4분할하는 경우도 있지만, 기존의 2웨이나 3웨이에 수퍼 트위터나 서브 우퍼를 붙이는 식으로 보강하는 경우도 많다.

 

하베스의 ‘HL5-수퍼’같은 모델을 살펴보자. 하베스는 전통적인 2웨이 모델로 사랑받던 메이커다. 하베스 HL5-수퍼의 외관은 3웨이처럼 보이는데, 이 때 단순히 제일 고역을 내는 유닛을 트위터, 중간 유닛을 미드레인지, 저역을 내는 유닛을 우퍼라고 불러도 좋을까? 물론 아니다. 주파수 대역을 보면 이 모델은 사실상 2웨이의 하베스 전통 형태에 수퍼 트위터(초고역만을 재생할 목적으로 만들어진 유닛)를 첨가한 것이다. 따라서 트위터와 미드 우퍼의 2 웨이 구성으로 전대역을 커버하며, 첨가된 수퍼 트위터에서는 2웨이 구성에서 조금 부족했던 초고역 부분만이 트위터와 중첩되는 것이다.

 

하베스 HL5 수퍼는 2웨이 방식이었던 기존 HL5의 고역특성을 개선하기위해 수퍼트위터를 추가한 스피커다.

 

일렉트로보이스 조지언. 강력한 혼과 12인치 우퍼(위)로 대부분의 음역을 재생한다. 아래에 장착된 18인치 유닛은 서브우퍼의 개념이다.

 

마찬 가지로 일렉트로보이스의 조지언과 같이 2 웨이로 대부분의 소리를 내는 스피커에 대형 서브 우퍼를 더한 개념의 스피커도 있다. 따라서 이런 모델의 소리는 고역의 특성이 상당히 우수한 (또는 저역이 상당히 우수한) 2 웨이 소리처럼 느껴지며 3 웨이라고 부르기는 어색하고 2.5 웨이라고 부르는 것이 더 나을 수도 많다. 물론 용어의 정의로는 이런 제품들은 분명히 3 웨이에 속하지만, 유닛의 수만 보고 단순히 2 웨이, 3 웨이이므로 어떤 소리가 날 것이라고 예단하는 것은 곤란하다는 뜻이다.

 

또 특이한 스타일로는 우퍼에 설치되는 듀얼 보이스 코일을 들 수 있다. 말 그대로 우퍼에 보이스 코일이 하나가 아니라 두 개가 설치되는 것이다. 각각의 보이스 코일에 서로 다른 주파수의 신호를 넣어주면 하나의 우퍼인데 2웨이를 소화하는 형태가 된다. MBL의 북셀프 스피커 321은 겉에서 볼 때는 2웨이인데 우퍼가 듀얼 보이스 코일 방식으로 되어 있고 각각의 코일에 다른 주파수 대역의 신호가 들어가므로 3웨이 2스피커 형식이 되는 것이다. 하나의 유닛에 굳이 보이스 코일을 따로 놓고 2웨이의 신호를 나눠주는 것이 어떠 장점이 있을까 생각하는 애호가들도 많을 텐데, 이렇게 복잡하게 하는 이유는 2웨이와 3웨이는 앰프 측에서 볼 때 임피던스 특성 등 전기적으로 전혀 다르며, 우퍼의 두 보이스 코일에서 재생하는 일부 대역을 중첩시키거나 벌려 둠으로써 그 우퍼, 그 스피커 시스템에 최적인 음 튜닝을 할 수 있기 때문이다.

 

안토니 갈로의 레퍼런스 3.1은 여러모로 특이한 스피커지만 우퍼에 듀얼 보이스코일이 장착되어 있다(아래 쪽 단자). 일종의 서브우퍼처럼 동작하며 저역용 앰프를 연결하거나 직렬 연결하여 사용해야 한다.

 

한편 안토니 갈로의 레퍼런스 3.1같은 스피커도 듀얼 보이스 코일 우퍼가 장착된다. 그런데 듀얼 보이스 코일 중 하나만 네트워크에 연결되어 있고 나머지 하나는 저역 전용 앰프를 연결할 용도로 네트워크와 연결되지 않은 채 외부로 나와 있다. 즉 저역 전용 앰프를 사용하지 않을 때 이 단자는 사용하지 않는 것이 옳은 것이다. 간혹 바이와이어링처럼 생각하여 저역 단자와 병렬로 연결하는 애호가들을 종종 보았는데, 그럴 경우 임피던스가 낮아져서 구동이 어려워지는 것은 물론, 네트워크와 연결되지 않은 보이스 코일에 저역이 아닌 고역 신호까지 들어가게 되므로 혼탁한 소리가 된다. 이런 류의 스피커에서 여분의 보이스 코일을 놀리지 않고 꼭 사용하고 싶다면, 바이와이어링의 저역 단자와  직렬로 연결하는 것이 옳다. (스피커 케이블 +단자 에 스피커 저역 +를 연결, 저역 -단자와 듀얼 보이스 코일 +단자를 점퍼로 연결, 듀얼 보이스 코일 -단자를 스피커 케이블 -단자에 연결한다.) 이렇게 직렬로 연결하면 저역 단자의 네트워크를 거치게 되므로 저역만 입력되고, 저역의 양감이 확대되는 효과를 얻을 수 있을 것이다.

 

스피커의 형식은 스피커의 유닛수, 즉 몇 웨이냐로 결정되지만, 몇 Hz에서 어떤 경사로 음을 잘라내는가하는 것이 음조성에서 매우 중요한 역할을 한다. 2웨이 스피커에서는 주로 우퍼의 크기에 따라 크로스오버 주파수가 결정되는데, 예전처럼 10인치나 12인치 우퍼를 사용하는 경우에는 크로스오버 주파수가 1000~2000Hz 수준으로 낮을 수밖에 없었다. 요즘에는 6.5인치 우퍼를 사용하는 경우가 많고 그보다 작은 우퍼를 사용하는 경우도 많으므로 2800Hz 이상의 크로스오버 주파수를 사용하는 경우가 부쩍 많아졌다.

탄노이 웽스트민스터 GR. 광대역에 대응하는 킹덤 시리즈가 발매되었지만, 탄노이의 매력은 동축형 유닛만을 사용한 프레스티지 시리즈에서 두드러진다. 강력한 혼 트위터와 15인치 우퍼는 1000Hz 위와 아래를 담당한다. 2웨이 1 스피커 방식.

 

일반적으로 크로스오버 주파수를 높게 잡으면 우퍼의 재생대역이 넓어지고 트위터의 재생 대역은 좁아진다. 트위터 입장에서는 대역이 좁아 부담이 적으므로 전체 시스템은 고역이 충실한 음색을 지니는 경우가 많다. 마찬가지로 크로스오버 주파수를 낮게 잡으면 저역 유닛의 부담이 줄어들므로 저역이 좋은 시스템이 된다. 한편 크로스오버 주파수를 사람의 귀가 민감하게 반응하는 대역에 설정하면 우퍼와 트위터의 재생대역이 겹쳐지는 부분의 혼탁함이 귀에 강조되어 좋지 않은 음이 되기 쉽다.

 

프로용 모니터로 개발되었다가 뜬금없이 가정용 스피커의 베스트셀러에 올라버린 JBL 4344. 4웨이 4스피커 구성으로 멀티웨이 스피커의 대표격이라고 할 수 있다. JBL은 초기부터 혼과 대형 우퍼의 2웨이 스피커를 선호하는데 같은 프로용이라도 44시리즈는 2웨이 베이스다.

 

한편 스피커 유닛의 수와 웨이의 수가 반드시 일치하지는 않는다. 보통 2 웨이 2 스피커 시스템이라고 하면 하나의 유닛으로 고역을 그리고 다른 하나의 유닛으로 중저역을 재생하는 시스템이다. 한편 고역에는 하나의 유닛을 사용하고, 저역에는 두 개의 유닛을 병렬 구동하게 되면 2웨이 3스피커구성이 된다.

 

또한 외견상으로는 하나의 유닛이지만 고역과 저역용의 두 진동판이 하나의 프레임에 장착되어 있는 경우는 2웨이 1 스피커 구성이다. 한편 저역용으로 두 개의 유닛을 구동할 경우에도, 동일한 주파수 대역을 담당하는 병렬 구동일 수도 있지만,더 복잡하게 사용하는 경우도 있을 수 있다. 예컨데 저역용 우퍼 하나는 150Hz이하를 담당하고 다른 하나는 50Hz이하만을 담당하게 할 수도 있다. 이런 경우에는 중첩되는 경우를 감안하여 원래 2웨이 구조였다면 2.5웨이라고 부르기도 한다. 혹은 우퍼 하나는 80~250Hz를 담당하고 하나는 150~400Hz를 재생하여 중첩되도록 할 수도 있다. 이런 방식은 스태거드(staggered) 구동 방식이라고 부른다.

 

톨보이형 인클로저에 크지 않은 유닛을 장착한 스피커들 중에 유난히 2.5웨이가 많다. 미드우퍼 유닛으로 중역과 저역을 재생하고, 우퍼로 저역을 재생하므로 저역이 중첩되어 보강된다. 사진은 모두 2.5웨이 스피커로 포컬 코러스 714V, 모니터오디오 BX5, 와피데일 다이아몬드.

 

그렇다면 어느 것이 좋은 것일까? 실제 소리는 고역, 중역, 저역이 따로 따로 나오지 않고 함께 한 점에서 나오므로 풀 레인지로 재생하는 것이 이상적이라는 것은 말할 필요가 없다. 하지만 현재의 진동판 재질이나, 기술력으로는 하나의 진동판으로 가청 대역 모두를 커버하는 것은 분명 무리가 있다. 따라서 2웨이건 3웨이건 유닛을 여러 개로 확장하여 가청 대역을 커버할 수밖에 없는 실정이다.

 

2웨이 스피커는 제작하기 쉽고 크로스오버에 의한 왜곡이 작으므로 확실한 장점이 있다. 크기가 작은 스피커들은 대개가 2웨이 방식으로 만들어지며, 대역이 넓은 혼 트위터를 사용할 경우에는 대형 우퍼 1발~2발과 조합하여 대형 플로어 스탠딩으로 마무리되기도 한다. 특히 JBL이나 탄노이와 같은 전통적인 메이커들은 설립 초기부터 2웨이에 집착하는 경향이 강하다. 최근에는 SACD나 고해상도 음원때문에 고역 특성이 중시되는데, JBL의 간판 제품들을 보면 혼과 대형 우퍼의 조합에 수퍼 트위터를 추가하는 방식으로 광대역을 끌어내고 있다.

 

3웨이 이상의 스피커는 크로스오버가 복잡해지고, 이에 따라 위상을 맞추어야 하는 등, 2웨이보다 어려운 부분이 많지만, 각 유닛의 부담이 작아지므로 대형기에서 확실하게 유리하다. 여러 메이커의 중대형 레퍼런스급 스피커들을 보면 3웨이 이상이 압도적으로 많다.