여러 가닥의 구리줄을 꼬아 짜기로 만든 스피커선과 일반 PVC 전선과의 비교

 

어떤 스피커용으로 만들었다는 전깃줄을 천상의 물건과 같은 존재로 여기며 이 스피커선의 소리를 안 들어봤으면 말을 마세요 라고 하며 중음이 어떻고 저음이 어떻고 하는 소리가 난다고 추천하셔서, 그 전깃줄의 특성이 궁금하여 그 회사의 자료로 분석을 해 보았습니다. 말씀하시는 모양이 m당 수만원은 충분히 넘는 전깃줄 같군요.

 

그 제품 카탈로그에 나오는 제품자료와 각 주파수에서 표준 구리줄의 전선의 임피던스와 손실 특성(성능) 비교 그래프라고 보여준 임피던스 그라프를 보고 해석을 해봅니다.

 

16개의 가닥을 꼬아서 만들어서, twisted pair와 같은 효과로 RF잡음에 강하고 전송신호에 대한 인덕턴스를 줄이는 구조로 만들어졌군요. 특이하게도 꼰 선 하나하나가 7개의 굵기가 다른 solid 구리선을 절연제로 고정시킨 구조로 만들어졌군요.

 

1. 사용한 구리의 순도가 아주 높다고, 2. 저손실 테프론 계통을 절연 플라스틱으로 사용했다고, 3. 각각 다른 굵기의 구리선을 엮어 하나로 만든 것을 사용했다고 자랑합니다.

 

자랑하는 것을 집어 보면,

1. 구리의 순도가 아무리 높고 산소가 어떻고 grain이 어떻고 어떻고 해봐야(20도C에서16.73nΩ〮m), 일반 전기동(20도C에서17.24nΩ〮m 가 표준)에 비해 저항율이 극히 작은 차이로 작은 것 외는 차이가 없다는 점입니다. 그 회사에서도 표준보다 단 2%( 102% IACS)좋은 전도율의 구리라고 하니 지름이 1%정도 굵은 선과 다를 것이 없죠.

 

2. 테프론이 일반 PVC에 비해 유전율이 작다는 것 외는 오디오 주파수 대역에서는 차이가 나지 않습니다. PVC 정도의 유전 손실율의 영향도 전기 저항에 비하면 아주 미미한 수준입니다.

손실율에 관한 영향은 선 절연 피복 전체 커패시턴스로 흐르는 전류에서 손실율(많아야 수%)을 곱한 수치이나, 스피커의 신호에서는 전선의 커패시턴스에 흐르는 전류 자체도 너무 미세하여 무시합니다. 만일 이 것이 문제가 된다면, 꼬아서 만든 선의 증가된 커패시턴스로 인해 더 커진 전류가 더 큰 문제겠죠.

 

3. 각각 다른 굵기의 7개 구리줄로 나눈 것의 장점으로 말하면서, 구리다발에서의 공진이 어떻고 하면서 얼버무리는군요.

공진이 일어나지 않을뿐더러, 일어난다고 해도, 테프론이나 구리에서의 소리 속도는 초속 1km이상으로, 두께가1mm도 안되는 피복이나 도선내에서의 공진 주파수는 1MHz전후나 그 이상입니다. 공진은 오디오 신호에서는 전혀 무관한 이야기입니다. 귀를 선에 대고 스피커 대신 선에서 소리가 나는지 들어 보면 알 수 있겠죠. 소리가 날까요?????

오히려 양방향 간의 선이 고정되지 않아서 정전 트위터 와 같은 구조라, 이 비싼 전깃줄에서 공진으로의 손실이 발생할 것 같군요.

짐작으로는 skin depth에 대응하여 여러 다른 굵기의 구리 단선을 사용한 것 같으나, skin depth와는 무관하니(지름 1mm전후 이하의 구리선에는 영향이 없다고 볼 수 있습니다), 말을 바꾼 것 같다는 생각도 듦입니다.

 

꼬아서 만든 선이 RF(수백 kHz이상의 전파의 주파수) 신호 간섭에는 좋습니다. 그러나, 그 길이와 파장이 비슷한 경우인 적어도 수십 MHz의 전파 이야기이고, 오디오 신호와 같이 파장의 길이가 15km나 되는 오디오 신호에서는 어떠한 영향도 없습니다. 수십m 도 되지 않는 스피커선에서는 청각으로 감지 가능한 영향이 없습니다.

전원을 끈 앰프에 연결된 스피커에서 옆방에서 소리를 내는 스피커의 소리와 TV나 라디오 방송 소리가 들리는지 들어보는 것으로 당장 알 수 있죠.

 

 

그 구리줄의 자료에는 m당 용량이 346pF 이고, 인덕턴스가 0.09μH이고, 직류 저항이 0.008옴(8mΩ)으로 되어있군요. 19.5AWG 16선( 한 방향에 8선씩 )을 합쳤다고 하는군요.

이 수치로는 Character Impedance가 16.1옴 정도로, 16옴 보다 큰 임피던스를 가진 스피커에는 커패시턴스가 크다면 용량부하에 대해 보호가 안된 앰프에서는 앰프가 불안정할 수도 있겠군요.

 

선을 여러가닥으로 나누고 꼬아서 만들면 전달되는 신호에 영향을 주는 인덕턴스는 줄일 수 있으나, 커패시턴스가 늘어나는 단점이 있습니다. 옛날 몇몇 회사에서 스피커 선으로 시도한 방법이죠.

스피커 선으로 만들어 파는 회사 중에서는 이 것과 정반대로도 커패시턴스를 줄이기 위해 두 선간의 거리를 상당한 거리로 띄워서 만들기도 합니다. 이 두 방법 모두 일반 전깃줄에 비해 어떠한 장점은 없습니다. 앰프를 불안하게 하지 않으면 음질에는 무관합니다.

 

이 회사의 스피커선은 거리를 두고 꼬고 유전율이 낮은 피복을 사용하여 커패시턴스는 그렇게 높지 않군요. 옛날 나온 문제가 있은 꼰 스피커선에 비해 커패시턴스가 1/4정도로 작군요. 그러나 일반 전깃줄에 비하면 6~7배 정도 더 크군요. 인덕턴스는 1/6정도로 작아졌지만…..

 

자신들의 구리줄은 19.5AWG선 16가닥(각각의 방향으로 8개씩?)으로 만들어 졌다고 합니다. 19.5AWG선의 저항은 1m당 28mΩ 정도이니 한쪽 방향으로 8가닥이면, 28.3/8=3.54mΩ 정도입니다.

전깃줄의 지름이 2배가 되면 AWG번호는 6정도가 감소되게 정해져 있습니다. 8가닥이면 지름이 2.8배 늘어나는 것과 동일하여( 2**2.8=8 ), 8가닥이면 AWG 숫자가 9 아래의 전선과 동일합니다( 6*((log2.8)/(log2)) ). 즉 19.5AWG선 8가닥을 합치면 10.5AWG (지름 2.44mm 정도, m당 3.6mΩ정도) 선과 같은 번호의 선이 됩니다.

자신의 규격으로 m당 왕복 저항으로 0.008Ω(8mΩ)으로 표시해 놓았군요. 위 계산치보다 저항이 조금 커지만 거의 같은 10.5AWG 구리선입니다.

 

보여주는 impedance 비교 그라프에서는 14AWG의 구리줄과 비교하고 있군요. 급에서도 차이가 나는 3.5단계 아래의 단면적이 절반인 구리선과의 비교입니다. 14AWG선의 저항이 m당 0.0083Ω(왕복은 0.0165Ω)짜리 전선입니다.

선이 더 굵어 좋아진 것을 이상한 구조 같은 것으로 특성이 좋다고 자랑질하는 꼴이죠. 완전히 사기죠. 이런 사기꾼에게 놀아나는 한심한 분들은 불쌍하게도 보이죠.

 

비교한 그라프를 보면 AWG14선이 Signal loss가 아주 큰 것으로 표시하고 있군요. 수평 X 축은 주파수를 log함수로 정확히 표시했지만, 수직 Y 축은 0mΩ과 220mΩ 사이에 10개 칸으로 나누어 놓은 것 외는 아무 표시도 없습니다.

일단 10Hz에서 보면, 14AWG선의 임피던스는 1.7칸 정도이고, 자기들 선은 반칸 정도입니다. 3.4배 정도의 차이로 표시해 놓았으나, 실제로는 왕복 16.5mΩ/m, 8mΩ/m로 2.06배의 선 단면적 차이죠.

측정한 선의 길이에 관한 어떤 정보도 없이 저항 값을 언급했고, 스케일 눈금 값도 알려 주지 않군요.  계산을 해야 알 수 있게 해놓았군요.

 

정상적으로 만든 스피커라면, 스피커선의 왕복 저항이 스피커의 최소 임피던스의 1/20면 사람이 인지할 수 없습니다. 정상적으로 만들어진 4옴 스피커의 임피던스는 어떤 경우에서도 3.2옴 이상이 이어서, 4옴 스피커에서 3.2/20=160mΩ이하이면 사람이 인지 못하는 수준이죠. 정상적인 8옴 스피커에서는 그 2배인 320mΩ이하이면 사람 귀로는 인지 할 수 없습니다.

 

사람의 귀로는 10kHz에서는 -4dB까지, 20kHz에서는 -5dB까지 주파수 특성이 변해도 인지하지 못합니다.

넉넉잡아 20kHz에서 3dB감소는, 20kHz에서 최소 스피커 임피던스의 40%(완전 리액티브 성분이면 스피커 저항과 동일한 값에 해당)까지 증가해도 인지 하지 못합니다. 즉 정상적인 4옴 저항의 스피커에서는 20kHz에서 스피커선의 임피던스가 1.2옴(인덕턴스 성분이면 4옴)이 되어도 인지하지 못합니다.

그 그라프에 나온 AWG14선의 0.22옴 이하의 임피던스는 4옴 스피커에서의 인지한계의 1/10(인덕턴스 성분이므로)이하로, 사람의 인지 한계에 비해 충분히 작은 미미한 정도랍니다. 8옴 스피커라면 인지 한계의 1/20이하가 되겠죠.

 

여기 실용오디오 사이트의 오디오 공부의 케이블 기사의 14AWG speaker cord의 데이터를 참조하면, 인덕턴스가 m당 0.43μH이고, 캐패시턴스가 m당 57pF이고 왕복저항이 m당 16mΩ, skin depth영향은 20kHz에서 Rac/Rdc=1.3입니다.

20kHz에서 그라프에서 0.21옴으로 보이는 값이 되려면, 계산으로 선의 길이가 3.6m정도일 것 같군요.

3.6m의 직류 저항은 58밀리옴 정도이고, 인덕턴스 값으로는 4옴 저항부하에서의 주파수 특성은 20kHz의 주피수 특성은 0.01dB정도 나빠지는 것으로 계산됩니다.

 

20kHz에서 0.01dB의 감소는 정상적인 4옴 스피커에서는 그 차이를 절대로 알 수 없는 수준이죠. 그 고음의 손실은 섭씨20도 50%습도에서 약 2cm의 공기에서의 20kHz 음파 손실과 같은 수준으로, 귀를 2cm 뒤로 이동하는 것과 같은 수준이죠. 사람 귀로 차이가 들릴까요????

 

10Hz에서의 두 선간의 차이와 각 주파수에서의 14 AWG선의 임피던스 변화의 비를 보면, 수직측 눈금의 크기도 계산치와 일관성이 없습니다.

그래도 신망이 있는 회사라면, 수직 측의 눈금을 정확히 표시하고 어떤 값인지를 정확히 표시해 주어야 전문가에게도 신뢰감을 줄 수 있지 않을까요???? 3.5m의 14AWG 정도의 임피던스 변화 정도는 사람의 인지 한계보다 훨씬 아래라는 것은 알려주지는 않더라도…..

 

자신의 전깃줄은 저 임피던스형(인던턴스가 작고 커패시터가 큰)이라 임피던스가 낮게 유지되는 것은 인정할 수 있으나, m당 천원 남짓하는 AWG14선 정도로도 사람의 인지 수준에 비해 미미한 수준 이하로 아무 문제가 없는 수준이죠. 과연 두 선간에 음질 차이가 날까요??? 차이를 듣는다면 이미 사람이 아니거나 거짓말이겠죠.

 

오디오에 관련 된 모든 성능은 측정된 숫자로 표시 될 수 있고, 좋다고 하면 수치로 나타내어야 합니다. 측정 수치가 내 놓지 못하는 자들은 모두 엉터리로 일부 사람들의 위약효과를 이용해서 먹고 사는 자들이죠.

많은 경우, 이상한 물건을 만들어 파는 경우 말로만 좋아졌다고 하면서 측정치를 내놓지 않는 경우가 대부분입니다. 그런 것들은 의심을 해봐야죠.

측정치라고 내 놓는 경우도 이 경우와 같이 일반인들에게는 차이가 많이 나는 것으로 느끼게 만들어서 아는 사람이 아니면 제대로 평가할 수 없게 만든 것들이 많습니다.

 

모든 전깃줄 회사는 의무적으로 필요한 물리적 특성 숫자를 측정하는 장비를 갖추고 지속적으로 검사하고 기록을 남기게 되어있고, 그 측정과 결과기록 관리의 과정 모두를 서류로 정리하여 사칙으로 만들고, 그 사칙에 의해 경과를 서류로 관리하게 되어있습니다(ISO 품질관리 인정 규정). 

그런 회사가 그 자료를 내 놓지 못하고 엉뚱한 소리를 하고, 엉터리 자료를 발표하는 이유가 뭔지를 생각해봐야죠.

 

판단은 각자의 몫이죠. 과학적이거나 기술적인 내용이 아닌 댓글을 사양합니다.