스피커 관련팁3) 쓰리웨이 스피커는 정밀한 밸런스가 관건이다

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스피커 관련팁3) 쓰리웨이 스피커는 정밀한 밸런스가 관건이다

 

쓰리웨이 스피커는 보통 저역 중역 고역으로 대역을 나눠 유닛을 별도로 사용하는 스피커를 말합니다

대개 저역 담당 우퍼가 10인치 이상인 것들이 많습니다

그래서 상대적으로 일반적인 투웨이 스피커 보다 저역의 대역과 저역양이 많습니다. 다시 말하자면 대형 유닛이 밀어내는 공기의 양이 많으므로 북쉘프 스피커에 비해 스피커의 존재감을 지우기가 쉽습니다

녹음시 저역은 녹음공간의 크기와 구조에 대한 정보를 줍니다

그래서 공간감이 북쉘프 스피커에 비해 유리할 수밖에 없습니다.

또 대역을 세 개이상으로 구성하기에 북쉘프 스피커와는 달리 인간이 귀로 느끼기에 가장 민감한 대역을 피해 크로스 오버에서 주파수를 나눌 수 있습니다. 좀더 정확히,자세히 설명하면 북쉘프 스피커에서는 고역의 주파수를 2.5khz~3.5khz사이에서 커팅합니다

예를 들면 2.5khz로 크로스오버 포인트(패시브 필터에서 분활 되어져서

각유닛이 담당하여 재생하는 분할점이 되는 주파수)를 설정하면 일부는 고음 트위터에서 일부는 중저역 유닛에서 나누어서 재생됩니다

이때 고음유닛과 중저음 유닛이 재생하는 2.5khz가 청취자 귀에 동일한 위상이 아니면 매우 불편하게 들립니다

왜냐하면 앞에서도 설명 드렸듯이 귀에 민감한 대역이기 때문입니다

반면 쓰리웨이 스피커는 3개의 대역으로 나누기에 위의

대역을 피해 고역 주파수대역을 커팅합니다

보통 5k~7k에서 고역 주파수대역을 커팅합니다.

그래서 북쉘프 스피커에 비해 고역이 자극적이지 않게 들릴 수있습니다

 

반대로 음소가 세개로 나눠져 있기에 북쉘프 스피커에 비해 구조적으로 자연스러움이 떨어질 수 있습니다

그이유는 자연음은 한곳에서 소리가 나옵니다 그리고 투웨이 북쉘프는 앞에서 말씀 드린대로 고음유닛과 저음유닛의 크로스오버 포인트가 하나이지만, 쓰리웨이 스피커는 고역유닛과 중역유닛이 동시에 재생하는

크로스오버포인트와 중역유닛과 저역유닛이 동시에 재생하는 크로스오버포인트가 하나 더 생깁니다

그렇기 때문에 자연스러움이 덜 할 수있습니다

그리고 투웨이 스피커의 중저역 유닛은 가볍고 민첩하여, 디테일한 표현이 가능하지만 쓰리웨이스피커의 저역유닛은 대게 무겁고 크기 때문에 디테일함이 떨어질 수 있습니다 .

그래서 저역 재생과 대역별 재생의 충실도는 북쉘프 스피커보다 우위에 있으나 ,디테일한 표현과 자연스러움은 떨어질 수 있습니다

흔히 현악기나 여성보컬은 재생은 북쉘프 스피커가 좋다라는 느낌을 가지게 되는

이유입니다

그렇다면 쓰리웨이 스피커를 사용시에 위의문제점을

어떻게 해결해야 할까요?

 

세개의 다른 음소에서 방사되는 각대역별 주파수가 청취자의 귀에

동일한 위상에 있도록 유닛을 배치하거나 배치할 수 있도록 조절할수 있는 스피커를 사용하는 것이 우선입니다.

 

보통 대개의 쓰리웨이 스피커들은 세로축을 중심으로 동일선상에

유닛을 배치합니다 일단 쓰리웨이 스피커 설계의 기본은 유닛별 음의 출발점을 동일하게 맞추는 것입니다 (자세히 설명드릴내용입니다만 지면 관계상 나중에 한번 별도로 설명 드리겠습니다)

약간의 경사를 주는 경우도 있습니다

경사를 통해 중역유닛과 고역유닛의 거리가 저역유닛보다 멀리

설계하는 경우도 있습니다 또어떤 메이커의 스피커는 세로축을 중심으로 앞뒤로 대역별 유닛을 움직일 수 있게 하는 경우도 있습니다

사용자가 위상차를 청취공간 구조와 매트리얼 특성에 맞추어 보다

적극적으로 튜닝할 수 있게 설계한 것입니다

왜이렇게 스피커의 구조를 만들었을까요?

그이유는 크로스오버 즉 패시브 필터에서 사용하는

소자와 회로 때문에 위상이 바뀌기 때문입니다.

위상은 시간의 함수입니다

구체적으로 알아 보겠습니다

예를 들어서 고역의 크로스오버 포인트가 5khz에 6db/oct라면

트위터가 5khz를 위상이 90도의 위치에 있을 때 중음 유닛은 5khz를 0도에서 출발한다는 의미입니다, 그 이유는 패시브 필터의 소자와 회로 때문에 90도 즉 1/4 파장 만큼 중역 유닛의5khz 재생음이 위상차이가 발생됩니다

그래서 고역과 중역의 크로스오버포인트의 주파수가 동일한 위상으로 청취자의 귀에 도달하게 만들기 위해 스피커의 설계를 위에서 설명 드린 구조로 만드는 것입니다. 즉 5khz의 한 파장의 길이는 6.8cm이며1/4 파장은 1.7cm입니다 트위터와 중역유닛의 1.7cm 거리를 조절되어

있거나 조절하여 위상을 밎출수 있도록 경사를 두거나 트위터를 움직일수 있게 만들어진 것입니다

쓰리웨이 스피커중에서 위상차를 고려한 스피커의 구조는

유닛의 위치가 가깝거나, 청취위치를 기준으로 고역유닛이 세로축을 중심으로 중역과 저역유닛보다 뒤에 있는 구조의 스피커 또 유닛을 움직일 수 있도록하는 스피커가 위상차이를 고려하여 잘 설계된 스피커라 할 수 있습니다

 

그러면 디테일하게 표현하는 쓰리웨이 스피커를 선택하려면 어떤 스피커를 선택해야 할까요? 이때는 중역대 유닛의 역할이 가장 큽니다.

중역유닛은 위로는 3khz~5khz, 고성능 고역트위터를 사용할 경우는 2k까지 아래로는 500hz~300hz정도로, 주파수커팅을 합니다

중음유닛의 주파수 컷팅이 아래로 내려갈수록 중음유닛의 역할이

커지고 저역유닛은 서브우퍼의 역할을 합니다.

이때 투웨이 스피커처럼 디테일한 표현이 가능합니다. 즉 중음유닛이 중역대역을 전부를 커버하고, 저역유닛은 낮은 저역만을 담당하게 하는 것입니다 즉 중음유닛의 대역커버가 클수록 미세한 표현이 가능합니다

(중역유닛의 대역폭은 스피커의 제원표에서 확인 가능합니다)

그러려면 구조적으로 중음유닛이 민첩하면서도, 힘이 있어야하고,

그래서 유닛의 특성이 가벼우면서도 강성은 단단해야 합니다,

중음유닛에 가볍고 강성이 좋은 케블라 소재, 심지어 베릴륨 그이상의

소재를 채용하는 이유입니다

다만 중음대역의 크로스오버 포인트를 100hz로 하이패스 커팅하는

경우 스피커 설계시100hz대역의 중음유닛과 저역유닛의 위상차를 제대로 고려하지 않아서 청취위치에서 중음유닛과 저역유닛이 재생한 100hz가 역위상으로 작용하여 100hz 대역대가 감쇄되는 경우도 있습니다

100hz가 감쇄되게 되면 많은 악기들이 100hz 주파수대역을 포함하기때문에 저역이 적고 빈약하며 악기소리도 제대로 표현되지 않습니다

그래서 쓰리웨이 스피커임에도

불구하고 투웨이 스피커보다도 못한 저역의 특성을 보입니다

다시 정리해보면

중음유닛이 대역을 많이 커버할수록 쓰리웨이 스피커의 섬세한

표현은 가능합니다

다만 중음유닛이 역할을 제대로 할때를 전제로 가능합니다.

그래서 중음유닛의 주파수특성이 매우 중요합니다

 

이제 저역을 담당하는 유닛의 특성을 살펴보겠습니다

기본적으로 저역 유닛은 일단 크고, 단단하며, 가벼워야 합니다

그 이유는 저역유닛의 사이즈가 클수록 저역의 음량도 커지고 밀어내는 공기의 양도 많아져 더욱 자연스러운 울림이 있는

저역을 얻을 수 있습니다

물론 작은 사이즈로 다발을 사용하여 단단한 저역을 만들기도 합니다

저역용 다발유닛 채용 스피커의 강점은 상대적으로

대형의 저역유닛 보다 크기가 작아서 민첩성이 있으며, 강성이 강한 유닛을 채용할 수 있어서 단단한 저역을 만들 수 있다는 점입니다

물론 단점도있습니다

첫 번째로 개별저역유닛이 완벽히 페어매칭 되어야 합니다 페어매칭이 제대로 되어있지 않으면 스피커가 각각 다른 소리가 나기 때문입니다

두번째로 음의 발원지가 많아지기 때문에 자연스러움을

만들기가 어렵습니다

개인적으로는 대형유닛을 채용한 쓰리웨이 스피커를 선호합니다

 

정리하면 저역유닛은 보통의 경우 사이즈가 클수록 자연스러운

저역대를 표현할 수있습니다.

그래서 메이커들의 레퍼런스 스피커들은 저역유닛에 사이즈가 큰유닛을 채용합니다

 

쓰리웨이 스피커의 선택시 고려사항을 최종정리하면 다음과 같습니다

1.대역별 나누어서 각 유닛이 재생한 주파수대역이 청취자의

귀에 동일한 위상으로 도달할 수 있는 구조의 스피커를 선택할 것

(크로스오버 포인트의 주파수가 위상차이 없이 청취위치에 도달할 수 있는 구조)

-음소차이를 최소화 시켜 자연스러움을 얻기위해

2. 중음 유닛의 역할이 큰 스피커를 선택할 것 (대략 5khz~300hz)

- 디테일한 재생음의 표현을 얻기위해

3. 저역유닛의 크기가 큰 스피커를 선택할 것

-자연스러운 공간감과 저역을 얻기위해

 

쓰리웨이 스피커는 단순히 저역과 공간감을 얻기 위한 스피커가 아니라

자연스러운 공간의 느낌안에서 디테일한 연주자의 표현을 가능하게

하는 스피커입니다. 앞 컬럼에서 말씀드렸던 공간튜닝과 스피커튜닝

팁을 통해 쓰리웨이 스피커를 운용하신다면 좋은 결과를 얻을수

있을 것입니다

오늘은 쓰리웨이 스피커의 구조와 간략하게나마 패시브필터가 유닛에

어떻게 작용하는지를 설명 드렸습니다

 

한음만 듣고도 가슴을 저미게 만드는 표현력을 가지면, 연주공간을

마치 옮겨 놓은 듯한 공간과 공기감을 느끼는 재생음!

가능합니다. 하지만 세상에는 우연은 없습니다

왜 그런가를 고민하고 시도하고 그래서 선택할때, 그리고 그 과정을

진정 즐기는 순간이 쌓이게 되면 회원님의 오디오가 오디오가 아닌

연주자를 만나는 차원의 케이트가 될 것이라 것을 확실히 말씀드립니다 

 

[출처] 스피커 관련팁3) 쓰리웨이 스피커는 정밀한 밸런스가 관건이다 (하이파이코리아 오디오) | 작성자 랄랄라 노현우