1. 스피커 기초 용어
ㅇ 스피커 (라우드스피커, 확성기)
- 전기적 신호를 음파로 바꾸어 방사하는 음향 기기
ㅇ 음상 (Sound Image)
- 실제 음원 존재와는 상관없이, 청취자에게 감각적으로 그 음원이 있다고 들리는 위치
2. 스피커 시스템 이란?
ㅇ 드라이버,캐비닛,크로스오버,배선 등으로 구성되며,
ㅇ 주파수 분할되는 멀티웨이 구조를 통해, ☞ 멀티웨이 멀티채널 비교 참조
ㅇ 전기 신호를 효율적이고 정확한 음향으로 변환하는,
ㅇ 전기,기계,음향 통합 시스템을 말함
3. 스피커 시스템의 구성 요소
ㅇ 스피커 드라이버 (Speaker Driver)
- 전기 신호를 받아, 실제로 공기를 진동시켜 소리를 만들어내는, 물리적 장치 유닛
. 통상, 라우드스피커 시스템에서는, 대역을 저음,중음,고음 등으로 나눠서 사용
.. 트위터 (Tweeter) : 고음용 드라이버
.. 미드레인지 (Midrange) : 중음용 드라이버
.. 우퍼 (Woofer) : 저음용 드라이버
.. 서브우퍼 (Subwoofer) : 초저음 전용
* 라우드 스피커 시스템 = 드라이버(진동판 등) + 캐비닛(인클로저) + 크로스오버 + 배선 등
- 전형적인 `다이내믹 스피커`의 스피커 드라이버 기본 구조
. 보이스 코일 (Voice Coil) : 전기 신호가 흐르는 코일
. 자석 (Magnet) : 자기장 형성
. 진동판 (Diaphragm, Cone, Dome) : 실제로 공기를 움직이는 부분
. 서스펜션 / 엣지 / 스파이더 : 진동판의 위치 복원 및 안정화
* 드라이버 : 공기를 `구동(driving)`해서 소리를 만들어낸다는 의미
ㅇ 크로스오버 (Crossover) 이란?
- 입력된 전체 오디오 신호를 주파수 대역별로 분리하여,
- 각 드라이버에 자기 담당 대역만 전달하는 회로
* 즉, 드라이버를 보호하면서, 성능을 극대화하는, 교통 정리 장치
ㅇ 크로스오버 주파수 (Crossover Frequency)
- 가청주파수 전 대역을 단일 스피커로 균일하게 재생하기 어려워,
- 몇개의 음역으로 나눠, 음역별(저음,중음,고음 등)로 스피커 유닛을 두어 담당하는데,
- 이때 음역이 갈라지는 주파수
ㅇ 크로스오버 네트워크 (Crossover Network), 주파수 분할 네트워크 (Frequency Dividing Network)
- 저음,중음,고음으로 분리하여, 이에 해당하는 드라이버에 신호를 공급하는 전기 필터 그룹
- 크로스오버 네트워크는 수동(Passive) 방식과 능동(Active) 방식으로 구현됨
ㅇ 보이스 코일 (Voice Coil)
- 전자기형 스피커에서, 전기 신호를 기계적 운동으로 변환하는 장치
- 구성 형태 : 얇은 전선(Cu, Al)을 코일 형태로 감아 만들어, 가벼운 진동판과 연결시킴
. 진동판에 붙어있게됨
- 작동 원리 : 스피커 내부의 고정된 영구 자석에서 발생하는 자기장과 상호작용 (전자기 유도)
. 코일에 흐르는 전류 방향,크기에 따라,
. 영구자석을 감은 형태의 코일 뭉치가 앞뒤로 움직이며,
. 이 움직임이 진동판을 진동시켜, 공기를 압축,팽창하며, 소리 발생
4. 스피커 시스템의 구성 방식 (System Architecture)
ㅇ 멀티웨이 라우드 스피커 시스템 (Multiway Loudspeaker System)
- 소리를 보다 정확하게 재생하기 위해, 여러 개의 스피커 유닛을 사용하여,
. 저음,중음,고음 등 서로 다른 주파수 대역을 분리 처리하여,
. 하나의 시스템 처럼 통합시킨 스피커 시스템
- 장점 : 단일 유닛으로는 재생하기 어려운 광범위한 주파수 커버 가능
- 특징적 구성
. 다중 스피커 유닛 : 서로 다른 주파수 대역을 처리하도록 설계된 유닛들이 사용됨
.. 트위터 (Tweeter) : 고주파(고음) 대역 처리
.. 미드레인지 (Midrange) : 중간 주파수 대역 처리
.. 우퍼 (Woofer) : 저주파(저음) 대역 처리
.. 서브우퍼 (Subwoofer) : 초저주파 대역 전용 처리
. 크로스오버 네트워크 (Crossover Network)
.. 입력 신호를 각 주파수 대역으로 나누어 적합한 유닛으로 전달
- 설계 형태 例)
. 2-way 시스템 : 트위터와 우퍼 만 사용
. 3-way 시스템 : 트위터, 미드레인지, 우퍼 사용
5. 스피커 시스템의 성능, 출력
ㅇ 출력 음압 레벨 (스피커 감도, Sensitivity)
- 전기 신호를 음향 에너지로 변환 방사시키는 능력 척도
. 스피커에 1 [Watt]를 주었을 때 전방 1 [m]에서 측정된 음압 레벨
. 전형적인 값은 85~95 [dB SPL]
- 스피커 감도가 크면, 앰프 용량이 작아도 됨
ㅇ 파워
- 스피커 파워 입력 (Power Input): 스피커 입력 파워 정격
. 스피커가 취급할 수 있는 순간 최대 전력(피크 파워)
- 앰프 파워 출력 (Power Output) : 앰프 출력 파워 정격
. 앰프쪽에서 스피커에 전달할 수 있는 순간 최대 전력(피크 파워)
5. 스피커 시스템의 운영
ㅇ PA, SR
- PA (public address)
. 공공장소에서 많은 사람들을 대상으로 방송 또는 연설하기 위한 운영 체계
. 주로, 음량 및 음질에 덜 치중하며, 단순하게 구성되는 확성 및 운영 체계를 지칭함
- SR (sound reinforecement)
. 단순히 음성 전달을 넘어 훨씬 큰 음량과 좋은 음질을 구현하려는 운영 체계
. 주로, 콘서트홀,공연장 등에서, 스튜디오용,공연용 고급 음향을 담당하는 체계를 지칭함