[음향]스피커 구성요소

스피커 구성 요소

하나의 드라이버에서 전체 가청 주파수 대역을 재생하는 것은 매우 어려운 일이다.

저음을 재생하는 스피커 드라이버를 WOOFER(우퍼). 고음을 재생하는 TWEETER(트위터)라 한다.

저음 중음 그리고 고음을 재생하는 Full Range Driver(풀레인지드라이버)와 중음을 재생하는 Midrange(미드레인지) 이 있다

우퍼 미들레인지 트위터

Cone driver(콘 드라이버)

진동판이 고깔 모양으로 되어 있는 스피커이다.

진동판은 얇은 원통 모양의 bobbin(보빈)과 연결되어 있고 bobbin에 코일이 감겨 있는데

이 코일이 영구자석이 만드는 자기장 내에 위치하여 진동판의 움직임을 만든다.

Cone driver는 진동판이 클수록 중저음을 재생하는데 유리하다.

크기는 콘의 직경으로 분류하는데 10인치(25.4cm) 12인치(30.5) 15인치(38cm)이 보통 공연용이고

그 외에도 다양한 크기의 드라이버를 사용하고 있다.

Dome driver(돔 드라이버)

진동판이 반구형태인 스피커 드라이버이며 고음을 재생하는 트위터로 주로 사용한다.

크키는 진동판이 부착 되는 보이스 코일 직경에 따라 분류하며

0.75인치(19mm) ~ 1.5인치(38mm) 정도의 크기를 많이 사용한다.

방사 각도가 넒으며 작고 음압 레벨이 크지 않기 때문에 공연용 중대형 스피커에는 사용하지 않으며

가정용 스피커 또는 모니터 스피커나 소형 스피커에 주로 사용 한다.

compression driver(컴프레션 드라이버)

horn(혼)과 연결 사용을 전제로 한 스피커 드라이버이다.

진동판과 코일은 돔 드라이버와 유사하지만 밀폐된 구조를 지니며 출구에 높은 음향 임피던스가

유도되도록 제작한다. 

고음의 파장이 진동판의 직경보다 작기 때문에 진동판 각 부분에서 생성된 음파가 시간차에 의해

상쇄되지 않도록 phase plug(페이즈 플러그) 구조를 통해 위상을 정렬한 후 출력 한다.

horn(혼)

뿔과 같은 형태로 점점 단멱적이 넓어지는 구조이다.

컴프레션 드라이버와 연결해 사용하면 

진동판의 진동을 매우 효율적인 음향 에너지로 변환할 수 있다.

이는 컴프레션 드라이버에서 발생하는 높은 압력을 점차 낮은 압력으로 변환하는 구조가

전기 회로의 임피던스 매칭 트랜스와 유사한 역할을 하기 때문이다.

혼은 에너지 변환 효율을 높이는 것 외에 재생음에 지향성을 부여한다.

보다 먼 곳에 큰 음량을 전달할 수 있고

스피커의 위치와 각도를 제어해 객석에 고른 음량과 음색을 전달하는데 매우 유용하다.

enclosure(인클로저)

콘 드라이버 진동판의 전면에 +의 음압이 생성되면 진동판의 후면에는

같은 진폭의 -의 음압이 생성된다.

이 때, 진동판 앞뒤가 개방된 드라이버로 소리르 내면 파장이 긴 저 저음은 회절 현상에 의해 진동판 앞뒤의 재생음이 상쇄된다.

이러한 현상을 막기 위해 넓은 패널에 콘 드라이버를 장착하면

앞뒤의 재생음을 분리할수 있는데 이러한 패널을 baffle(배플)이라 한다.

이상적인 baffle은 앞뒤 재생음을 격리해 손실을 막아주지만 이를 위해서는 큰 넓이의 패널이 필요하므로 실효성이 낮다.

이러한 기능을 수행하기 위해 만든 드라이버가 장착된 박스 구조를

스피커 enclosure(인클로저)라 하며 스피커 드라이버가 장착된 완제품 형태의 스피커 하나를

일반적으로 cabinet(캐비닛)이라 부른다

재생하는 저음 주파수의 최저값은 인클로저의 부피와 스피커 드라이버의 최저 공진 주파수에 의해 결정되므로 보다 낮은 주파수를 재생하기 위해서는 콘 드라이버의 직경도 커져야하고 인클로저의 용적도 커져야 한다.

일반적으로 사용하는 스피커 인클로저는 크게 밀폐형과 저음반사형으로 나눌 수 있다.

Closed box type(밀폐형)

이름처럼 밀폐된 상자에 스피커 드라이버가 장착된 구조이다.

내부에는 공진 제거를 위해 흡음재를 넣는다.

내부의 공기가 부하로 작용해 진동판의 움직임이 어려으므로 저음 재생 능력이 떨어지는 단점이 있다.

bass reflect type(저음반사형)

스피커 드라이버가 장착된 인클로저에 구멍을 뚫고 파이프 모양의

공명관인 port(포트)를 설치한 것이다.

포트가 부착된 인클로저는 일종의 헬름홀츠 공진기로 동작해

저음 재생대역을 포트의 공명주파수까지 확장하므로 보다 낮은 저음을 재생할 수 있다.

후면 재생음은 포트를 통해 전면으로 방사되는데 이 때,

포트의 길이에 따른 시간 지연을 조절해 저음의 음압을 증가시킨다.

포트는 스피커에 따라 전면 외에도 후면 또는 아래에 설치하기도 한다.