[음향]스피커의 원리

오늘은 스피커에 대해 알아볼라고 합니다.

 

라우드스피커는 일반적으로 '스피커'라 부르며

파워 앰프에서 증폭된 전기 신호를 물리적인 소리로 바꾸어주는 transducer(변환기)이다.

 

일반적인 스피커는 스피커 캐비닛에 1개 이상의 변환기를 장착한 것을 말하는데

보통 개별 변환기를 스피커 시스템과 구분해 일반적으로

speaker driver(스피커 드라이브) 또는 speaker unit(스피커 유닛)이라 부른다

 

종합적으로 speaker driver(스피커 드라이브) crossover network(크로스오버 네트워크)

그리고 enclosure(인클로저/스피커 박스)로 구성된 전기 음향 에너지 전환 시스템이다.

 

스피커의 원리

플레밍의 왼손 법칙

플래밍의 왼손 법칙은 검지 방향의 자기장에 중지 방향의 전류가 인가되면

엄지 방향의 힘이 발생한다는 것이다.

일반적인 스피커는 영구자석에 의해 자기장을 형성하고

코일에 전류가 흐르면 코일과 일체화된 진동판이 움직이며 공기의 진동 즉, 소리를 발생시키는것 이다.

 

스피커의 기술적 특징

 

스피커의 진동판은 작을수록 고음 재생에 유리하고 클수록 저음 재생에 유리하다.

하나의 스피커 드라이버로 인간의 가청 주파수 대역 전체를 재생하는 것은 매우 어렵기 때문에

일반적인 스피커는 두 개 이상의 스피커 드라이버로 전체 주파수 범위를 재생하는 구조로 이루어져 있다.

 

frequency response(주파수 특성)

주파수 특성은 스피커가 재생할 수 있는 주파수 범위이다.

일반적으로 스피커는 고음과 저음 재생 한계에서 급격히 레발이 감소하게 되는데

기준이 되는 레벨에서 3db 감소하는 최대 및 최소 주파수 범위를 일반적으로 주파수 특성으로 규정한다.

다만 제조사에 따라 유효한 재생 주파수 범위를 일반적으로 10db 감소하는 주파수를

기준으로 별도 표기 하기도 한다.

power rating(정격허용입력)

스피커의 허용입력은 스피커가

일정 시간 견딜 수 있는 최대 전력  W(와트)로 나타낸 것이다.

표준 정격허용입력 계측 방법은 1시간 동안 6db 피크 팩터의 핑크노이즈를 입력하는 것이다.

순간최대허용입력(peak power)은 정격허용입력보다 4배 큰 값으로 규정한다

(정격허용 입력이 300W인 스피커의 순간최대허용입력은 1,200W가된다)

 

sensitivity(감도)

스피커의 감도는 일반적으로

무향실에서 스피커에 1W (8옴 에서 2.83V)를 가했을 때 1m 앞에서 얻을 수 있는

음량을 dB로 나타낸 것이다.

같은 1W 입력에 더 큰 음량을 얻을 수 있다면 이는 에너지 변환 효율이 높은 것이라 말할수 있다.

감도가 높은 스피커는 같은 전력으로 더 큰 음량을 재생할 수 있지만 

감도가 높은 스피커가 더 우수한 스피커라 이야기할 수는 없다

 

coverage angle(지향각도)

스피커의 재생음은

정면 축에서 각도가 벗어날수록 감소되는 경향을 보인다.

이러한 특성은 주파수에 따라 다르게 나타나는데

일반적으로 파장이 긴 저음은 무지향에 가까운 특성을 보이는 반면

파장이 짧아질수록 좁은 지향 특성을 나타내는 경향이 있다.

스피커의 제원에서 지향 특성은 일반적으로 정면에서 6dB 감쇠하는 곳가지의 각도를 의미하며

수직과 수평으로 나누어 표기한다.