인클로져 상위 설계 (3/12)

#1. 레퍼런스 스피커 인클로져 설계

 

선정된 세 개의 유닛 특성 그래프(링크 의 [그림 2-8])는 개별 유닛의 특성만을 반영하고 있다.

이 그래프는 유닛을 무한 베플을 모델링한 넓은 (수 제곱미터) 판에 놓고 측정한 값이다.

분명히 유한한 스피커 인클로져에 설치하면 특성이 많이 달라진다.

 

앞 글에서 이번 프로젝트의 레퍼런스 스피커는 JBL 4312mk2라고 말했었다.

선정된 세 개의 유닛을 레퍼런스 스피커 모양으로 입력해서 시뮬레이션을 수행하고...

실제 특성을 한번 유추해 보기로 했다.

 

먼저, 스케치업으로 설계한 인클로져를 [그림 3-1]에 보인다.

이쁘지 않은가? ㅋㅋㅋ

 

그림 3-1:  스피커 인클로져 설계 내역

뒷면에 있는 세 쌍의 바인딩 포스트는 세 유닛 각각 연결해서...

특성을 간편하게 측정하기 위한 용도다.

절대로 바이/트라이 앰핑용 아니다.

 

 

#2. 레퍼런스 스피커의 문제점

 

만들고 있는 "기모찌"를 공동 활용하기로 한 형님들께 즉각 디자인에 대한 의견을 여쭈었다.

칭찬받을 거라 생각했다.

 

큰형님 반응이 의외다.

 

나는 사팔 스픽은 별루여~~! (진짜로 서울 분이시다.)

나는 대칭이 좋아~~

 

여기서 “사팔 스픽”은 “사팔뜨기 스피커”를 말한다.

즉, 좌우 대칭이 되지 않아 꼭 사팔뜨기처럼 보이는 [그림 3-1]과 같은 스피커 말이다.

 

이때 갑자기 내 머리를 띵~~! 하고 때리는 그분(이신렬 박사님)의 한 말씀...

 

멀티 way 스피커 제작 시에는 베플에서의 유닛 위치에 따라서 음색이 확확 바뀝니다.
그 원리를 잘 알고 설계를 하셔야 됩니다.

 

아... 내가 디자인에 눈이 멀어 초심을 잃었구나...

역시 오바한다 싶을 때는 뭔가를 놓치고 있는 거라니깐...

 

이신렬 박사님의 해당 강의를 한 번 더 듣고...

시뮬레이션을 통해서 확인 작업에 들어간다.

 

[그림 3-1]과 같이 세 유닛이 중앙에 존재하지 않고 귀퉁이로 쏠렸을 때...

소리의 지향성을 시뮬레이션 결과를 극좌표 그림(Polar plot)으로 나타내 보았다.

놀랄 만한 결과가 나왔다.

 

[그림 3-2]는 스피커 상단에서 스피커를 바라본다고 생각하고 그린...

각 유닛(서브우퍼, 미드레인지, 트위터)의 소리 지향성을 보여준다.

서브우퍼는 왼쪽으로 약 3도, 미드는 오른쪽으로 약 5도, 트위터는 왼쪽으로 약 5도 틀어져 있다.

 

그림 3-2:  스피커 위에서 내려다본 유닛 별 소리 지향성

[그림 3-3]은 스피커 옆에서 바라본 유닛 별 소리의 지향성을 보여준다.

아래 있는 넘은 아래로... 위에 있는 넘은 위로... 소리가 휜다.

 

그림 3-3:  스피커 옆에서 바라본 유닛 별 소리 지향성

스피커를 듣는 청자 입장에서 한번 생각해 보자.

스피커를 정면에 두고 소리를 듣고 있는데...

음향 센터가 유닛별로 다 달라서...

가장 좋은 소리가 나는 방향을 맞출 수가 없다.

즉 옆으로 약간만 옮기면...

소리의 음색이 바뀌게 되는 것이다.

 

그런데... 수평으로 지향성이 다른 것이 수직보다 훨씬 더 큰 문제다.

청자가 음악을 듣는 위치는 수평으로 넓은 범위에 걸쳐서 바뀌지...

수직으로는 거의 바뀌지 않기 때문이다...

 

아~~~ 그래서 형님들이 사팔 스피커를 싫다고 하셨구나...

다년간의 청음으로 무장하신 형님들은 스피커 모양만 보면 장단점이 보이고 음색이 들린다고 하시더니...

진짜다...

정말로 대단하신 분들이다...

 

 

#3. 새로운 인클로저 설계

 

모든 유닛을 좌/우 기준으로 중앙에 위치시키는 새로운 인클로져를 다시 설계했다.

머리가 나쁘면 진짜로 몸이 고생이다.

설계한 인클로져는 [그림 3-4]와 같다.

 

그 이쁘던 스피커가...

걍 평범한 스피커가 되어 버렸다... 힝...

 

그림 3-4:  스피커 인클로져 설계 내역

그래도 성능이 좋지 않은가...

위로해 본다.

 

먼저 지향성 특징을 한번 보자.

[그림 3-5], [그림 3-6]을 보면...

수평으로는 전혀 휘고 있지 않으며,

수직으로 조금 더 휘고는 있지만...

수직으로 휘는 거는 괜찮다고 했으니... ㅋㅋㅋ

 

그림 3-5:  스피커 위에서 내려다본 유닛 별 소리 지향성

그림 3-6:  스피커 옆에서 바라본 유닛 별 소리 지향성

 

스피커 인클로저 내부는 [그림 3-7]과 같이 생겼다.

더 자세한 설계 컨셉과 설명은 다음 글에서 한다.

 

그림 3-7:  인클로져 내부 구조

최종 선정된 스피커 설계 변수 및 결과는 [표 3-1]과 같다.

 

[표 3-1] 스피커 설계 변수 및 선정된 결과 

No.	변수	파라미터	선정된 결과
1	스피커 구조	밀폐형 vs. 기공형	기공형
2	스피커 모양	인클로저 체적 및 크기	- 내부 크기: W(182), D(263), H(442) (mm) - 체적 19.19 리터 (내부 각재, 유닛 2리터 제외)
3	기공 크기/길이	최저 저음 주파수 선정	2개, 지름 1.5inch, 길이, 411mm
4	유닛 배치	배플에서의 유닛 좌우 위치	중앙
5	기공 배치	기공 위치	전면 상단
6	충진재 종류	재질 및 밀도	Polyester, Dfill: 40mg/cm3

 

설계한 인클로져를 포함한 유닛 특성 시뮬레이션 결과는 [그림 3-8]과 같다.

미리 계산된 구멍(Port) 2개를 뚫어서...

서브우퍼의 저음 주파수를 30Hz까지 내렸다...

어.. 근데.. 미드레인지 유닛도 저음이 30Hz까지 내려왔다.

요거는 이 시뮬레이션 모델의 한계점이라고 판단하고 있다.

미드 레인지의 저렇게 낮은 저음은 기대하지 않는다.

 

그림 3-8:  인클로져 포함 시뮬레이션 결과

 

형님들 아니었으면...

...

이쁘지만...

소리는 별로 좋지 않아서...

튜닝을 많이 해야 하는...

이상한 스피커 만들 뻔했다.

 

형님들... 감사드립니다.

제 인생의 등불이셔요~~~!!