#1. 크로스오버 설계 내역
[그림 9-1]은 직접 측정한 유닛별 음압 특성 되겠다.
이제 2.5way 크로스오버 네트워크 (Crossover Network)를 설계해야 한다.
일단, 우퍼와 트위터 간의 2-way 네트워크를 설계하고...
서브우퍼를 저역통과 필터(LPF) 시키면 된다.
[그림 9-2]는 설계된 결과를 먼저 보여준다.
우퍼/트위터 크로스오버 주파수는 2.5kHz, 필터는 각각 2차를 사용했고...
서브우퍼 LPF 역시 2차를 사용했다.
설계를 하고 보니, 특이한 점이 저항이 하나도 없다는 것이다.
[그림 9-1]에 나타난 것처럼 크로스오버 주파수 부근에서 우퍼/트위터의 음압이 비슷하다는 이유에서다.
어떻게든... 저항이 없다는 건... 효율이 좋다는 의미니깐... 좋은 거겠지... ㅎ
#2. 2-way 크로스오버 특성
[그림 9-3]은 [그림 9-2]의 Twitter+Woofer 2way 크로스오버 회로 응답곡선이다.
파란색의 우퍼 응답곡선은 Butterworth에 가까우며 (Q가 약 0.8 정도)...
빨간색의 트위터 응답곡선은 Chebychev에 가깝다 (Q가 약 1.2 정도).
나름은 Q가 큰 필터를 사용해야만 2~3kHz 대역의 우퍼/트위터 음압 부정합을 그나마 교정할 수 있었다.
[그림 9-4]은 우퍼/트위터 신호의 필터링 특성을 보여준다.
초록색은 필터링된 우퍼 신호, 오렌지색은 필터링된 트위터 신호 되겠다.
마지막으로 파란색은 두 신호를 합친 신호다...
나름 좋은 특성인것 같다...
#3. 서브우퍼 LPF 특성
[그림 9-5]는 서브우퍼의 LPF 필터링 특성을 보여준다.
2.5way 스피커에서 서브우퍼는 저역에서 우퍼를 도와주는 역할을 수행하기 때문에...
[그림 9-4]에서 부족한 20Hz~100Hz 대역의 서브우퍼 신호는 최대한 다 살리려고 노력했고...
서브우퍼의 1kHz 대역 신호(잡음)를 15dB 정도 감쇄시킬 수 있는 구조다.
필터 종류는 Linkwitz-Riley이다.
#4. 최종 예상 주파수 특성
[그림 9-6]은 우퍼/트위터 조합 신호(초록색)와 서브우퍼 신호(빨간색)를 나타낸다.
그리고 파란색 신호는 두 신호를 필터 없이 그냥 더한 신호이다.
스피커 내부 체적 배분 및 서브우퍼/우퍼 포트 길이를 설정한 이유가 그림에 보인다.
"우퍼+트위터" 구조에서 빈약했던 100Hz 이하 대역이...
"서브우퍼"의 도움으로 인해... 최대 6dB 정도 올라간다...
저음 대역의 위상은 거의 동일하므로...
"서브우퍼+우퍼+트위터" 신호(파란색)가 초록색 신호보다 저음이 강화된 건 사실이다.
실제로 효과가 얼마나 있을지는...
청음을 통해서 확인해 봐야겠다...
세로축을 확대한 최종 예상 특성을 [그림 9-7]에 나타냈다.
그림대로라면...
50Hz ~ 20kHz 대역이...
5dB 내에 들어간다...
신이시여~~~~!! (뒷말 생략)
#5. 크로스오버 부품 선정
마지막으로 부품을 선정해 보자...
제일 고민되는 부분이다..
선정 기준은....
[그림 9-2] 회로도에서 직렬 소자는 그나마 쓸만한 Audiophiler 정도급...
병렬 소자는 오디오에서 사용가능한 최저가 급... (전해콘덴서도 두 개나... ㅠㅠ)
사실...
그라운드로 나가는 신호에 물려있는 병렬소자는 좋은 걸 써도 별 효과가 없다는 게 내 생각이다.
일단 측정/설계를 마쳤다...
아.. 오래 걸렸다...
그런데... 그래프만 보면...
특성이 생각보다 괜찮다...
실제로 들어봐야겠지만...
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