3-way 스피커 개조 및 룸 보정

시스템 설계 및 디바이스 선정 (3/8)

대갈공명 2022. 1. 30. 23:14
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#1. 그럼 어떻게 구현할까?

 

[그림 3-1]은 나의 2호기(방통이) 오디오 시스템 구성 내역이다.

이전 글에서 밝힌 바와 같이...

서브우퍼 입력을 10dB 크게 해서...

음압 레벨을 맞추고... 3-way로 구성하기로 했다...

 

[그림 3-1] 기존의 2.5-way 오디오 시스템

 

그런데... 어떻게 구현을 해야 할까?

 

가장 간단한 구현법은...

① 서브우퍼 전용의 별도 앰프를 추가해서 레벨을 올리고,

② 3-way 아날로그 크로스오버를 새롭게 설계하는...

방법이다.

 

그런데... 나는 이 방법을 사용하지 않기로 했다.

그 이유는...

제대로 된 3-way 크로스오버를 제작하기에 많은 비용이 추가되기 때문이다.

 

"남자가 돈이 없지 가오가 없냐?"

그래... 나는 가오만 남아 있는 가성비를 추구하는 취미쟁이라는... *^^*

특히나, 서브우퍼/우퍼 조합의 크로스오버 제작에 필요한 소자는 가격이 많이 비싸다.

중급 소자를 쓴다고 하더라도... 30만원 이상은 소요된다.

청음을 통해서 몇 번 튜닝을 하고 나면... 소요 비용은 더 증가한다.

 

차라리...

그 비용으로...

요즘 새로 나온 디지털 크로스오버를 한번 도전해 보기로 한다.

 

디지털 크로스오버란...

크로스오버를 스피커 단에서 수행하는 것이 아닌...

초단의 디지털 신호 단(PC-DAC 사이)에서 디지털 신호를 대상으로 수행하는 방식이다.

 

세부 기술적인 사항이 궁금하다면... 다음 링크를 참조하기 바란다.

 

 

#2. 새로운 시스템 구상

 

짜잔~~~!

[그림 3-2]는 나의 진취적인 새로운 오디오 시스템 구상 내역이다.

 

[그림 3-2] 새로운 3-way 오디오 시스템 구조 설계 

 

[그림 3-1]과 비교해 보자... 뭐가 바꼈나?

① 스피커 서브우퍼 입력단의 Low pass filter(LPF)가 없어졌다.

② 앰프가 세 개로 증가했다.

③ DAC이 두 개로 증가했다.

④ 디지털 크로스오버(Digital Crossover)가 추가되었다.

 

시스템을 요약하면 다음과 같이 이야기할 수 있겠다.

트라이앰프(Tri-amplifier)를 기반으로,
트위터/우퍼 간 결합은 기존의 아날로그 크로스오버를 그대로 사용하고,
우퍼/서브우퍼 간 결합은 새로운 디지털 크로스오버를 사용한다.

 

약간 변태적인 구성이기는 하다.

이런 구성이 탄생한 배경은...

역시나 비용이다.

원래는 3-way 아날로그 크로스오버 전체를 모두 디지털 크로스오버로 만들어 보고 싶었더랬다.

그런데...

3-way 디지털 크로스오버 장비는 너무 비쌌다... ㅠㅠ

 

 

#3. 시스템 디바이스 구성

 

자...

그럼 [그림 3-2]의 시스템을 어떻게 구현할지에 대해서 설명한다.

내가 다 만들 수는 없고...

최소한의 비용으로 기존에 판매되는 디바이스를 구매해서 사용해야 한다.

선정된 디바이스는 [그림 3-3]과 같다.

[그림 3-3] 새로운 3-way 오디오 시스템 디바이스 구성

 

#4. 디바이스 선정 - Tri-앰프

 

먼저, Tri-amp를 위한 단일 앰프로는 Allo.com에서 판매하는 [그림 3-4]의 Volt +D를 사용하기로 했다.

채널당 60W의 준수한 구성에... 147달러의 착한 가격...

거기다가...

디바이스 선정 기준이 되는 audiosciencereview의 "Recommend" 까지 받은 Class D 앰프 되겠다.

세부적인 성능 측정 결과는 여기를 참고하시기 바란다.

[그림 3-4]와 같이 아크릴로 된 조악한 디자인을 가지고 있지만...

측정 결과를 보면, Class D 앰프임에도 불구하고... 여러 가지 측면에서 괜찮은 결과를 보여준다.

 

[그림 3-4] Allo.com의 Volt+ D 앰프 (인도 Allo.com 구매 사이트)

이걸 세 개 사서 Tri-앰프로 사용하기로 했다.

채널당 60W, 왼쪽/오른쪽 해서 120W를 지원한다고 하지만...

어뎁터가 60W짜리이니... 세개를 모으면...

총 180W의 나름 강력한 파워를 가진 인티앰프가 되겠다.

음홧홧홧~~~~!

 

앰프를 트위터/우퍼, 서브우퍼 이렇게 두 개만 사용해도 되지만...

스피커에서 되돌아오는 역기전력을 충분히 이길 수 있을 정도의 강력한 파워와...

향후 수행할 프로젝트에서의 활용성을 감안하여 3 채널로 결정했다.

그리고 유닛 당 앰프를 사용하면, 출력되는 신호의 대역폭이 줄어들어서...

소리의 양감이나 뭐 이런게 좋아진다고들 한다...

 

이 제품은 프랑스에 본사를 두고 있는 업체에서 설계를 하고...

인도에서 중국 부품을 사용하여 제조해서 판매하는 형태를 가진다.

 

사실, 1대는 인도 직구를 이용해서 구매했는데...

배대지가 마땅치도 않고... 시간도 많이 걸리고... 좀 그랬다...

그래서 나머지 2대는 미국의 pishop([그림 3-5] 참조)에서 미국 배대지를 통해서 구매했다.

가격은 두 곳이 거의 비슷하다.

 

[그림 3-5] Volt+ D 앰프 (미국 Pishop 구매 사이트)

 

#5. 디바이스 선정 - DSP

 

요 근래에 들어서...

디지털 신호 단에서 크로스오버를 수행하는 몇몇의 장비들이 출시되고 있다. (이런 장비를 DSP, Digital signal processor라고 부른다.)

 

이런 류의 장비들은 멀티 앰프가 필요하다는 치명적인 단점에도 불구하고...

간단한 GUI(Graphic user interface)를 통해서 크로스오버를 변경할 수 있다는 flexibility 측면에서의 엄청난 장점을 가진다.

(기존처럼 비싼 부품 사서... 조금씩 바꿔 가면서 음감 튜닝 안 해도 된다.)

 

이 프로젝트에서는 그중에서도 최고의 가성비 2-way 디지털 크로스오버를 만들 수 있는 minidsp의 2x4 HD로 선정했다. ([그림 3-6] 참조)

 

[그림 3-6] minidsp 2X4 HD

 

가격은 착한 230달러에...

입력으로 USB(디지털)과 광(Optical)을 지원하며, 총 2개의 DAC이 내장되어 있어 출력으로 총 4개의 동축(Coaxial) 출력을 내어준다.

내장 DAC은 audiosciencereview 결과에 따르면, 전용 DAC 제품에 비해 성능이 일부 떨어지기는 하지만...

그래도 가격 대 성능비를 생각하면 이만한 제품이 없다고 생각했다.

그리고 이 제품은 디지털 크로스오버를 위한 IIR 필터들과 함께...

① 파라미트릭 이퀄라이져(Parametric Equalizer)

② FIR 필터를 활용한 룸 보정(Room Equalization)

기능을 추가로 제공한다.

이 두 기능은 뒤에서 더 자세히 설명한다.

 

참고로 이 제품은 홍콩에서 만들었으며, 홍콩에서 그냥 Fedex로 직접 주문했다.

받은 제품을 전면, 후면 사진은 [그림 3-7], [그림 3-8]과 같다.

생각보다 자그만하다.

 

[그림 3-7] minidsp 2X4 HD 전면
[그림 3-8] minidsp 2X4 HD 후면

 

[그림 3-3]에서 DAC #1의 출력은 두 개의 앰프(앰프 #1, #2)에 연결되어야 한다.

이를 위하여 aliexpress에서 [그림 3-10]과 같은 오디오 splitter를 주문했다. 

배송 오는데 3주가 걸려서 그렇지...

2천원이면 살 수 있다.

 

[그림 3-10] 오디오 스플리터(Splitter)

 

구매한 오디오 스플리터를 결합한 사진이 [그림 3-11]이다.

그림의 제일 왼쪽 네 포트는 우퍼/트위터의 Left/Right 신호선 출력이 되겠고...

오른쪽 두 포트는 서브우퍼의 Left/Right 신호선 출력 되겠다.

 

[그림 3-11] 스플리터가 결합된 minidsp 후면

 

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