#1. 음압 맞추기 및 유닛 특성 측정
[그림 1]은 기존 2.5way 스피커 프로젝트 수행 당시 세 유닛 각각의 특성을 측정한 그래프이다. (링크 참조)
보는 바와 같이, 저주파 대역에서 서브우퍼의 음압이 우퍼 대비 10dB 이상 작다. ㅠㅠ
앞 글에서 설명했듯이... 하나의 앰프만으로는 서브우퍼가 제 역할을 하지 못한다는 뜻이다... ㅠㅠ
하지만, 이제는 더 이상 걱정할 필요가 없다.
나만의 트라이(Tri) 앰프에 물려서 서브우퍼의 볼륨을 사~~알짝 올려 주면 끝나는 문제이기 때문이다...
뒷일 치르고 제대로 안닦은 느낌을 이제서야 없앨 수 있겠다...
촤~~하하하하하~~~~!
유닛별 음압을 맞춰보자...
트위터/우퍼/서브우퍼 볼륨노브를 적당히 조절해 가면서...
[그림 5-2], [그림 5-3]과 같이 니어필드(Near-Field), 파 필드(Far-Field) 측정을 수행하고...
"서브우퍼"와 "우퍼/트위터 조합" 특성을 만들어낸다.
장시간의 노가다 끝에...
앰프의 적당한 볼륨을 찾았다...
측정한 "트위터/우퍼 결합", "서브우퍼" 주파수 특성 결과는 [그림 5-4]와 같다.
일단, 그래프를 보면, 다음의 세 가지 특징을 알 수 있다.
① 저주파에서의 서브우퍼 음압이 우퍼의 음압과 거의 일치한다. 음홧홧홧~~~!
② 서브우퍼와 우퍼 둘의 평탄한 음압이 유지되는 구간이 200Hz ~ 700Hz로 넓다.... 아 좋아~~
③ 트위터 고주파 특성이 약 17kHz 이후부터 약 5dB 떨어진다. (요거는 앰프 특성이다. 가성비 Tri-앰프의 한계랄까? 링크 참조)
고주파에서 약간의 특성 변화가 있지만...
나는 어차피 잘 안 들리는 영역이고...
저주파 부분에서...
크로스오버 하기에 좋은 환경을 드디어 만들었다...
내가 이 프로젝트를 진행하면서 꼭 이루고 싶었던 부분이 바로 요거 되겠다.
그래프를 유심히 쳐다보고...
고민을 거듭한 끝에...
크로스오버 주파수를 정한다.
500 Hz
트위터/우퍼 크로스오버 주파수가 2.5kHz니깐...
① 40Hz ~ 500Hz는 서브우퍼가...
② 50Hz ~ 2.5kHz는 우퍼가...
③ 2.5kHz ~ 20kHz는 트위터가 담당한다.
크로스오버 주파수 선정의 근거는 일단, 3분할이다.
참고로,
스피커의 주파수 특성 그래프에서 가로축이 로그(log) 스케일로 되어 있는 이유는...
사람의 인지 특성이 그러하기 때문이다.
예를들어, [그림 5-4]에서...
100Hz ~ 200Hz (100Hz 간격)에 들어 있는 소리 정보는
1kHz ~ 2kHz (1kHz 간격)과...
10kHz ~ 20kHz (10kHz 간격)에 들어 있는 소리 정보와 거의 동급으로 사람의 귀가 인지한다는 말이다.
다시 말하면, 고주파로 올라 갈수록 사람의 청각 특성이 동일한 대역폭(Bandwidth) 기준으로 봤을때 둔감해 진다는 뜻이다.
하지만, 고주파가 중요하지 않다는 말은 절때로(역시 오타 아니다. 강조형이다.) 아니다.
저역의 크로스오버 주파수는 이후 시도해 볼 예정인 룸 커렉션(Room Correction)에 따라서 변경될 수 있기 때문에...
일단은 사람의 인지특성을 기준으로 3분할 한 것이다.
#2. 디지털 크로스오버 적용
두근거리는 마음으로...
Minidsp 2x4 HD를 연결하고...
디지털 크로스오버를 설정해 본다.
[그림 5-5]처럼 두 개의 디지털 입력(좌/우)을 네 개의 아날로그 출력(좌/우, 우퍼/서브우퍼)으로 연결한다.
[그림 5-6]에서 보는 것과 같이, 출력 탭에서 Xover를 클릭한다.
[그림 5-7]과 같이 Woofer/Tweeter 결합 신호에 500Hz를 Cut-off로 해서 LR (Linkwitz-Riley) High-pass Filter(HPF)를 적용한다.
48dB/oct 필터니깐...
아날로그 LC로 회로를 만들면, 무려 8개의 소자(4개의 콘덴서, 4개의 코일)가 필요한 엄청난 크로스오버 되겠다.
이어서 [그림 5-8]과 같이 Subwoofer 신호에 500Hz를 Cut-off로 해서 LR (Linkwitz-Riley) 48dB/oct Low-pass Filter (LPF)를 적용한다.
#3. 크로스오버 측정
크로스오버를 설정하고 [그림 5-2]와 같은 환경에서 다시 특성을 측정한다.
결과는 [그림 5-9]와 같다.
그림의 파란색 그래프는 크로스오버를 통과한 Subwoofer의 특성이다. 500Hz부터 급격하게 떨어진다.
그림의 초록색 그래프는 크로스오버를 통과한 Woofer/Tweeter의 특성이다. 요넘도 500Hz 이하에서 급격하게 떨어진다. 와~~!
짜잔~~~!
둘이 합쳐진 주파수 특성이 빨간색~~~~!!!
...
...
올~~~ 멋지다... ㅋㅋㅋ
디지털 크로스오버를 사용해 본 소감...
기존에는 크로스오버를 "만든다"는 표현을 사용했는데...
이제는 "설정한다"는 표현이 딱 맞다.
그냥... 마우스로 몇 번 클릭하면 끝나니깐...
진심 너무 편하다...
아날로그 크로스오버를 제작했다면...
시뮬레이션을 하고...
부품을 주문하고...
납땜하고...
측정하고...
부품 값 조금 조정해 보고...
또 측정하고...
...
...
하~~~ 생각만 해도 아찔하다...
진심 이런 생각이 든다.
나같은 게으름쟁이한테는 디지털 크로스오버가 짱이여~~~!
#4. 청음
디지털 크로스오버의 하나 더 큰 장점 있다.
바로, 실시간으로 비교청음(비청)이 가능하다는 점이다.
간단히 클릭 몇번으로 크로스오버를 제거했다가...
다시 붙였다가...
이게 가능하다...
근데...
크로스오버 없이 저음 대역에서 우퍼와 서브우퍼 소리가 동시에 나오는 상황이...
훨씬 좋게 들렸다. 특히나... 재즈는...
저역의 두텁고 약간 거친 소리... 이런거 좋아하는데...
이것이 진정 두 유닛에서 나오는 소리가 섞이면서 나오는 혼탁한 소리란 말인가?
약간 혼란스러웠다.
크로스오버가 적용된 소리는...
끈적함은 줄어들면서...
소리가 단정해 지는 느낌...
특히 재즈 들을 때는...
윗옷 3겹 입고...
아랫도리 안걸친 이런 느낌이다...
햐~~~ 지금까지 내가 찾아다닌 소리는 도대체 어떤 것이었을까?
생각이 많아지는 하루였다.
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