가성비 책상용 스피커 DIY

저렴이 스피커 성능 측정 (2/9)

대갈공명 2022. 12. 15. 21:07
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#1. 스피커 음감 테스트

 

주문한 AD-45, AD-68 스피커와 앰프가 도착했다.

서둘러 연결해서 소리를 들어본다.

물건 배송 오고 개봉할 때... 이것저것 연결해서 쪼물딱 거릴 때...

너무 좋다... ㅎㅎㅎ

 

구매한 스피커들은 저음을 내보내는 "우퍼(Woofer)"와...

고음을 담당하는 "트위터(Tweeter)"  두 개의 유닛으로 구성된 Two-way 시스템 되겠다.

하지만, 두 유닛의 단자당 각각 두 port씩 제공될 뿐,

크로스오버 네트워크(Crossover Network)는 포함하고 있지 않다.

 

일단 소리부터 들어보자...

스피커는 해체하지 않고, 유닛이 설치된 환경에서 청음을 했다.

앰프의 좌측 출력은 우퍼에, 우측 출력은 트위터에 연결했다.

 

일단, AD-45는 나름 괜찮은 소리를 들려주었다.

우퍼는 3인치에 가까운(2.75") 크기에서 제법 저음도 들려주었으며..

거의 풀레인지(Full Range)에 가까울 정도로 고음도 제법 소리가 나는 수준이었다.

지금껏 자작한 1호기/2호기에 비교할 바는 아니지만...

트위터도 들어줄 만한 정도의 소리는 들려주었다.

 

그런데... 

AD-68 우퍼는 많이 아쉬운 느낌이었다.

요즘같이 추운 날 파카 입고 아랫도리 안 입은 듯한...

저음에서의 허전함이 너무나도 크게 느껴졌다.

 

"5천원 짜린데 뭘 더 바래..."

 

나는 "막귀"로 소문한 넘 아닌가...

일단 객관적인 데이터를 확인하기 위해...

측정부터 한번 해 보자...

 

 

#2. 측정 환경

 

스피커 유닛 제조사에서 제공하는 SPL 그래프의 측정 환경은 일반적으로 [그림 1]과 같다.

 

① 소리의 반사를 최소화하는 음향 챔버(Anechoic Chamber)에서 측정

② 유닛을 수 미터 × 수 미터 크기의 평면 패널에 부착 (무한 베플과 유사한 환경 조성)

③ 스피커 유닛과 수음 마이크는 1미터 거리 유지 (일반적으로)

④ 외부에 설치된 파워앰프를 활용하여 정확한 파워로 설정

⑤ 모노 펄스, 혹은 sweeped sine wave를 출력하여 마이크에서 수음하여 특성 측정

 

[그림 1] 스피커 유닛 제조사의 SPL 측정 환경

 

취미로 깔짝거리는 나는 이런 비싼 환경이나 장비는 당연히 없다.

아직 정식 "방"으로 인정도 못 받는 "알파룸"에서 측정해야 한다.

현실적인 대안으로 측정한 방법은 다음과 같다.

 

① 1차 반사파 유입을 최소화하기 위하여 스피커와 마이크는 최대한 방 가운데 위치

② 바닥 반사파 영향을 최소화 하기 위하여 마이크와 스피커를 약 1미터 이상으로 높이 띄우기(1호기 스탠드 활용)

      → ①, ②번으로 해 놓고 수음한 데이터 impulse response의 반사파를 제거하는 방법 사용

      → 챔버에 비할바는 아니지만... 나름 훌륭한 근사 측정 방법이라 판단

③ 스피커와 마이크의 거리는 50cm로 고정 (이 정도 스피커는 반사파 보다는 직접파를 듣는 것이 일반적이지 않을까 하고...)

MiniDSP UM1K-1 마이크로폰REW 소프트웨어 활용

⑤ 저음 포트의 영향 분석을 위하여 "근거리/원거리 측정 및 조합법" 사용 (해당 방법에 대한 설명은 아래 링크 참조)

 

 

유닛 특성 측정 (feat. 새로운 스피커 측정법 적용) (8/12)

#1. 도전 배경 나의 2.5way 스피커는 서브우퍼를 포함하는 약간은 괴상하고도 일반적이지 않은... 그런 스피커이다. 서브우퍼가 사용된다는 것은 저음을 강조하고 싶다는 이야기이지만... 실제로

curiosity.tistory.com

 

실제 AD-45 및 AD-68에 대한 측정 환경 사진은 각각 [그림 2], [그림 3]과 같다.

내가 봐도 허접하다... 쩝...

 

[그림 2] AD-45 특성 측정
[그림 3] AD-68 특성 측정

 

[NOTICE] 혹시나 내가 측정한 데이터를 활용해서 자작을 하시려는 분들은 아래 측정 데이터를 참고로만 사용하시길 부탁드린다.

앞에서 말했다시피, 스피커 유닛 제조사가 제공하는 SPL 곡선과는 정교함에 있어서 너무나도 많은 차이점을 가지기 때문이다.

동일 유닛을 어떤 통(인클로져)에 담는지, 유닛을 어디에 위치시키는지, 크로스오버 네트워크를 어떻게 만드는지에 따라 변화무쌍한 것이 스피커이니...

진짜... 그냥... 경향만 참고 하시라...

 

 

#3. AD-45 특성 측정

 

측정된 스피커 및 유닛의 SPL 특성은 [그림 4]와 같다.

 

우퍼 유닛은 약 160Hz ~ 4kHz까지 나쁘지 않은 특성을 보여준다.

해당 대역에서 는 약 ±5dB 정도의 편차를 보여준다.

편차는 작은 편은 아니지만, 그렇다고 3인치 치고는 나쁜 편도 아니다.

포트 공진주파수는 130Hz 언저리...

그래서 나름 두툼한 저음을 울려 주는 것 같다.

 

트위터 유닛은 약 2kHz ~ 18kHz 대역에서 평탄한 특성을 보인다.

18kHz 이상의 고음 대역에서 roll off 가 있다는 것이 단점이다.

 

주파수 SPL 곡선만 보면 3kHz 정도를 Crossover 주파수로 선정하고 네트워크를 잘 설계하면 쓸만한 스피커가 될 것 같다.

 

[그림 4] 측정한 AD-45 우퍼(파란색), 우퍼/포트(초록색), 트위터 SPL 특성

 

하지만 맘에 걸리는 부분이 있다.

바로 우퍼의 임펄스 응답. ([그림 5] 참조)

 

임펄스 응답이 생각보다 지저분하다. (앞/뒤 꼬리가 길~~~다)

이렇다면 주파수/시간축에서의 해상력이 좋지 않을 텐데...

지금까지 Hi-Fi용 유닛만 봐서 그런지 영 맘에 들지 않는다.

 

" 5천원짜리에 뭘 더 바래? "

 

모든 것들을 뛰어넘을 수 있는 문장 되겠다.

인클로져 공간을 넉넉하게 주면 괜찮아지겠지.... 하고 위로해 본다.

 

[그림 5] 측정한 AD-45 우퍼 Impulse Response

 

#4. AD-68 특성 측정

 

이 스피커는 저음을 위해 포트(port)를 사용하는 AD-45와는 달리 저음을 위해 일명 뻥우퍼(Passive Radiator)를 사용한다.

측정된 스피커 및 유닛의 SPL 특성은 [그림 6]과 같다.

 

우퍼 유닛은 약 300Hz ~ 10kHz까지 나름 평탄한 특성을 보여준다.

하지만, 주파수 축에서 여러 개의 dip이 보인다.

해당 대역에서 는 약 ±9dB 정도의 편차를 보여준다.

2인치 크기를 감안하면 용인할 만 하긴 하지만,

역시 유닛 크기의 한계는 어쩔 수 없나 보다... 싶다.

 

뻥우퍼 공진주파수는 85Hz 언저리...

너무 욕심을 낸 건 아닌가 싶긴 하다.

그래서 저음이 허전해졌으리라...

차라리 200Hz 이하를 공진주파수로 사용하면 어땠을까 생각해 본다.

 

트위터 유닛은 AD-45 트위터와 비슷한 특성을 보인다.

 

Impulse Response ([그림 7] 참조) 역시 조금 더 지저분한 특성을 보여준다.

 

[그림 6] 측정한 AD-68 우퍼(파란색), 우퍼/PR(초록색), 트위터 SPL 특성

 

[그림 7] 측정한 AD-68 우퍼 Impulse Response

 

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