서브우퍼

서브우퍼는 아주 낮은 저역만을 재생하는 스피커로, 보통 육면체의 캐비닛 모양이어서 홈 시어터 공간의 어디에라도 둘 수 있습니다(그림 6-4). 우수한 서브우퍼는 홈 시어터 체험에 큰 임팩트와 짜릿한 스릴을 더해줍니다. 
홈 시어터 용도의 서브우퍼들은 대부분 파워드 또는 액티브 서브우퍼입니다. 이들 용어는 큰 우퍼 콘을 구동하기 위해 파워앰프를 내장하고 있는 서브우퍼와 관련되어 있습니다. 파워드 서브우퍼는 A/V 리시버나 컨트롤러의 서브우퍼 아웃(SUBWOOFER OUT)이라고 표기된 단자로부터 라인 레벨 출력을 받아 그 전기적인 신호를 소리로 전환합니다. 파워드 서브우퍼는 내장 앰프를 갖고 있기 때문에 반드시 벽의 AC 단자에 플러그인 해야 합니다.  
여러분은 서브우퍼를 2가지 방법으로 사용할 수 있습니다. 우선, 서브우퍼로 풀 레인지의 레프트와 라이트 스피커에 의해 재생되는 저역을 강화합니다. 서브우퍼와 레프트, 라이트 스피커는 보다 더 큰 저역 출력을 얻도록 저역을 재생합니다. 부수적인 효과로, 서브우퍼는 레프트와 라이트 스피커가 재생 가능한 것보다 더 낮은 주파수를 구현할 수 있습니다. 실제로 서브우퍼라는 말은 이 우퍼가, 전 대역의 레프트와 라이트 스피커용 우퍼보다 더 낮은 주파수의 저역을 재생하는 것을 의미합니다. 이런 배치에서는 저역이 레프트와 라이트 스피커에서 제거되지 않습니다. 

서브우퍼를 사용하는 두 번째 방법은 서브우퍼가 모든 저역을 도맡아 처리하고, 레프트와 라이트 스피커는 오직 중역과 고역 주파수만을 재생하도록 하는 것입니다. 거의 모든 서브우퍼는 크로스오버 네트워크를 갖고 있어서 주파수 스펙트럼을 저역과 중, 고역으로 분할합니다. 저역은 서브우퍼로 보내지며 중, 고역은 레프트와 라이트 스피커로 보내집니다. 
레프트와 라이트 스피커가 소형이어서 저역을 자체적으로 재생할 수 없는 경우에는 이런 연결 방식이 필수적입니다. 하지만 풀 레인지 레프트와 라이트 스피커의 경우에도 이런 방식을 쓰면 장점이 있습니다. 저역을 재생하려면 스피커의 콘이 크게 앞뒤로 움직여야 합니다. 스피커가 재생하는 주파수가 낮을수록 진폭이 커지며, 스피커 콘을 앞뒤로 움직이기 위해 더욱 많은 앰프 파워를 필요로 합니다. 대부분의 스피커는 콘의 진폭 크기에 따라 얼마나 크고 깨끗하게 재생할 수 있는 지가 한정됩니다. 즉 스피커 콘은 일정 한도 이상으로는 움직일 수 없는 것입니다. 게다가 콘을 앞뒤로 움직이는데 필요한 큰 전류는 스피커 내부에 열을 발생시켜서 손상을 줄 우려가 있습니다. 이런 제약 때문에 스피커가 재생할 수 있는 음량에는 한계가 있습니다. 스피커가 재생하는 저음이 많아질수록 스피커가 받는 스트레스도 커집니다. 게다가 파워앰프가 과도하게 구동되면 소리의 깨끗함이 줄어들게 됩니다. 또한 중역대 주파수 뿐만 아니라 낮은 저역까지 재생하기 위해 혹사되는 콘에는 도플러 왜곡(Doppler distortion) 현상이 나타나 음질이 떨어지게 됩니다.  
그러나 레프트와 라이트 스피커로 저음이 들어가지 않도록 서브우퍼를 추가하면 스피커가 최소의 진폭과 파워로 구동됩니다. 즉, 스피커와 앰프 모두가 혹사당하지 않아도 되는 것입니다. 그 짐은 큰 진폭과 높은 앰프 파워를 더 잘 다루도록 만들어진 서브우퍼로 넘어갑니다. 이제 레프트와 라이트 스피커가 낮은 저음을 재생하는 부담에서 벗어났기 때문에 이들의 중, 고역 소리가 보다 깨끗해집니다. 게다가 파워 핸들링 성능이 저음 재생을 위해 소진되지 않으므로 이전보다 더 많은 파워를 다룰 수 있게 됩니다. 서브우퍼를 추가하면 다이내믹 레인지가 증가하는 것도 이런 이유 때문입니다. 또한 서브우퍼의 내장 파워앰프는 스피커 시스템을 구동하기 위해 이용되는 전체 파워에 보태집니다. 그 결과 왜곡없이 더 큰 소리로 깨끗하고 다이내믹한 소리를 얻게 됩니다.  

서브우퍼 파워앰프와 위상 조절 

실제로 모든 서브우퍼는 내장 파워앰프를 갖고 있으므로 자신의 콘 유닛을 구동할 수 있습니다. 서브우퍼의 후면 패널에서는 내장된 파워앰프의 검은색 방열판을 볼 수 있을 것입니다. 제 4장에서 설명한 것처럼, A/V 리시버 제조 업체들은 자신들의 제품이 실제보다 더 큰 파워를 지닌 것처럼 보이게 하려고 애씁니다. 그렇지만 서브우퍼에 비하면 리시버 제조 업체들은 상당히 보수적인 편입니다. 그래서 저렴한 가격의 8인치 우퍼 내장 서브우퍼가 1000W 출력을 자랑하는 일도 이따금씩 보게 됩니다. 사실은 그런 제품에서 1000W 파워를 발생시킬 방법이 없습니다. 또 그렇게 할 수 있다고 하더라도 8인치 드라이버의 보이스 코일(증폭된 전류가 통과하는 도선)이 바로 녹아버릴 것입니다. 서브우퍼를 살펴 볼 때에는, 제조 업체의 파워 출력 표시를 무시하고 이번 장의 뒷 부분에서 설명하게 될 감상 평가 기준을 사용해서 판단하는 것이 최선의 방법입니다. 
서브우퍼의 파워앰프는 많은 파워를 발생시키기 위해 크고 무거울 필요는 없습니다. 서브우퍼에 흔히 사용되는 스위칭 파워앰프는 크기가 작고 차갑게 작동되면서도 높은 출력을 제공할 수 있습니다. 스위칭 파워앰프는 흔히 클래스 D(Class D)앰프라고 하는데 일반적인 리니어 파워앰프와는 상당히 다른 방식으로 작동합니다. 
서브우퍼는 후면에 몇 가지 조작 스위치가 달려 있습니다. 가장 먼저 눈에 들어오는 것은 VOLUME으로 서브우퍼가 주어진 입력 레벨에서 얼마나 큰 소리를 재생할 것인가를 설정합니다. 이 컨트롤은 리시버나 컨트롤러와 연결해서 조정하면 올바른 저음의 양을 얻어낼 수 있습니다. 
또 다른 컨트롤은 위상 조절(phase adjustment) 스위치로 연속 조절 손잡이나 180로 표시되어 있습니다. 이 스위치는 서브우퍼의 음향 출력이 메인 스피커와 잘 어울리도록 위상을 전환해 줍니다. 방의 어떤 위치에서는 서브우퍼가 0위치에서 메인 스피커와 잘 어울리지만 어떤 위치에서는 180 위치에서 더욱 매끄럽게 이어집니다. 연속 위상 조절 방식은 서브우퍼와 메인 스피커의 위상 관계를 보다 더 미세하게 조절할 수 있으므로 훨씬 더 유용합니다. 
음악이나 영화 사운드트랙을 재생할 때에는, 각 콘의 위상이 약간씩 어긋나게 출력되기 때문에 특정 주파수가 상쇄되거나 강화됩니다. 그래서 특정 저음이 낙타 등의 혹처럼 튀어 나오고 다른 부분은 감소되기도 합니다. 
위상 조절은 서브우퍼의 위치와 메인 스피커의 위치가 가변적이기 때문에 필요한 것입니다. 어떤 경우에는 서브우퍼가 메인 스피커에서 먼 곳에 있고, 또 어떤 경우에는 가까이 있곤 합니다. 위상 조절은 여러분이 서브우퍼와 메인 스피커 사이에서 타이밍 관계를 다이얼로 조절하도록 해줍니다. 여러분이 본 것처럼, 연속적으로 변화하는 위상 조절이 180스위치보다는 훨씬 더 유용합니다(제 9장에서는 서브우퍼의 위상 조절을 완벽하게 세팅하는 방법을 설명합니다).