[High End Audio Complete Guide] ¼ºê¿ìÆÛ
서브우퍼
서브우퍼(subwoofer)는 풀-레인지 스피커 시스템의 저역 출력을 확장하고, 증가시키는 낮은 주파수를 발생시키는 스피커입니다. "서브우퍼"라는 용어는, 별도의 캐비닛에 포함된 모든 저주파 드라이버 시스템을 나타내는 것으로 크게 잘못 사용되고 있습니다. 그렇지만 "서브우퍼"는 실제로 "우퍼 아래"를 의미하며, 확장된 저역 응답이 20Hz 이하에 이르는 제품에 남겨두어야 합니다. 인클로저의 저주파 드라이버가 40Hz까지 뻗고 작은 위성 스피커와 사용한다면, 우퍼로 부르는 것이 더욱 타당할 것입니다.
여러분은 자체 앰프로 구동하는 내장형 "서브우퍼"를 가진 풀-레인지 스피커를 보게될 것입니다. 이들 제품의 대부분은, 실제로 단순히 일체형 파워앰프로 구동되는 우퍼를 채용하고 있습니다. 이러한 설계는 메인 앰프가 우퍼를 구동하는 부담을 덜어주지만, 스피커를 AC 아웃렛에 꽂을 필요가 있습니다.
서브우퍼에는 두 종류가 있습니다: 패시브(passive)와 액티브(active). 패시브 서브우퍼는 외부 앰프에 의해 구동되어야 하는 우퍼 또는 복수의 우퍼 입니다. 어떤 패시브 우퍼의 경우에는 메인 스� 픔옇�구동하는 동일한 스테레오 앰프가 서브우퍼도 구동합니다. 이 가장 바람직하지 않은 서브우퍼 접속 방법에서는, 파워앰프에서의 풀-레인지 출력이 서브우퍼로 입력되고, 서브우퍼에서의 크로스오버는 신호로부터의 저주파를 제거하며, 메인 스피커로 필터링 된 신호를 출력합니다. 이 방법은 신호 경로에 추가의 크로스오버를 두어 스피커 레빌의 신호를 필터링 합니다.
서브우퍼를 구동하는 더 나은 방법은 일렉트로닉 크로스오버(electronic crossover)와 별도의 파워앰프를 사용하는 것입니다. 이 방법은 라인레벨에서 메인 스피커를 구동하는 신호로부터 저역을 분리하므로, 스피커 레벨의 필터링보다 신호에 훨씬 덜 해롭습니다. 게다가 서브우퍼를 위해 별도의 파워앰프를 사용함으로써, 시스템의 다이내믹 레인지를 크게 증가시키고 메인 스피커 앰프로부터 서브우퍼를 구동하는 부담을 덜어주게 합니다. 라인-레벨 크로스오버와 파워앰프를 추가하여 패시브 서브우퍼를 액티브 서브우퍼로 전환하고 시스템을 바이앰핑할 수 있습니다.
액티브 서브우퍼는 라인레벨 크로스오버와 파워앰프를 한 캐비닛에 결합한 서브우퍼로 별도의 박! 스와 앰프가 필요 없습니다. 이러한 서브우퍼는 라인-레벨 입력(프! 리앰프로 부터 입력되는), 라인레벨 출력(파워 앰프를 구동하는), 그리고 서브우퍼 레벨에 대한 볼륨 컨트롤을 갖고 있습니다. 라인레벨 출력은 메인 스피커로 가는 저주파 에너지를 감쇠시키도록 필터링됩니다. 이 크로스오버 주파수는, 여러분의 메인 스피커와 최상의 통합을 제공하는 주파수를 선택하도록, 서브우퍼에서 조절할 수 있습니다. (나중에 다시 설명하겠습니다.)
액티브 서브우퍼를 여러분의 시스템에 추가하면 다이내믹 레인지, 저역의 확장, 중역의 깨끗함, 그리고 긴장감 없이 스피커를 크게 울릴 수 있는 능력을 크게 증가시킬 수 있습니다. 추가적인 앰프 파워와 저주파 드라이버는 시스템이 더 높은 레벨에서 음악적 피크를 재생할 수 있게 해 줍니다. 게다가 메인 스피커를 구동하는 신호로부터 저주파를 제거함으로써, 메인 스피커가 낮은 주파수를 재생할 필요가 없기 때문에, 더 큰 음량을 낼 수 있게 해 줍니다. 중역은 흔히 깨끗해지는데, 왜냐하면 우퍼 콘이 낮은 저역을 재생하려고 앞뒤로 맹렬히 움직일 필요가 없기 때문입니다.
이제는 나쁜 소식 차례입니다. 서브우퍼는 재생 시스템의 음악적 성능을 저하시키는! 경우가 많습니다. 서브우퍼가 잘못 설계되었거나(많은 경우), 아니면 부적합하게 설치되었거나, 또는 점점 더 흔해지는 일이지만, 홈 시어터 시스템에서 폭발음을 재생하기 위해 제작되었거나 한 경우에 음악적인 미묘함을 풀어내지 못합니다.
서브우퍼의 이론적인 문제점들을 살펴보겠습니다. 우선, 대부분의 서브우퍼 - 패시브 또는 액티브 - 는 앰프를 신호 경로에 추가합니다. 액티브 서브우퍼의 내부 크로스오버는 최상의 품질이 아닐 수도 있습니다. 심지어 잘 제작된 크로스오버에서도 여전히 고급의 소스 기기, 프리앰프 그리고 파워앰프의 순수성을 저하시킬 수 있습니다. 이러한 단점은 메인 스피커를 풀-레인지로(롤오프 없이) 작동시켜 피할 수 있지만, 저주파를 메인 스피커로부터 멀리함으로써 얻는 다이내믹에서의 장점과 중역의 깨끗함을 잃을 수 있습니다.
둘째, 서브우퍼의 저역 품질이 부족할 수 있습니다. 서브우퍼는 많은 양의 공기를 움직이고 깊은 확장을 제공할 수 있지만, 잘못 설계된 서브우퍼는 흔히 저역 끝을 부풀게 합니다. 저역에 무엇이 진행 중인가를 들을 수 있는 능력을 길러주기 보다는, 서브우퍼는 음악적 ! 정보를 불분명하게 하는 경우가 많습니다.
셋째, 서브우퍼! 는 메인 스피커와 음악적으로 결합하는데 실패할 수 있습니다. 서브 우퍼에 의해 재생되는 매우 낮은 주파수는, 메인 스피커에서 발생하는 중간 저역과는 소리가 다를 수 있습니다. 그 결과는 음악적인 질감에서의 극단적으로 혼란스러운 불연속성입니다. 이 불연속성은 어쿠스틱 베이스의 소리가 다른 음역에서 변화하는 것으로 입증됩니다. 상승하고 하강하는 베이스 라인이 음색이나 다이내믹에서의 인지할 수 있는 변화 없이 크로스오버 포인트를 통과하여야 합니다.
서브우퍼 구성을 어렵게 하는 또 하나의 요소는, 느리고 무거운 서브우퍼를 팽팽하고, 가늘고, 선명한 메인 스피커와 짝 짓는 것입니다. 댐핑이 부족한 서브우퍼의 소리는 과도하게 댐핑된 스피커로부터의 소리와는 잘 맞지 않습니다.
넷째, 서브우퍼는 흔히 높은 감도나 깊은 확장을 위해 타이트한 제어, 음정의 해상도, 그리고 늘어짐 없는 저역을 희생합니다. 이것은 특히 홈 시어터를 위해 설계된 서브우퍼에서는 특히 사실입니다. 결과적으로 많은 서브우퍼의 소리는 부풀고, 느리며, 상세함이 결여되어 있습니다.
마지막으로 서브우퍼는, 만일 서브우퍼가 없었으면 성가! 시지 않았을지도 모르는 방의 공진 모드를 자극하여 감상실을 많은 저주파 에너지로 채울 수 있습니다. 그러므로 설치 위치가 매우 중요합니다. 서브 우퍼를 아무 곳에나 두어서는 음악적인 결과를 기대할 수 없습니다. 감상실 공진 모드의 문제는 2개의 서브 우퍼로 해결할 수 있습니다; 서브우퍼가 다른 모드를 자극하여, 공간의 저주파 응답을 근본적으로 매끄럽게 합니다.
이러한 문제 모두는 서브우퍼 레벨을 너무 높이 맞추는 대부분 사람들의 경향에 의해 더욱 악화됩니다. 그 이유는 무언가에 돈을 썼다면, 무엇을 하는지 들으려하기 때문입니다. 그러나 만일 여러분들이 서브우퍼의 존재를 의식하게 된다면, 음량이 너무 크게 맞추어져 있거나, 올바른 위치에 두지 않았거나, 아니면 서브우퍼가 잘못 설계된 것입니다. 서브우퍼에 할 수 있는 가장 큰 칭찬은, 서브우퍼가 기여하는 바를 직접 들을 수 없다는 것입니다. 서브우퍼는 이음새 없이 음악적 질감에 혼합되어야 하며, 그 자체가 주의를 끌어서는 안됩니다.
메인 스피커를 구동하는 신호를 저하시키지 않고, 메인 스피커와 잘 합쳐지며, 팽팽하고 통제된 저역을 갖고, 재생 시스! 템을 개선해주는 서브우퍼는 드뭅니다. 그러므로 여러분은 서브우� �구입을 조심스럽게 접근하여야 합니다. 필자의 경우 갖고 있을만한 진정한 서브우퍼는 몇 종류 밖에 생각할 수 없습니다. 게다가, 최상의 잘 설계된 풀-레인지 스피커는 대부분의 감상자에게는 저역이 충분히 깊게 내려갑니다; 대부분의 아날로그 레코딩은 약 30Hz 이하로는 매우 적은 에너지만을 갖고 있습니다.
서브우퍼의 기술의 개요
서브우퍼의 설계자들은 풀-레인지 스피커 설계자들과 마찬가지로, 동일한 저주파 로딩 선택 문제를 대하게 됩니다. 우퍼 또는 복수의 우퍼는 무한 배플(밀폐형), 리플렉스 인클로저(포티드), 또는 트랜스미션라인에 적재될 수 있습니다. 트랜스미션-라인 서브우퍼는 흔하지 않은데, 그 이유는 그러한 설계에는 큰 캐비닛이 필요하기 때문입니다. 대신에, 밀폐형과 리플렉스 스피커가 가장 인기 있습니다. 일부 서브우퍼들은 서보 구동(이번 장의 앞에서 설명한)을 사용합니다.
가장 단순한 서브우퍼는 리플렉스 인클로저 내의 싱글 드라이버 - 대개 10"나 12"유닛 - 입니다. 리플렉스 디자인을 선택하면 캐비닛을 적절한 크기로 두면서 합리적인 감도를 유지할 수 있습니다. 인클로저가 크면 서브! 우퍼의 저역 응답이 확장되지만, 특히 인클로저를 제대로 구성(즉, 충실히 보강하는)하는 경우에는 제조 비용이 많이 듭니다.
밀폐형 박스 서브우퍼는 본질적으로 컷오프 주파수가 높기 때문에 덜 일반적입니다. 밀폐형 서브우퍼가 저역 응답을 20Hz 이하로 확장하려면 대단히 커야만 합니다; 대부분의 밀폐형 유닛은 실제로는 서브우퍼가 아니라 우퍼입니다. 이들은 질 높은 저역을 위해 저역 응답의 확장을 맞바꾼 것입니다: 예를 들면, 더 나은 제어, 빠른 순간 응답, 그리고 뛰어난 음정 등입니다.
그러나 일부 소형 밀폐형 서브우퍼는, 서브우퍼를 구동하는 신호가 평탄한 응답을 발생시키도록 이퀄라이즈드 되기 때문에, 20Hz 이하의 확장을 얻을 수 있습니다. 이 이퀄라이제이션은 낮은 저역을 증가시켜, 우퍼의 자연스러운 롤오프를 상쇄하고, 우퍼의 자연스러운 컷오프 주파수 이하로 평탄한 응답을 발생시킵니다. 이퀄라이제이션은 우퍼의 콘에 굉장한 스트레스를 주는데, 그것은 우퍼에게 상당한 양의 파워를 다루도록 하고, 매우 낮은 주파수에서 높은 진폭을 갖도록 하기 때문입니다. 결과적으로, 이퀄라이즈드 시스템에! 서 사용하도록 설계된 우퍼는, 큰 마그넷과 거대한 보이스 코일을 ! 갖게 될 것입니다. 만일 이퀄라이즈드 서브우퍼가 일체형보다는 별도의 파워앰프와 이퀄라이제이션 회로를 사용한다면, 그 앰프는 설계된 서브우퍼에서만 제대로 작동할 것이란 사실에 유의하십시오. 그러한 시스템의 예는 앞서 그림 7-1에 나왔습니다.
일부 서브우퍼는 시스템의 대역폭을 전기적 그리고 음향적 필터링으로 제한하는 밴드패스 인클로저(bandpass enclosure)에 장착되어 있습니다. 밴드패스 인클로저(그림 7-25를 보십시오)에서, 우퍼는 포트(port)나 슬롯(slot)을 거쳐 공기가 통과하는 공간을 구동합니다. 우퍼는 흔히 더 작은 후면의 방에 연결되어 있습니다. 이러한 형태를 2차 밴드패스 얼라인먼트(second-order bandpass alignment)로 부릅니다. 작은 방에 포트를 내면 4차 얼라인먼트가 되어, 더 급격한 필터 기울기를 발생시키게 됩니다. 밴드패스 인클로저의 장점에는 훨씬 낮은 주파수로의 확장, 낮은 왜곡, 높은 감도, 그리고 높은 파워 핸들링 등이 포함됩니다. 그림 7-26에 나온 6차 밴드패스 서브우퍼에서는, 두 개의 10" 우퍼가 인클로저의 중심 아래로 나 있는 슬롯으로 소리를 방사합니다.
그림 7-25 밴드패스 인클로저
그림 7-26 6차 밴드패스 서브우퍼(위에서 본 그림)
Muse Electronics, Inc
서브우퍼는 대개 크로스오버 주파수, 일반적으로 80Hz, 120Hz, 그리고 180Hz의 선택을 제공합니다. 높은 크로스오버 주파수는 풀-레인지 스피커보다는 미니모니터를 위해 선택되어야 합니다. 일반적으로는 크로스오버 주파수를 낮출수록 더 좋습니다; 메인 스피커의 저역은 아마도 서브우퍼보다 질이 더 높을 것이며, 크로스오버 주파수가 낮으면, 크로스오버의 불연속성이 훨씬 덜 들릴 주파수로 낮춰집니다. 게다가, 크로스오버 주파수가 낮으면 낮은 저역에서 음원의 위치를 알 수 없게 됩니다. 100Hz 이상의 주파수를 재생하는 우퍼는 "로컬라이즈드(localized)" - 즉, 저역의 음원의 위치를 찾을 수 있게 되는데, 이것은 음악적으로 매우 산만한 것입니다. 크로스오버 주파수가 너무 낮으면, 소형 스피커를 과도한 저역으로 부담스럽게 하여, 시스템의 파워 핸들링과 최대 감상 음량을 줄어들게 합니다.
서브우퍼 크로스오! 버에서의 또 다른 변수는 그 기울기입니다. 대부분은 2차(12dB/oct! ave) 또� �그 이상의 필터를 사용합니다. 이상적으로는 크로스오버 주파수와 기울기를 서브우퍼와 함께 사용할 특정한 스피커에 맞추어야 합니다. 그러나 서브우퍼 제조회사에서는 어떤 스피커를 서브우퍼와 함께 사용할지 알 수 없기 때문에, 이러한 변수는 다양한 스피커에서 좋은 성능을 내어줄 쪽으로 타협하게 됩니다.
앞서 그림 7-26에 나온 서브우퍼는 이러한 상황에 대해 독특한 해결책을 제공합니다. 이 서브우퍼는 특정한 스피커에 맞출 수 있도록, 크로스오버의 기울기와 주파수를 변경시켜주는 작은 회로 보드를 받아들일 수 있습니다. 이 서브우퍼에는 수십 종의 보드 - "퍼스낼러티 카드(personality cards)"라고 부르는 - 를 이용할 수 있습니다. 사용자는 자신의 스피커를 위한 적절한 퍼스낼러티 카드를 주문하여, 그것을 안에 꽂음으로써, 스피커에 맞춘 크로스오버를 가질 수 있습니다.
일부 서브우퍼에는 "지연(delay)" 컨트롤이 달려 있어서 메인 스피커에 서브우퍼의 파면(wavefront)을 시간에 정렬할 수 있도록 해 줍니다. 같은 작업을 서브우퍼를 메인 스피커에 대해 앞뒤로 이동시켜서 수행할 수도 있습니다만, 지연 컨트롤보다� �훨씬 덜 실용적입니다.
만일 서브우퍼에 딜레이 컨트롤이 있으면, 서브우퍼를 메인 스피커에 정렬하는 간단한 요령이 있습니다. 시스템을 정확히 크로스오버 주파수에서 단일 음정(pure tone)으로 구동하는 것입니다. 많은 테스트 CD에는 전 대역의 테스트 톤이 수록되어 있습니다. 크로스오버 주파수에서 단일 음정으로 구동하면 메인 스피커와 서브우퍼가 동일한 신호를 재생하도록 합니다. 이제 두 스피커로 가는 적색과 흑색 스피커 선을 바꾸어서, 메인 스피커의 극성이 서브우퍼에 대해 반대가 되도록 반전시키십시오. 감상석에 앉아서 거의 소리를 들을 수 없을 때까지 조수로 하여금 천천히 지연 컨트롤을 변화시키도록 하십시오. 스피커 선을 그들의 원래(올바른) 극성으로 되돌리십시오. 이제 지연 컨트롤은 최적으로 설정되었습니다. 여기에 이유가 있습니다: 메인 스피커와 서브우퍼의 파면이 180°로 위상이 어긋났을 때, 최대의 소멸 간섭(가장 소리가 적게 들리는)이 발생하게 됩니다. 그것은 서브우퍼의 콘이 나왔을 때 메인 스피커의 콘이 뒤로 들어가서, 서로를 소멸시키기 때문입니다. 스피커의 선이 올바른 위치(180°의! 위상 전이를 제거함)로 회복될 때에는, 서브우퍼와 스피커 출력의! 위상이 최대로 일치합니다. 메인 스피커와 서브우퍼 사이의 모든 시간 지연이 제거되었습니다.
서브우퍼를 위치시킬 때에는, 제 4장에서 설명한 스피커 위치에 대한 가이드라인을 따르십시오. 만일 서브우퍼가 스피커 사이에 있다면, 메인 스피커에 의해서 창조되는 음장을 간섭하지 않도록 그 뒤에 두어야 합니다.
서브우퍼(subwoofer)는 풀-레인지 스피커 시스템의 저역 출력을 확장하고, 증가시키는 낮은 주파수를 발생시키는 스피커입니다. "서브우퍼"라는 용어는, 별도의 캐비닛에 포함된 모든 저주파 드라이버 시스템을 나타내는 것으로 크게 잘못 사용되고 있습니다. 그렇지만 "서브우퍼"는 실제로 "우퍼 아래"를 의미하며, 확장된 저역 응답이 20Hz 이하에 이르는 제품에 남겨두어야 합니다. 인클로저의 저주파 드라이버가 40Hz까지 뻗고 작은 위성 스피커와 사용한다면, 우퍼로 부르는 것이 더욱 타당할 것입니다.
여러분은 자체 앰프로 구동하는 내장형 "서브우퍼"를 가진 풀-레인지 스피커를 보게될 것입니다. 이들 제품의 대부분은, 실제로 단순히 일체형 파워앰프로 구동되는 우퍼를 채용하고 있습니다. 이러한 설계는 메인 앰프가 우퍼를 구동하는 부담을 덜어주지만, 스피커를 AC 아웃렛에 꽂을 필요가 있습니다.
서브우퍼에는 두 종류가 있습니다: 패시브(passive)와 액티브(active). 패시브 서브우퍼는 외부 앰프에 의해 구동되어야 하는 우퍼 또는 복수의 우퍼 입니다. 어떤 패시브 우퍼의 경우에는 메인 스� 픔옇�구동하는 동일한 스테레오 앰프가 서브우퍼도 구동합니다. 이 가장 바람직하지 않은 서브우퍼 접속 방법에서는, 파워앰프에서의 풀-레인지 출력이 서브우퍼로 입력되고, 서브우퍼에서의 크로스오버는 신호로부터의 저주파를 제거하며, 메인 스피커로 필터링 된 신호를 출력합니다. 이 방법은 신호 경로에 추가의 크로스오버를 두어 스피커 레빌의 신호를 필터링 합니다.
서브우퍼를 구동하는 더 나은 방법은 일렉트로닉 크로스오버(electronic crossover)와 별도의 파워앰프를 사용하는 것입니다. 이 방법은 라인레벨에서 메인 스피커를 구동하는 신호로부터 저역을 분리하므로, 스피커 레벨의 필터링보다 신호에 훨씬 덜 해롭습니다. 게다가 서브우퍼를 위해 별도의 파워앰프를 사용함으로써, 시스템의 다이내믹 레인지를 크게 증가시키고 메인 스피커 앰프로부터 서브우퍼를 구동하는 부담을 덜어주게 합니다. 라인-레벨 크로스오버와 파워앰프를 추가하여 패시브 서브우퍼를 액티브 서브우퍼로 전환하고 시스템을 바이앰핑할 수 있습니다.
액티브 서브우퍼는 라인레벨 크로스오버와 파워앰프를 한 캐비닛에 결합한 서브우퍼로 별도의 박! 스와 앰프가 필요 없습니다. 이러한 서브우퍼는 라인-레벨 입력(프! 리앰프로 부터 입력되는), 라인레벨 출력(파워 앰프를 구동하는), 그리고 서브우퍼 레벨에 대한 볼륨 컨트롤을 갖고 있습니다. 라인레벨 출력은 메인 스피커로 가는 저주파 에너지를 감쇠시키도록 필터링됩니다. 이 크로스오버 주파수는, 여러분의 메인 스피커와 최상의 통합을 제공하는 주파수를 선택하도록, 서브우퍼에서 조절할 수 있습니다. (나중에 다시 설명하겠습니다.)
액티브 서브우퍼를 여러분의 시스템에 추가하면 다이내믹 레인지, 저역의 확장, 중역의 깨끗함, 그리고 긴장감 없이 스피커를 크게 울릴 수 있는 능력을 크게 증가시킬 수 있습니다. 추가적인 앰프 파워와 저주파 드라이버는 시스템이 더 높은 레벨에서 음악적 피크를 재생할 수 있게 해 줍니다. 게다가 메인 스피커를 구동하는 신호로부터 저주파를 제거함으로써, 메인 스피커가 낮은 주파수를 재생할 필요가 없기 때문에, 더 큰 음량을 낼 수 있게 해 줍니다. 중역은 흔히 깨끗해지는데, 왜냐하면 우퍼 콘이 낮은 저역을 재생하려고 앞뒤로 맹렬히 움직일 필요가 없기 때문입니다.
이제는 나쁜 소식 차례입니다. 서브우퍼는 재생 시스템의 음악적 성능을 저하시키는! 경우가 많습니다. 서브우퍼가 잘못 설계되었거나(많은 경우), 아니면 부적합하게 설치되었거나, 또는 점점 더 흔해지는 일이지만, 홈 시어터 시스템에서 폭발음을 재생하기 위해 제작되었거나 한 경우에 음악적인 미묘함을 풀어내지 못합니다.
서브우퍼의 이론적인 문제점들을 살펴보겠습니다. 우선, 대부분의 서브우퍼 - 패시브 또는 액티브 - 는 앰프를 신호 경로에 추가합니다. 액티브 서브우퍼의 내부 크로스오버는 최상의 품질이 아닐 수도 있습니다. 심지어 잘 제작된 크로스오버에서도 여전히 고급의 소스 기기, 프리앰프 그리고 파워앰프의 순수성을 저하시킬 수 있습니다. 이러한 단점은 메인 스피커를 풀-레인지로(롤오프 없이) 작동시켜 피할 수 있지만, 저주파를 메인 스피커로부터 멀리함으로써 얻는 다이내믹에서의 장점과 중역의 깨끗함을 잃을 수 있습니다.
둘째, 서브우퍼의 저역 품질이 부족할 수 있습니다. 서브우퍼는 많은 양의 공기를 움직이고 깊은 확장을 제공할 수 있지만, 잘못 설계된 서브우퍼는 흔히 저역 끝을 부풀게 합니다. 저역에 무엇이 진행 중인가를 들을 수 있는 능력을 길러주기 보다는, 서브우퍼는 음악적 ! 정보를 불분명하게 하는 경우가 많습니다.
셋째, 서브우퍼! 는 메인 스피커와 음악적으로 결합하는데 실패할 수 있습니다. 서브 우퍼에 의해 재생되는 매우 낮은 주파수는, 메인 스피커에서 발생하는 중간 저역과는 소리가 다를 수 있습니다. 그 결과는 음악적인 질감에서의 극단적으로 혼란스러운 불연속성입니다. 이 불연속성은 어쿠스틱 베이스의 소리가 다른 음역에서 변화하는 것으로 입증됩니다. 상승하고 하강하는 베이스 라인이 음색이나 다이내믹에서의 인지할 수 있는 변화 없이 크로스오버 포인트를 통과하여야 합니다.
서브우퍼 구성을 어렵게 하는 또 하나의 요소는, 느리고 무거운 서브우퍼를 팽팽하고, 가늘고, 선명한 메인 스피커와 짝 짓는 것입니다. 댐핑이 부족한 서브우퍼의 소리는 과도하게 댐핑된 스피커로부터의 소리와는 잘 맞지 않습니다.
넷째, 서브우퍼는 흔히 높은 감도나 깊은 확장을 위해 타이트한 제어, 음정의 해상도, 그리고 늘어짐 없는 저역을 희생합니다. 이것은 특히 홈 시어터를 위해 설계된 서브우퍼에서는 특히 사실입니다. 결과적으로 많은 서브우퍼의 소리는 부풀고, 느리며, 상세함이 결여되어 있습니다.
마지막으로 서브우퍼는, 만일 서브우퍼가 없었으면 성가! 시지 않았을지도 모르는 방의 공진 모드를 자극하여 감상실을 많은 저주파 에너지로 채울 수 있습니다. 그러므로 설치 위치가 매우 중요합니다. 서브 우퍼를 아무 곳에나 두어서는 음악적인 결과를 기대할 수 없습니다. 감상실 공진 모드의 문제는 2개의 서브 우퍼로 해결할 수 있습니다; 서브우퍼가 다른 모드를 자극하여, 공간의 저주파 응답을 근본적으로 매끄럽게 합니다.
이러한 문제 모두는 서브우퍼 레벨을 너무 높이 맞추는 대부분 사람들의 경향에 의해 더욱 악화됩니다. 그 이유는 무언가에 돈을 썼다면, 무엇을 하는지 들으려하기 때문입니다. 그러나 만일 여러분들이 서브우퍼의 존재를 의식하게 된다면, 음량이 너무 크게 맞추어져 있거나, 올바른 위치에 두지 않았거나, 아니면 서브우퍼가 잘못 설계된 것입니다. 서브우퍼에 할 수 있는 가장 큰 칭찬은, 서브우퍼가 기여하는 바를 직접 들을 수 없다는 것입니다. 서브우퍼는 이음새 없이 음악적 질감에 혼합되어야 하며, 그 자체가 주의를 끌어서는 안됩니다.
메인 스피커를 구동하는 신호를 저하시키지 않고, 메인 스피커와 잘 합쳐지며, 팽팽하고 통제된 저역을 갖고, 재생 시스! 템을 개선해주는 서브우퍼는 드뭅니다. 그러므로 여러분은 서브우� �구입을 조심스럽게 접근하여야 합니다. 필자의 경우 갖고 있을만한 진정한 서브우퍼는 몇 종류 밖에 생각할 수 없습니다. 게다가, 최상의 잘 설계된 풀-레인지 스피커는 대부분의 감상자에게는 저역이 충분히 깊게 내려갑니다; 대부분의 아날로그 레코딩은 약 30Hz 이하로는 매우 적은 에너지만을 갖고 있습니다.
서브우퍼의 기술의 개요
서브우퍼의 설계자들은 풀-레인지 스피커 설계자들과 마찬가지로, 동일한 저주파 로딩 선택 문제를 대하게 됩니다. 우퍼 또는 복수의 우퍼는 무한 배플(밀폐형), 리플렉스 인클로저(포티드), 또는 트랜스미션라인에 적재될 수 있습니다. 트랜스미션-라인 서브우퍼는 흔하지 않은데, 그 이유는 그러한 설계에는 큰 캐비닛이 필요하기 때문입니다. 대신에, 밀폐형과 리플렉스 스피커가 가장 인기 있습니다. 일부 서브우퍼들은 서보 구동(이번 장의 앞에서 설명한)을 사용합니다.
가장 단순한 서브우퍼는 리플렉스 인클로저 내의 싱글 드라이버 - 대개 10"나 12"유닛 - 입니다. 리플렉스 디자인을 선택하면 캐비닛을 적절한 크기로 두면서 합리적인 감도를 유지할 수 있습니다. 인클로저가 크면 서브! 우퍼의 저역 응답이 확장되지만, 특히 인클로저를 제대로 구성(즉, 충실히 보강하는)하는 경우에는 제조 비용이 많이 듭니다.
밀폐형 박스 서브우퍼는 본질적으로 컷오프 주파수가 높기 때문에 덜 일반적입니다. 밀폐형 서브우퍼가 저역 응답을 20Hz 이하로 확장하려면 대단히 커야만 합니다; 대부분의 밀폐형 유닛은 실제로는 서브우퍼가 아니라 우퍼입니다. 이들은 질 높은 저역을 위해 저역 응답의 확장을 맞바꾼 것입니다: 예를 들면, 더 나은 제어, 빠른 순간 응답, 그리고 뛰어난 음정 등입니다.
그러나 일부 소형 밀폐형 서브우퍼는, 서브우퍼를 구동하는 신호가 평탄한 응답을 발생시키도록 이퀄라이즈드 되기 때문에, 20Hz 이하의 확장을 얻을 수 있습니다. 이 이퀄라이제이션은 낮은 저역을 증가시켜, 우퍼의 자연스러운 롤오프를 상쇄하고, 우퍼의 자연스러운 컷오프 주파수 이하로 평탄한 응답을 발생시킵니다. 이퀄라이제이션은 우퍼의 콘에 굉장한 스트레스를 주는데, 그것은 우퍼에게 상당한 양의 파워를 다루도록 하고, 매우 낮은 주파수에서 높은 진폭을 갖도록 하기 때문입니다. 결과적으로, 이퀄라이즈드 시스템에! 서 사용하도록 설계된 우퍼는, 큰 마그넷과 거대한 보이스 코일을 ! 갖게 될 것입니다. 만일 이퀄라이즈드 서브우퍼가 일체형보다는 별도의 파워앰프와 이퀄라이제이션 회로를 사용한다면, 그 앰프는 설계된 서브우퍼에서만 제대로 작동할 것이란 사실에 유의하십시오. 그러한 시스템의 예는 앞서 그림 7-1에 나왔습니다.
일부 서브우퍼는 시스템의 대역폭을 전기적 그리고 음향적 필터링으로 제한하는 밴드패스 인클로저(bandpass enclosure)에 장착되어 있습니다. 밴드패스 인클로저(그림 7-25를 보십시오)에서, 우퍼는 포트(port)나 슬롯(slot)을 거쳐 공기가 통과하는 공간을 구동합니다. 우퍼는 흔히 더 작은 후면의 방에 연결되어 있습니다. 이러한 형태를 2차 밴드패스 얼라인먼트(second-order bandpass alignment)로 부릅니다. 작은 방에 포트를 내면 4차 얼라인먼트가 되어, 더 급격한 필터 기울기를 발생시키게 됩니다. 밴드패스 인클로저의 장점에는 훨씬 낮은 주파수로의 확장, 낮은 왜곡, 높은 감도, 그리고 높은 파워 핸들링 등이 포함됩니다. 그림 7-26에 나온 6차 밴드패스 서브우퍼에서는, 두 개의 10" 우퍼가 인클로저의 중심 아래로 나 있는 슬롯으로 소리를 방사합니다.
그림 7-25 밴드패스 인클로저
그림 7-26 6차 밴드패스 서브우퍼(위에서 본 그림)
Muse Electronics, Inc
서브우퍼는 대개 크로스오버 주파수, 일반적으로 80Hz, 120Hz, 그리고 180Hz의 선택을 제공합니다. 높은 크로스오버 주파수는 풀-레인지 스피커보다는 미니모니터를 위해 선택되어야 합니다. 일반적으로는 크로스오버 주파수를 낮출수록 더 좋습니다; 메인 스피커의 저역은 아마도 서브우퍼보다 질이 더 높을 것이며, 크로스오버 주파수가 낮으면, 크로스오버의 불연속성이 훨씬 덜 들릴 주파수로 낮춰집니다. 게다가, 크로스오버 주파수가 낮으면 낮은 저역에서 음원의 위치를 알 수 없게 됩니다. 100Hz 이상의 주파수를 재생하는 우퍼는 "로컬라이즈드(localized)" - 즉, 저역의 음원의 위치를 찾을 수 있게 되는데, 이것은 음악적으로 매우 산만한 것입니다. 크로스오버 주파수가 너무 낮으면, 소형 스피커를 과도한 저역으로 부담스럽게 하여, 시스템의 파워 핸들링과 최대 감상 음량을 줄어들게 합니다.
서브우퍼 크로스오! 버에서의 또 다른 변수는 그 기울기입니다. 대부분은 2차(12dB/oct! ave) 또� �그 이상의 필터를 사용합니다. 이상적으로는 크로스오버 주파수와 기울기를 서브우퍼와 함께 사용할 특정한 스피커에 맞추어야 합니다. 그러나 서브우퍼 제조회사에서는 어떤 스피커를 서브우퍼와 함께 사용할지 알 수 없기 때문에, 이러한 변수는 다양한 스피커에서 좋은 성능을 내어줄 쪽으로 타협하게 됩니다.
앞서 그림 7-26에 나온 서브우퍼는 이러한 상황에 대해 독특한 해결책을 제공합니다. 이 서브우퍼는 특정한 스피커에 맞출 수 있도록, 크로스오버의 기울기와 주파수를 변경시켜주는 작은 회로 보드를 받아들일 수 있습니다. 이 서브우퍼에는 수십 종의 보드 - "퍼스낼러티 카드(personality cards)"라고 부르는 - 를 이용할 수 있습니다. 사용자는 자신의 스피커를 위한 적절한 퍼스낼러티 카드를 주문하여, 그것을 안에 꽂음으로써, 스피커에 맞춘 크로스오버를 가질 수 있습니다.
일부 서브우퍼에는 "지연(delay)" 컨트롤이 달려 있어서 메인 스피커에 서브우퍼의 파면(wavefront)을 시간에 정렬할 수 있도록 해 줍니다. 같은 작업을 서브우퍼를 메인 스피커에 대해 앞뒤로 이동시켜서 수행할 수도 있습니다만, 지연 컨트롤보다� �훨씬 덜 실용적입니다.
만일 서브우퍼에 딜레이 컨트롤이 있으면, 서브우퍼를 메인 스피커에 정렬하는 간단한 요령이 있습니다. 시스템을 정확히 크로스오버 주파수에서 단일 음정(pure tone)으로 구동하는 것입니다. 많은 테스트 CD에는 전 대역의 테스트 톤이 수록되어 있습니다. 크로스오버 주파수에서 단일 음정으로 구동하면 메인 스피커와 서브우퍼가 동일한 신호를 재생하도록 합니다. 이제 두 스피커로 가는 적색과 흑색 스피커 선을 바꾸어서, 메인 스피커의 극성이 서브우퍼에 대해 반대가 되도록 반전시키십시오. 감상석에 앉아서 거의 소리를 들을 수 없을 때까지 조수로 하여금 천천히 지연 컨트롤을 변화시키도록 하십시오. 스피커 선을 그들의 원래(올바른) 극성으로 되돌리십시오. 이제 지연 컨트롤은 최적으로 설정되었습니다. 여기에 이유가 있습니다: 메인 스피커와 서브우퍼의 파면이 180°로 위상이 어긋났을 때, 최대의 소멸 간섭(가장 소리가 적게 들리는)이 발생하게 됩니다. 그것은 서브우퍼의 콘이 나왔을 때 메인 스피커의 콘이 뒤로 들어가서, 서로를 소멸시키기 때문입니다. 스피커의 선이 올바른 위치(180°의! 위상 전이를 제거함)로 회복될 때에는, 서브우퍼와 스피커 출력의! 위상이 최대로 일치합니다. 메인 스피커와 서브우퍼 사이의 모든 시간 지연이 제거되었습니다.
서브우퍼를 위치시킬 때에는, 제 4장에서 설명한 스피커 위치에 대한 가이드라인을 따르십시오. 만일 서브우퍼가 스피커 사이에 있다면, 메인 스피커에 의해서 창조되는 음장을 간섭하지 않도록 그 뒤에 두어야 합니다.
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