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미드레인지

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-04-14T08:16:38+00:00

미드레인지

2-way 스피커 디자인에서는 트위터와 우퍼로 소리를 재생하지만 3-way 와 같은 디자인에서는 트위터와 우퍼 이외에 미드레인지 유닛이 추가 되게 됩니다.

미드레인지 스피커 유닛은 오디오 시스템에서 중간 주파수 범위의 음성을 재생하는 역할을 하는 스피커 유닛입니다. 이러한 유닛은 전체 오디오 주파수 스펙트럼에서 중간 주파수 대역, 일반적으로 약 200Hz에서 2000Hz까지의 범위를 담당합니다. 미드레인지 스피커는 음성, 악기의 중간 음역, 대부분의 음악적 내용, 대화 및 대부분의 소리 효과를 재생하는 데 사용됩니다.

미드레인지 스피커의 주요 특징은 다음과 같습니다:

주파수 응답: 미드레인지 스피커는 중간 주파수 대역에서 가장 뛰어난 성능을 제공합니다. 이들은 중간 주파수 범위의 음성과 악기 소리를 정확하게 재생할 수 있어서 음질을 향상시킵니다.
음성 재생: 미드레인지 스피커는 음성 대화를 명확하게 전달하고, 노래의 가사 부분을 잘 들리게 해줍니다. 이는 스피커 시스템의 음질을 향상시키는 데 중요합니다.
악기 소리: 악기 음색의 풍부한 세부 사운드를 재생하는 데 중요합니다. 중간 주파수 대역에는 대부분의 악기의 중요한 음역이 속하기 때문입니다.
음압 및 출력: 미드레인지 스피커는 상대적으로 높은 음압을 만들 수 있으며, 음성과 악기 소리를 큰 공간에 전달할 수 있습니다.

미드레인지 스피커는 다양한 오디오 시스템에서 사용되며, 특히 스피커 시스템의 3-way 또는 4-way 디자인에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 스피커는 음질의 품질과 정확도를 향상시키는 데 기여합니다.

Mid-range

In a 2-way speaker design, sound is reproduced using a tweeter and a woofer. However, in designs like the 3-way and similar configurations, in addition to the tweeter and woofer, a mid-range unit is added.

A mid-range speaker unit is a component in an audio system responsible for reproducing the mid-frequency range of sound. These units typically handle the intermediate frequency spectrum, typically ranging from around 200 Hz to 2000 Hz, in the overall audio frequency spectrum. Mid-range speakers are used to reproduce vocals, mid-range instrument sounds, most musical content, dialogue, and many sound effects.

Key characteristics of mid-range speaker units include:

Frequency Response: Mid-range speaker units excel at reproducing sound in the mid-frequency range. They can accurately reproduce mid-range vocals and instrument sounds, enhancing overall audio quality.
Vocal Reproduction: Mid-range speakers deliver clear vocal dialogues and make lyrics in songs more distinct, contributing to improved sound quality.
Instrument Sound: These speakers are crucial for reproducing the rich, detailed sounds of various instruments, as many instruments' fundamental frequencies fall within the mid-range.
Sound Pressure and Output: Mid-range speakers can produce relatively high sound pressure levels and are capable of projecting vocal and instrument sounds into larger spaces.

Mid-range speaker units are used in various audio systems, particularly in 3-way or 4-way speaker designs, where they play a significant role in enhancing sound quality and accuracy.

스피커, 레인지

노미널 임피던스

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-12-30T01:46:15+00:00

노미널 임피던스

스피커의 노미널 임피던스는 파워 앰프와 매칭하기 위한 스피커의 임피던스 표기값으로, 스피커의 임피던스가 주파수에 따라 변동하는 특성을 고려하여 설정됩니다. 일반적으로 4Ω, 6Ω, 8Ω 등으로 표기되며, 사용자가 앰프의 정격 임피던스와 쉽게 매칭할 수 있도록 제공됩니다. 스피커의 실제 임피던스는 주파수에 따라 크게 변동하지만, 노미널 임피던스는 주파수 응답 범위에서 나타나는 가장 낮은 임피던스를 기준으로 합니다.

그림 1: 스피커의 실제 임피던스

Reference

https://audiojudgement.com/speaker-impedance-curve-explained/

스피커, 노미널, 임피던스

허용 전력

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-06-05T09:46:23+00:00

허용 전력

Power Handling

스피커의 허용 전력은 스피커가 안전하게 처리할 수 있는 파워 앰프의 출력을 나타내며, 와트(W) 단위로 표시됩니다. 이는 연속적으로 처리할 수 있는 RMS 전력, 음악이나 대사를 지속적으로 처리할 수 있는 프로그램 전력, 짧은 시간 동안 견딜 수 있는 최대 Peak 전력으로 구분됩니다. 스피커의 허용 전력은 앰프와의 호환성을 확인하고 과부하로 인한 손상을 방지하는 데 중요한 역할을 합니다.

RMS Power handling

Long-Term Power handling
일반적으로 널리 표기되는 스피커의 허용 전력

핑크 노이즈를 스피커로 재생하여 스피커가 100시간 이상 버티는 앰프의 Watt 값을 표기한다.

AES Power handling

Noise Power handling
Continuous Power handling
프로 오디오 스피커에서 주로 표기

AES에서 정한 측정 방법에 의한 스피커의 출력 표기 방식.

특정한 크레스트 팩터를 지닌 핑크 노이즈를 스피커로 재생하여 스피커가 2시간 이상 버티는 앰프의 Watt 값을 표기한다.

AES Power handling 값은 RMS 값과 거의 동일하거나, 측정 방식의 차이로 인해 약간 더 보수적으로 나타날 수 있습니다. AES는 특정 표준과 프로토콜을 따르기 때문에, 제조사 간에 값이 조금 더 일관성이 있을 수 있습니다. RMS는 더 일반적인 용어로, 일부 제조사는 RMS와 AES를 동일하게 간주하기도 하지만, 이는 정확히 동일한 기준은 아닙니다. 일반적인 소비자용 스피커는 RMS 표기가 더 많고, 프로 오디오용 스피커의 경우에는 AES 표기가 더 많습니다.

Program Power handling

Music Power handling¹⁾
컨슈머 오디오 스피커에서 주로 표기

Program은 일반적인 음악과 대사를 모두 종합하여 말한다. 일반적인 프로그램을 재생하여 스피커가 버티는 앰프의 Watt 값을 표기한다. 일반적으로 핑크 노이즈 보다는 일반적인 프로그램이 가진 에너지가 적기 때문에, RMS/AES 파워 표기보다 Program 파워 표기는 2배정도 높게 나온다.

Peak Power handling

스피커가 견딜 수 있는 순간 출력값

주로 1초 미만의 순간적인 출력에 해당한다. 즉 스피커에 파워 앰프로 1초 이상 Peak 파워보다 높은 출력을 전달하면, 그 스피커는 고장난다. RMS/AES 파워보다 보통 4배, Program 파워보다 보통 2배 정도 높게 나온다.

Reference

https://celestion.com/blog/power-handling-all-you-need-to-know/

스피커, 파워, 전력

¹⁾

Program은 보통 음악과 대사를 종합해서 일컷는 말이지만 대부분 음악 위주로 고려한다.

감도

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-06-05T09:48:34+00:00

감도

스피커의 감도는 1W의 전력을 입력했을 때 1미터 거리에서 생성되는 음압 레벨을 나타내며, 단위는 dB/W/m입니다. 감도가 높을수록 적은 전력으로 더 큰 음량을 생성할 수 있어 효율적입니다.

일반적으로 스피커의 감도는 85dB/W/m에서 100dB/W/m 사이이며, 고감도 스피커는 작은 출력의 앰프에서도 충분한 음량을 낼 수 있습니다. 반면, 저감도 스피커는 동일한 음량을 내기 위해 더 강력한 앰프가 필요합니다.

스피커의 감도는 효율성과 음질에 영향을 미치며, 고감도 스피커는 에너지 효율이 높아 전력 소모를 줄이는 데 유리합니다. 그러나 감도가 지나치게 높으면 음향의 정밀도가 떨어질 수 있으므로 용도와 환경에 맞는 적절한 감도를 선택하는 것이 중요합니다.

스피커, 감도

스피커 유닛

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-06-07T02:36:55+00:00

스피커 유닛

스피커 유닛은 전기 신호를 소리로 변환하는 핵심 부품으로, 주파수 대역에 따라 다양한 종류가 있다.

우퍼(Woofer): 저음을 담당하며, 큰 진동판과 강력한 마그넷을 사용해 깊고 풍부한 베이스를 재현한다.
미드레인지(Midrange): 중역대를 담당하며, 사람의 목소리나 악기의 자연스러운 소리를 전달하는 역할을 한다.
트위터(Tweeter): 고음을 담당하며, 작은 크기의 진동판으로 섬세하고 명료한 고주파 사운드를 재현한다.
서브 우퍼(Subwoofer): 초저음을 강화하기 위해 추가되는 유닛으로, 강한 저음을 강조하는 시스템에서 사용된다.

각 유닛은 크기, 재질, 구조에 따라 음질과 특성이 달라지며, 조합 방식에 따라 다양한 음향 시스템이 설계된다.

스피커, 유닛

서브우퍼

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-08-15T07:57:17+00:00

서브우퍼

서브 우퍼는 스피커 시스템의 한 유닛으로, 저음 주파수 범위를 전담하여 재생하는 스피커입니다. 주로 20Hz에서 200Hz 사이의 저음 주파수를 담당하며, 음악이나 영화에서의 깊고 강렬한 베이스 음향을 생성합니다. 서브 우퍼는 주로 서라운드 사운드 시스템, 홈 시어터 시스템 및 음향 시스템에서 사용되며, 저음 효과를 강화하고 전체 음향 경험을 향상시키는 데 기여합니다.

서브우퍼가 있고 없고에 의한 장단점

SubWoofer

A subwoofer is a unit in a speaker system that specializes in reproducing low-frequency sound. It typically handles frequencies in the range of 20Hz to 200Hz and is responsible for producing deep and powerful bass sounds in music and movies. Subwoofers are commonly used in surround sound systems, home theater setups, and audio systems to enhance the low-frequency effects and improve the overall audio experience.

서브우퍼와 저음 재생 능력

서브 우퍼의 저음 재생 능력은 당연히, 스피커의 유닛 크기가 크면 클 수록 유리한 것은 사실이다.

스피커의 저음 재생 능력은 스피커가 움직일 수 있는 공기의 부피와 비례하게 되므로, 스피커의 크기를 크게 만들거나, 또는 스피커가 작아도 앞뒤로 움직이는 변위(Excursion)를 크게 만들면 된다.

다만 스피커의 크기를 크게 만드는 것이, 작은 스피커를 앞뒤로 크게 움직이는 것보다 훨씬 설계가 간편하다.²⁾

서브우퍼와 지향성

서브 우퍼는 무지향성을 가지는 것이 매우 중요하다.

주파수와 지향성

소리는 저음역대로 갈수록 무지향성에 가깝게 되고, 고음역대로 갈수록 지향성이 크게 증가한다.

유닛 사이즈와 주파수에 따른 지향각 특성

스피커 유닛의 사이즈가 커질수록 면음원의 성질을 가지기 때문에 지향각이 좁아지고 스피커 유닛의 사이즈가 작아질수록 점음원의 성질을 가지기 때문에 지향각이 넓어진다. 하지만 주파수가 낮아질수록 파장이 길고 회절이 잘 일어나기 때문에 지향각이 넓어지고, 주파수가 높아질수록 파장이 짧고 직전성이 강해서 지향각이 좁아지는 부분 때문에 실제 측정을 해보면, 스피커의 사이즈보다는 주파수에 따른 지향각의 영향이 훨씬 크게 관측된다.

특히 특정 주파수 이상에서는 지향각이 아예 사라지는 beaming 현상이 일어나고, 특정 주파수 이하에서는 지향각이 너무 넓어져서 무지향성의 특성을 가지는 현상이 일어난다.

스피커가 Beaming 하기 시작하는 주파수

무지향 특성이 나타나기 시작하는 주파수

c: 소리의 속도 340m/s,
D: 스피커 직경

서브우퍼 유닛 사이즈와 지향성

유닛의 크기가 커질수록 음원은 면음원의 성질이 강하게 나타나고, 면음원은 점음원에 비해 지향각이 좁아지고, 더 먼거리까지 도달한다.

즉, 스피커의 크기가 커질수록 지향성이 증가한다.

반대로 스피커의 크기가 작아질 수록 음원은 점음원의 성질이 강하게 나타나고 점음원은 지향각이 넓어지게 된다.

즉, 유닛 크기가 작아질 수록 무지향성이 증가한다.

추가로 유닛 크기가 커질수록 댐핑 팩터에 불리하기 때문에, 트랜지언트 표현력이 안좋아진다. 즉 스피커가 웅웅거리게 된다.³⁾

이러한 이유로 대형 공연장이나 규모가 큰 스튜디오⁴⁾에서는 하나의 큰 서브 우퍼보다는 여러개의 작은 서브 우퍼를 사용하여 저음의 방향성을 억제하거나 지향성을 구현하기도 한다.

서브우퍼와 메인 스피커 간의 레벨

등청감곡선에 의하면 85dB SPL에서 인간의 청각 특성은 서브 우퍼 대역에서 더 높은 음량을 필요로한다. 따라서 서브 우퍼도 그에 맞게 더 높은 레벨로 조정하는 것을 권장한다.

이러한 서브 우퍼와 메인 스피커 간의 레벨 조정은 Bass Management를 이용하여 조정한다. 서브 우퍼를 벽이나 코너에 밀착시켜서 반사에 의한 증폭을 일부러 얻어내는 방법도 있다.

등청감곡선

Equal Loudness Curve, ISO226

등청감곡선에 관한 연구는 Bell 연구소의 fletcher munson에 의해 시작되었고, 그 후 Robinson과 Dadson에 의해 제시된 등청감곡선(Equal Loudness Curve)이 국제 표준(ISO226)으로 자리 잡았다.

https://www.iso.org/standard/83117.html

Phon

라우드니스의 단위

등청감곡선 기준으로 정해지며 1kHz에서의 dB SPL의 값에 해당한다. 같은 Phon을 가지는 소리는 사람이 같은 소리 크기로 인지한다.
ex). 10 Phon의 경우 1kHz에서는 10dB SPL, 20Hz에서는 75dB SPL에 해당하며, 10dB SPL의 1kHz 소리와 75dB SPL의 20Hz 소리는 사람의 귀에 같은 소리 크기로 인지된다.

서브우퍼와 메인 스피커 간의 거리

메인 스피커와 우퍼의 크로스오버 주파수에 의한 이상적인 유닛 간 거리는 크로스오버 파장의 1/4 이하여야 한다.

그림 1: 크로스오버 주파수가 80Hz 일 때, 유닛간 거리 = 425cm/4 = 106.25cm 이하 이어야 함

만약 이 거리를 벗어나서 좀 떨어진 곳에 서브 우퍼가 설치 된다면 서브 우퍼와 메인 스피커간의 크로스오버 주파수 부근에서 딥이 발생할 수 있다.

그림 2: 크로스오버 주파수가 80Hz 일 때, 파장은 425cm이고, 파장의 절반은 212.5cm 이다. 이때 서브우퍼의 위치가 공교롭게도 메인 스피커와 212.5cm 의 간격을 가진다면 80Hz의 주파수와 그 부근의 주파수는 서로 정확히 반대 방향으로 진동하기 때문에, 위상 캔슬이 발생하여 심각한 딥이 발생할 수 있다.

이러한 딥은 다시 Bass management 에서 Phase alignment 기능을 통해 보정이 가능하다. 하지만 Phase alignment 기능을 사용하기 이전에 최소 간격이내에 설치되는 것을 권장한다.⁵⁾

서브우퍼와 메인 스피커 간의 크로스오버

서브 우퍼와 메인 스피커간에는 크로스오버 주파수를 설정하는 것이 매우 중요하다.

일반적인 상황에서는 서브 우퍼를 정중앙에 배치하기 힘든 경우가 많다. 그런데 이렇게 한쪽 구석에 서브 우퍼를 놓다보면 저음역대가 한쪽 방향으로 치우치는 느낌이 들어서 매우 불편한 청취감을 줄 가능성이 높아진다. 서라운드 오디오 시스템의 LFE 기본 로우패스 주파수인 120Hz에서는 그럴 가능성이 상당히 높다. 따라서, Bass Management를 통해서 서브 우퍼의 크로스오버 주파수를 120Hz 보다 낮춤으로 서브 우퍼의 소리가 느껴지는 방향성을 줄일 수 있다.

서브 우퍼의 크로스오버를 어떤 주파수로 설정했는데, 만약 서브 우퍼의 방향성이 느껴지게 된다면, 서브 우퍼가 재생하는 저음 중에서 높은 주파수들이 지향성을 가진 것이다. 이 때는 크로스오버 주파수를 더 낮추어서 해당 지향성을 가진 주파수들을 제외 시킴으로써 서브 우퍼가 무지향성을 가진 낮은 주파수들만 재생하게 만들어야 한다.⁶⁾

예를 들면, 서브 우퍼와 메인 스피커간의 크로스오버 주파수를 120Hz로 설정했는데, 저음이 한쪽으로 치우치게 느껴진다면, 100Hz로 낮춰보고 그래도 계속 느껴진다면 80Hz로 낮추면 된다.

서브우퍼의 크로스오버 주파수는 무조건 낮추는 것이 좋은 것인가?

크로스오버 주파수를 낮춰야 할까 높혀야 할까

일반적인 저음 재생은 스피커 유닛이 클수록 좋은 것은 사실이다. 하지만 스피커 유닛이 커질수록 지향성이 증가하고, 주파수가 높아질수록 지향성이 증가하기 때문에, 필연적으로 서브 우퍼와 메인 스피커간의 크로스오버 주파수를 낮추어서, 서브 우퍼가 지향성을 가진 주파수를 제외하고 재생하도록 만들어야 한다.

하지만, 크로스오버를 낮춤으로 인해서 메인 스피커가 상대적으로 담당해야 할 저역대가 많아지게 된다. 특히 5~8인치 의 우퍼 유닛을 가진 모니터 스피커들의 경우 일반적으로 120Hz 이하의 주파수는 대부분 베이스 리플렉스 홀을 통해 재생되는 주파수 들이고, 베이스 리플렉스 홀을 통해 재생되는 소리들의 경우에는 소리의 트랜지언트가 부정확하고, 여음(Decay)이 많은 경향이 있다.

스피커를 측정해보면 바로 이 저역대에서 위상이 불분명하고, 그룹 딜레이가 많이 느려지며 여음이 많이 남음을 알 수 있다.

만약 이러한 메인 스피커와 서브 우퍼의 크로스오버를 80Hz 로 설정하고 사용하게 된다면, 60Hz~120Hz 사이의 주파수는 여전히 메인 스피커의 베이스 리플렉스를 통해 재생되고, 이 주파수 구간은 여전히 위상이 불분명하고 트랜지언트가 불확실 하며, 여음이 많이 존재할 수 밖에 없다.

따라서 이러한 측면에서 보면, 서브 우퍼가 더 높은 저역대 까지 담당하게 하여 기본 스피커의 베이스 리플렉스 홀을 통해 재생되는 저음을 줄이고 해당 주파수를 서브 우퍼가 재생하는 것이 더욱 유리하다. 메인 스피커의 베이스 리플렉스 홀에서 재생되던 주파수 구간이 서브 우퍼로 옮겨지게 되면서, 트랜지언트가 크게 개선되고, 여음이 많이 줄어들 수 있게 된다.

즉, 메인 스피커의 우퍼에 가해지는 부담을 덜어줄 수 있다.

특히, 후면 베이스 리플렉스 홀을 가진 메인 스피커 시스템인 경우, 서브 우퍼로 해당 주파수 대역을 담당하도록 크로스오버를 설정하면, 메인 스피커의 후면 베이스 리플렉스의 작동이 많이 줄어들게 됨으로써, 후면 베이스 리플렉스와 스피커 뒷벽의 거리 차이에 의한 특정 주파수의 위상 캔슬이 많이 없어진다. 따라서, 이것 때문에 발생하던 특정 주파수의 딥을 상당한 수준으로 제거할 수도 있다.

따라서 서브 우퍼와 기본 스피커간의 크로스오버 주파수의 설정은 무지향성 때문에 무조건 낮추는 것이 아닌,

서브 우퍼의 “무지향성이 유지되는 최대 높은 주파수“를 설정하는 것이 더 맞는 말이다.⁷⁾⁸⁾

서브우퍼가 무지향성을 더 강하게 가지게 하기 위한 설계

서브 우퍼의 크로스오버 주파수를 높히고 싶어도 큰 유닛을 가진 서브 우퍼 일수록 면음원의 성질에 가깝기 때문에 크로스오버 주파수를 높히기가 쉽지 않다.⁹⁾

반면, 스피커 유닛의 크기를 줄이고 앞뒤 변위량을 증가시킨다던지, 다운 파이어링을 하는 것과 같은 설계를 통하여, 같은 저음 주파수에서도 더욱더 무지향성이 강하게¹⁰⁾ 나타나는 서브 우퍼의 설계가 충분히 가능하다.

아래의 스피커는 Yamaha의 HS8S 모델이다. 내부에 다운 파이어링을 하는 8인치의 스피커 유닛이 있고, 외부에는 8인치 유닛의 작동으로 헬름홀츠 공명을 이용하여 더 낮은 저음역대를 출력해주는 베이스 리플렉스 홀이 있다. 베이스 리플렉스 홀에서는 8인치 유닛에서 재생하는 저음역대보다 더 낮은 저음역대¹¹⁾가 재생된다.

이런 식의 작은 서브 우퍼 유닛 + 베이스 리플렉스 구조는 스피커를 더욱더 무지향성에 가깝게 만들어 줄 수 있다.

이러한 서브 우퍼 유닛 설계는 스튜디오 모니터에서는 대표적으로 Yamaha와 제네렉¹²⁾이 구현하고 있다.

Genelec 7040, 7050

일반적인 12인치 스피커 유닛을 가진 서브 우퍼와 Yamaha의 8인치 스피커 유닛 서브 우퍼를 실제로 비교하면, 확실히 Yamaha의 서브 우퍼가 더 높은 크로스오버 주파수를 설정해도 무지향성을 유지한다.

이러한 Yamaha나 제네렉의 서브 우퍼 설계는 스피커 유닛의 크기만으로 승부를 보는 시시한 일반적인 서브 우퍼 설계를 벗어나서 서브 우퍼 자체의 무지향성을 크게 증가시키는 한 단계 앞선 설계라고 볼 수 있다.¹³⁾

이렇게 서브 우퍼가 무지향성이 강한 성향으로 설계를 하기 때문에, 서브 우퍼의 소리가 어디서 나는지 알아채기 힘들다. 따라서, 이러한 설계의 서브 우퍼들은 어느 위치에 놓아도 전체 스피커 시스템의 정위감이 흐트러지지 않는다.

하지만, 이런 설계에는 단점도 존재한다. 큰 음압을 내기 위해서는 적합하지 않기 때문에 작은 공간을 위한 서브 우퍼에 주로 사용된다. 작은 사이즈의 서브 우퍼 유닛을 더 큰 앞뒤 변위량으로 구동하기 위해서는 앰프의 출력이 훨씬 높아져야 해서 효율이 떨어지게 된다.¹⁴⁾¹⁵⁾

Yamaha HS8S

8인치 서브 우퍼 유닛 다운 파이어링
자사의 HS 시리즈 모니터 스피커와 쉬운 매칭

KEF KC62

6.5인치 서브 우퍼 유닛 대칭형 구조로 무지향성 극대화 및 진동 상쇄
105dB SPL, 매우 작은 사이즈 실현, 246x256x248mm

KALI Watt WS6.2

6.5인치 서브 우퍼 유닛 대칭형 구조로 무지향성 극대화 및 진동 상쇄
120dB SPL

Reference

스피커, 서브, 우퍼

²⁾

스피커의 앞뒤 변위량을 크게 움직이게 하려면 앰프의 출력이 훨씬 크게 증가 해야 하며, 스피커 유닛 자체의 재질 및 설계에도 많은 기술력이 들어가게 된다.

³⁾

베이스 앰프 등에서는 그렇기 때문에 12인치 보다 15인치 캐비닛이 더 웅웅거리고, 더 큰 음량이 필요한 경우 10인치를 여러개 사용한다. 10×4, 10×2 등

⁴⁾

시네마 포스트 스튜디오, 규모가 큰 마스터링 스튜디오

⁵⁾

하지만 최소 간격이내에 서브 우퍼를 둘 수 없는 경우가 대부분이다. 그렇기 때문에 Phase alignment 기능이 있는 것이다.

⁶⁾

소리는 저주파수로 갈수록 무지향성이 증가하고, 고주파수로 갈 수록 지향성이 증가하기 때문

⁷⁾

이러한 이유로 2개의 서브 우퍼 시스템(대각선 배치, 양사이드 배치)등이 있기도 하다.

⁸⁾

아 물론, 나는 그런거 모르겠고 걍 대충 쓸래, 또는 측정할 여력이 안되시는 분들은 80Hz로 크로스 오버 잡고 아무대나 편한 곳에 대충 서브 우퍼 위치 시키고 볼륨만 적당히 잘 조정해서 사용합니다.

⁹⁾

그래서 상대적으로 큰 공간인 시네마 포스트 스튜디오나 공연장 등의 환경에서는 저역대의 무지향성을 얻기 위해 여러개의 서브 우퍼를 특수하게 배치하는 방법을 사용하기도 한다.

¹⁰⁾

무지향성이 최대한 높은 주파수까지

¹¹⁾

무지향성

¹²⁾

7040 서브 우퍼의 경우는 스피커 유닛이 6.5인치, 7050 서브 우퍼의 경우는 8인치

¹³⁾

심지어 Yamaha는 hs10s 라는 10” 유닛을 가진 모델이었고 무지향 성향이 상대적으로 부족했던 모델을 단종시키고, 설계를 개선하여 스피커 유닛을 8”로 줄이고 무지향성을 더 보강한 모델을 내놓은 것이다.

¹⁴⁾

이보다 더 큰 음압을 내기 위한 서브 우퍼는 전통적인 설계인 우퍼 유닛 사이즈를 키우는 경우가 많다.

¹⁵⁾

공연장과 같은 큰 공간에서는 큰 음압을 내야하므로 유닛 사이즈가 큰 우퍼를 사용하게 된다. 유닛 사이즈가 큼으로 인해서 저역대의 방향성이 느껴지게 되는 것을 막기 위해 최소 두개 이상의 서브 우퍼를 사용한다. 또한 무대로 저음역대가 흘러 들어가는 것을 방지 하기 위해 추가로 서브 우퍼를 더 사용하여 지향성 카디오이드 배치를 한다.

트위터

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2026-03-21T10:22:46+00:00

트위터

스피커의 고음역대 재생을 담당하는 유닛

아래의 스피커는 Yamaha의 HS7 모델인데 상단 부의 검은색 작은 유닛이 바로 트위터이다.

트위터의 경우에는 재생하는 주파수가 굉장히 높은 주파수이고, 높은 주파수로 갈수록 지향성이 매우 좁아지기 때문에, 고음역대 지향각이 매우 좁아지는 것을 피하기 힘들다. 따라서 대체적인 스피커 제조사들은 지향성을 더 넓게 개선하는 것에 촛점이 맞춰진다. 트위터가 다른 스피커 유닛들보다 작은것고 바로 이런 이유 때문이다. 그 후에 우퍼와 같은 주변 유닛과의 지향각 통일성을 이루기 위하여 웨이브가이드로 세부적인 지향각을 가다듬게 된다. 이렇게 개선된 트위터의 지향각으로 만들어지는 팬텀 이미지를 통해서 스테레오 이미지와 음의 정위감이 크게 개선될 수 있기 때문이다.

그림 1: Yamaha HS7

Tweeter

A unit in a speaker responsible for reproducing the high-frequency range.

The speaker below is Yamaha's HS7 model, and the small black unit at the top is the tweeter.

In the case of tweeters, they handle frequencies that are extremely high, and as frequencies increase, the directional characteristics become very narrow. Consequently, most speaker manufacturers either create special types of tweeters (such as horn tweeters, dome tweeters, ribbon tweeters) or use special tweeter units (silk, diamond, ceramic, beryllium). They also focus on improving the form of baffles, enclosures, and waveguides (egg-shaped speaker design, B&W's tweeters) to widen the tweeter's directional characteristics. The improved directional characteristics of these tweeters contribute significantly to enhancing stereo imaging and providing a greater sense of realism in the stereo image (L and R speakers).

재질

트위터의 재질은 고주파 음원의 재생 특성에 영향을 줄 수 있습니다. 일반적으로 트위터의 재질은 소프트 돔, 플라스틱, 세라믹, 메탈 등이 사용됩니다. 각 재질은 고주파 음원의 응답 특성과 음질에 조금씩 다른 특성을 부여할 수 있습니다. 예를 들어, 소프트 돔 트위터는 부드러운 음색과 적은 왜곡을 제공할 수 있으며, 메탈 트위터는 뛰어난 정확성과 선명한 음질을 제공할 수 있습니다.

재질	영률¹⁶⁾¹⁷⁾	무게 대비 경도 비율
알루미늄	1.86Gpa	2700Kgm
티타늄	1.13Gpa	4500Kgm
다이아몬드 증착	4.92Gpa	3500Kgm
베릴륨	6.97Gpa	1850Kgm	*재질에 의한 방사능 누출의 위험성이 존재함

사이즈

트위터의 크기는 트위터가 재생하는 주파수 범위와 방사 패턴에 영향을 줄 수 있습니다. 일반적으로 작은 크기의 트위터는 더 빠른 응답 속도와 넓은 지향각을 가지는 경향이 있습니다. 일반적으로 면음원에서 점음원으로 갈수록, 즉 사이즈가 작아질수록 지향각은 넓어지게 되기 때문입니다. 큰 크기의 트위터는 보다 낮은 주파수의 고주파 신호를 재생할 수 있지만, 지향각이 좁을 수 있습니다. 따라서, 트위터의 크기는 고주파 음원의 정확성과 분산에 영향을 줄 수 있습니다.

트위터 타입

돔

가장 흔한 스피커 트위터 유형

그림 2: 돔 트위터 그림 3: Focal 베릴륨 역돔형 트위터

컴프레션 드라이버

그림 4: 컴프레션 드라이버

구멍보다 트위터 유닛 자체는 크기 때문에 음량은 큰 반면, 소리가 출력되는 구멍은 매우 작기 때문에 점음원의 특성이 더 나타나는 형태로 소리를 분산 시킨다.
주로 PA 시스템, 스테이지 모니터, 스튜디오 모니터 등 대형 오디오 시스템에서 사용되며, 고음의 효율성과 출력을 향상시킨다

페이즈 플러그

페이즈 플러그가 추가되기도 한다. 큰 유닛에서 작은 구멍을 통해 방사되면서 주파수별 위상이 흐트러지는 문제를 방지한다.

페이즈 플러그의 형태는 주로 기둥 모양, 원뿔형, 또는 총알 모양 등으로 다양하게 설계된다. 이 구조물은 스피커나 혼 드라이버의 중앙 앞부분에 위치하며, 음파의 위상차와 간섭을 줄이기 위해 사용된다.

그림 5: 컴프레션 드라이버

혼

그림 6: 컴프레션 드라이버와 혼의 조합

그림 7

그림 8

컴프레션 드라이버에 혼을 추가 하여 지향성을 제어한다. 사실 컴프레션 드라이버 단독 사용으로는 지향성 제어가 힘들기 때문에 거의 대부분 컴프레션 드라이버는 혼과 함께 사용된다.

리본

그림 9: Mesanovic

리본 트위터는 피에조 일렉트릭의 원리에 따라 얇은 금속 판막에 신호를 전달하여 진동하여 소리를 재생한다.

리본 트위터의 장단점으로는 다음과 같은 것들이 있다.

매우 높은 주파수까지 재생이 가능하다.
트위터의 분할진동이 거의 일어나지 않기 때문에 매우 낮은 왜곡율을 보여준다.
리본 재질은 매우 얇은 금속판으로 만들어지기 때문에 내구성이 매우 취약하다.
트위터의 반응이 매우 빠르므로 고음역대의 트랜지언트 재생에 매우 유리하다.
면음원의 특성상 지향각이 매우 좁은 성질을 가질 수 있다. 따라서, 리본 트위터의 모양을 면적을 유지한 채로 직사각형 모양으로 만들어서 선음원을 구현하여 수평 지향각을 넓히는 방식이 선호된다. 단 수직 지향성은 여전히 상당한 수준으로 떨어진다.

AMT 드라이버

Air Motion Transformer

그림 1: Air motion Transformer

작동 원리

주름잡힌 얇은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름에 알루미늄 스트립이 부착된 다이어프램 사용
다이어프램이 아코디언처럼 접혀있는 구조
자기장 내에서 다이어프램이 압축 및 확장되며 공기를 빠르게 밀어내 소리 생성

특징

매우 빠른 응답 속도와 정확한 트랜지언트 재생
넓은 분산 패턴으로 균일한 음장 제공
고주파 영역에서 특히 뛰어난 성능
일반적으로 트위터나 중고음 유닛으로 사용됨

장점

낮은 왜곡률
뛰어난 해상도와 디테일
넓은 분산 특성으로 인한 넓은 스윗 스팟

단점

복잡한 구조로 인한 높은 제조 비용
저주파 재생에는 적합하지 않음
일반적으로 다른 드라이버와 조합하여 사용해야 함

AMT 드라이버는 주로 고급 스피커 시스템에서 사용되지만, 일부 고급 헤드폰에서도 이 기술을 채용하고 있습니다.

그림 2: AMT 리본 트위터

그림 3: AMT 리본 트위터

링 라디에이터

그림 13: 링 라디에이터

링 라디에이터 트위터는 전통적인 돔 트위터와 달리, 진동판의 중앙부는 제외하고, 주변의 링 형태 부분만이 진동하는 구조를 가진 트위터 유닛입니다. 이 방식은 중앙부의 위상 왜곡이나 분할진동 문제를 줄이고, 더 빠르고 정확한 고음 재생을 가능하게 합니다. 실제로 JBL이 1950년대에 개발한 모델에서부터 스캔스픽, 비파 등 다양한 브랜드에서 이 구조가 채택되고 있습니다.

링 라디에이터 트위터의 중앙에는 페이즈 플러그(Phase Plug)가 위치하는데, 이는 주로 원뿔이나 총알 모양의 구조물입니다. 이 페이즈 플러그는 진동하지 않고 고정되어 있으며, 링 형태의 진동판에서 방사되는 고음 신호의 위상차와 간섭을 줄여 소리의 해상도와 입체감을 높여줍니다.

스피커

¹⁶⁾

Young’s Modulus

¹⁷⁾

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%98%81%EB%A5%A0

우퍼

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-05-16T17:07:31+00:00

우퍼

스피커의 저음역대를 재생하는 유닛

아래의 스피커는 Yamaha의 HS7 모델이고 하단부의 하얀색 폴리프로필렌 재질로 만들어진 유닛이 바로 우퍼이다.

일반적으로 스피커의 저음 재생 능력은 스피커가 밀어낼 수 있는 공기의 체적과 비례하므로, 우퍼의 사이즈가 클수록 저음 재생 능력이 증가한다. 또는, 우퍼의 앰프 설계과 우퍼의 익스커션(Excursion)에 관련한 설계를 매우 개선하여 작은 사이즈 대비 우퍼가 앞뒤로 움직이는 변위량을 늘리게 되면 마찬 가지로 우퍼가 밀어내는 공기의 체적이 증가 하므로, 이 역시도 저음 재생 능력이 좋아진다. 고전의 스피커들에서는 앰프의 설계의 제한 사항 때문에 우퍼의 사이즈를 크게 만드는 설계를 위주로 하였지만, 최근의 모던한 스피커 설계 트랜드는 우퍼의 사이즈는 줄이고 앰프의 설계과 스피커의 재질 및 익스커션에 관련한 설계를 개선하여 스피커 자체의 사이즈를 줄이면서도 충분한 저음 재생이 가능한 스피커를 만드는 쪽으로 발전 하고 있다. 이렇게 개선하는 쪽이 댐핑 팩터에도 매우 유리하고 음의 트랜지언트 표현도 매우 우수 해지기 때문이다. 아무래도 스피커 유닛이 크면 댐핑 제어가 되지 않아 스피커가 웅웅거리게 될 가능성이 높고, 재빠르게 움직이지 못하기 때문에 트랜지언트 표현도 아쉽게 될 가능성이 높다. 반대로 스피커 유닛이 작으면 댐핑 제어가 잘되어 웅웅거리지 않고, 트랜지언트 표현이 우수해지게 된다. 다만 스피커가 앞뒤로 더 많이 움직이기 때문에 분할 진동이 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 분할 진동이 발생하지 않는 특수한 소재의 우퍼 재질¹⁸⁾을 사용해야 한다.

Woofer

A unit in a speaker that reproduces the low-frequency range.

The speaker below is Yamaha's HS7 model, and the white polypropylene material unit at the bottom is the woofer.

Generally, a speaker's ability to reproduce low frequencies is proportionate to the volume of air it can push, so a larger woofer size increases its ability to reproduce low frequencies. Alternatively, by greatly improving the amplifier design and the woofer's excursion, which is the back-and-forth movement of the woofer, the displacement of air pushed by the woofer also increases, resulting in improved low-frequency reproduction. In the past, classic speaker designs primarily focused on increasing the woofer size due to limitations in amplifier design. However, recent trends in modern speaker design aim to reduce the size of the woofer while improving amplifier design and the materials and design related to the woofer's excursion, thereby creating speakers with smaller dimensions that still provide sufficient low-frequency reproduction. This approach is advantageous for the damping factor and also results in excellent representation of transient response. It seems that larger speaker units tend to lack damping control, potentially causing the speaker to produce unwanted resonances and limiting its ability to represent transients effectively. On the other hand, smaller speaker units benefit from better damping control, avoiding unwanted resonances, and offering superior transient response. However, smaller units may experience higher levels of divided vibrations. Therefore, special materials for woofer diaphragms1) must be used to prevent divided vibrations.

재질

우퍼 스피커의 다이어프램 또는 커넥터 재질에는 여러 가지 다양한 옵션이 있으며, 이러한 재질은 스피커의 음질, 효율성 및 사용 용도에 영향을 미칩니다. 다음은 일반적으로 사용되는 우퍼 스피커 다이어프램 및 커넥터 재질 몇 가지 예시입니다:

펄프(일반 종이) 다이어프램

일반 종이를 사용한 다이어프램은 저렴하고 가볍기 때문에 일반적인 우퍼 스피커에 많이 사용된다.
일부 고품질 종이 다이어프램은 우수한 음질을 제공하며, 목소리와 중음을 잘 재생한다.
가볍기 때문에 댐핑 제어가 잘되는 편이지만, 분할 진동에 매우 취약하다.
내구성이 매우 취약하다.

폴리프로필렌(Polypropylene) 다이어프램

플라스틱 다이어프램은 가벼우면서도 강한 특성을 가지며, 스피커의 내구성을 높입니다.
중저음 스피커에서 많이 사용되며, 음압의 안정성을 높이는 데 도움을 줍니다.
매우 가볍기 때문에 댐핑 제어가 잘된다. 분할 진동 억제력도 종이 재질보다 우수하다.

케블러(Carbon Fiber) 다이어프램

카본 파이버¹⁹⁾ 다이어프램은 가벼우면서도 강한 특성을 가지며, 고품질 음질을 제공합니다.
일부 우퍼 스피커에서 사용되며, 고음과 중음을 잘 재생하는데 사용됩니다.
절대 휘어지지 않는 재질이기 때문에 분할 진동 억제력이 최상급이다. 따라서 앞뒤 변위를 크게 만들어 낼 수 있다.

스피커, 우퍼

¹⁸⁾

주로 많이 사용되는 재질은 케블러 소재이다.

¹⁹⁾

케블러라고 보통 명칭 하지만, Kevlar는 상표 이름이고 정식 명칭은 카본 파이버이다.