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ㆍ작성자
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ㆍ작성일
2002-02-22 (금) 03:56
ㆍ분 류
정비
ㆍ조회: 5174
ㆍIP: 127.xxx.1
우퍼의 종류에 따른 알맞는 박스
제목 : 우퍼의 종류에 따른 알맞는 박스
우퍼의 종류에 따른 알맞는 박스
박스 제작 시 밀폐형과 포트형 중 어떠한 박스가 적합한지를 몰라 임의 대로 제작한 후 재작업을 하는 등 박스 선택 부 터 실수가 발생하는 어려움이 많이 있어 박스의 종류별 특징과 선택 요령을 설명합니다.
일반 밀폐형은 박스 제작이 비교적 쉽고 제작 시 계산상의 사이즈
보다 약간의 차이가 나도 비교적 무난한 소리가 나와 큰 무리 없이 박스 작업을 하는 듯 하여 포트 형의 박스를 중심으로 설명을 드립니다.
지금 까지 다양한 종류의 공식과 방법들이 소개되어 사용되고 있으나 이러한 모든 것을 이해 하고 실전에 도입 하기 위해서는 밀폐형과 포트형의 역할과 원리를 충분히 숙지 하고 있어야만 차량에 적합한 박스 타입을 선정 하여 원하는 음을 보다 만족 하게 만들 수 있습니다.
밀폐형(씰드)? 포트형?
밀폐, 포트, 어떤 형태의 박스를 제작 하더라도 그것의 목적은 단 한가지, 스피커의 감응을 보다 더 좋게 하기 위해서입니다.
우퍼를 박스 없이 사용하면 자체 만으로는 저음이 거의 나오지않는데 이것을 박스에 넣어 스피커의 앞과 뒤를 격리 시킬 때 비로서 저음이 만들어 지는 것을 경험하셨을것입니다.
이렇게 만들어 진 베이스를 보다 낮은 주파수 대역으로 효율적으로 재생하기 위하여 각 우퍼 스피커가 가지고 있는 특성과 여기에 알맞은 박스의 조합으로 좋은 음질과 알맞은 저음 대역을 재생 하는 것이 박스를 제작 하는 최대의 목적이라고 하겠습니다.
어느 특정한 우퍼가 있다면 반듯이 여기에는 그 특정 우퍼에 알맞은 박스 타입, 또는 박스 체적이 있는데 이것을 무시하고 작업을 하였을 때 도저히 원하는 저음이 나오질 않아 다시 우퍼 박스 작업을 새로 하는 등 너무 사전 지식이나 준비 없이 작업에 들어가 큰 낭패를 보는 경우가 많이 있는 것을 보았을것입니다.
밀폐(씰드, 어쿠스틱 서스펜션)형은 스피커와 박스 안의 밀폐된 공기로 이루어져 스피커가 구동 시 안에 있는 공기가 스프링 역할을 하여 스피커를 컨트롤 하게 됩니다, 포트형은 이 밀폐형에 주파수 튜닝을 한 포트를 추가 한 것인데 이 포트가 박스 안쪽의 공기와 바깥쪽의 공기를 서로 연결하는 역할을 하여 보다 낮은 대역의 저음을 제어 하게 되고 이렇게 특정 주파수에 튜닝 되어 박스 안에 추가된 포트는 포트 고유의 공명 현상을 만들어 주파수를 더
욱 낮추어 스피커 박스의 주파수 감응을 더욱 낮게 하여 주는 역할을 하게 됩니다.
또한 밀폐형과 포트형은 CUT-OFF 주파수에서도 차이를 보이는데 일반적으로 같은 스피커를 사용한 밀폐형에 비해 포트형의 스피커 박스는 낮은 CUT-OFF주파수를 가지고 있으며 또한 깊은 저음을 만드는데 유리합니다. 두 박스 타입의 차이는 또한CUT-OFF(F3 POINT) 포인트에서의 ROLL-OFF 비율에서도 많은 차이를 나타내는데 전형적인 밀폐형의 경우 12dB / Octave로 포트형의 경우 CUT-OFF포인트 아래쪽의 출력이24dB / Octave또는 두 배 빠른 ROLL-OFF RATE으로 급속하게 줄어 들게 되는데 이러한 이유로 인하여 포트형의 경우 더욱 정확한 튜닝 주파수를 필요로 합니다.
특히 포트형 박스에서 튜닝 주파수 아래쪽 으로 내려 가면 마치 스피커가 박스 안에 들어 있지 않은 프리 에어 상태로 되는데 이때 큰 출력으로 스피커를 구동 시키면 스피커 콘의 이동 폭이 너무커 스피커의 서라운드가 찢어
지거나 보이스 코일이 자리를 이탈 하는 등 스피커를 파손 시키는 원인이 되기 때문에 박스의 튜닝 포인트에 맞추어 서브소닉 필터(Subsonic Filter)를 달아 주는 것이 좋습니다.
포트형 박스에서 RIPPLE 이란?
리플이란 포트의 튜닝과 박스 스피커간의 튜닝의 편차를 데시빌(decibels)로 나타낸 것으로 밀폐형에서의 Qtc와 같이 리플은 포트형 박스의 주파수 감응 특성을 분석 하는데 유용하게 사용됩니다. 일반적으로 +- 2dB 정도가 무난하나 일부 SPL용도의 경우 매우 높은 리플을 일부로만들기도 합니다.
포트를 박스에 넣으면 포트, 스피커 박스가 하나로 결합하게 되는데 포트는 일반적으로 주파수 대역의 꼭대기가 좁고 둥그런 특이한 형태로 나타나 급속히 떨어지는 주파수 감응 커브를 보여 주는 반면 스피커 박스는 매우 일정한 직선 모양으로 나타나 점차적으로 떨어 지기 시작하는 감응 커브를 나 타 내는데 리플이 없는 스피커 박스를 만들기 위해선 포트와 스피커 박스간의 감응 커브가 너무 멀거나 떨어 지지 않도록 튜닝을 하는 것이 관건이라 하겠습니다.
일반적으로 포트의 감응 커브가 스피커 박스의 감응 커브에 너무 멀리 떨어지면 주파수의 감응상에 한 부분이 침몰하는 DIP을 보였다 다시 올라간 후 전체적으로 떨어지는 감응을 나타내며 너무 가까우면 전체적으로 떨어지기 전 큰 폭으로 상승하는 PICK을 보입니다.
포트형의 경우 튜닝 주파수 밑의 출력이 급속히 감소되기 때문에 박스 제작 시 적은 리플을 만들기 위해서는 정확한 포트 튜닝으로 최대한 플랫한 주파수 감응을 만드는 것이 좋은 저음을 만드는 관건이라 할 수 있으며 리플은 포트의 튜닝 주파수가 너무 높거나 낮을 때에 발생 하는데 모든 리플이 다 나쁜 것은 아니어서 고객의 취향이나 실제로 박스 스피커의 소리가 청취자의 위치에 도달 할 때 까지 상황에(Transfer Function)과 필요에 따라 적당한 리플을 만들기도 합니다, 일반적으로 카오디오 에서 만족할 만한 리플은 -2.0dB ~ +2.0dB이며 이한도 내에서 박스 디자인을 한다면 별 무리 없이 좋은 음을 만들 수 있습니다.
몸에 맞는 옷 입히기!
우퍼 박스를 디자인 할 때 제일 먼저 해야 할 일은 손님이 원하는 모양의 박스, 또는 장착자 자신이 모양을 내기 위한 기준이 아닌 스피커의 특성에 맞게 먼저 박스 형태가 고려 되어야 할 것입니다.
스피커 고유의 특성으로 인해 어떤 우퍼는 밀폐형 일 때 더욱 좋은 성능을 발휘하나 포트형에서는 소리가 좋지 않고 또는 이와 반대의 역할을 하는 우퍼가 있어 스피커에 알 맞는 박스 선택이야 말로 좋은 소리를 효율적으로 만들기 위해 꼭 필요한 일입니다.
어떤 스피커가 어떤 옷을 입어야 좋은 음이 나오는지를 결정하는 방법에는 여러 가지 방법이 있겠으나 가장 중요하며 일반적으로 장착가 들도 쉽게 알아볼 수 있는 방법으로는 스피커의 물리적 특성이 나타나 있는 Fs, Vas, Qts, 그리고 F3포인트, 등을 살펴 보면 알 수 있습니다.
밀폐형에 알맞는 스피커
*자석이 작은 스피커
*콘지의 서스펜션이 느슨한 스피커
*콘지가 많이 움직이는 스피커(LONG EXCURSION)
*Q 또는 Qts가 .35~.6사이에 있는 스피커
*Fs가 30Hz이하인 스피커
*중간 정도의 VAS인 스피커
포트 형에 알맞는 스피커
*중간에서 큰 사이즈의 자석을 가진 스피커
*큰 보이스 코일을 가진 스피커
*중간이나 이보다 약간 타이트한 서스펜션을 가진 스피커
*Qts가 .25에서 .45인 스피커
*VAS가 중간이나 이보다 낮은 스피커
*Fs가 40H또는 이보다 낮은 스피커
위와 같은 스피커의 물리적 특성으로 알아 보는 방법 이외에도 리쳐드 스몰(Richard Small) 이 개발한 EBP(Efficiency Bandwidth Productd의 약자)를 사용 하여 알아 보는 방법이 있는데 이 방법은 스피커의 Fs와 Qes를 사용, 간단한 계산으로 밀폐형과 포트형 중 어느것이 더욱 적합한지 알아 볼 수 있게 합니다.
계산은 아주 간단 하여 스피커의 Fs를 Qes로 나누어 50이나 그 이하가 나오면 밀폐형, 또는 61에서 100 사이가 나오면 포트형의 박스가 더욱 적합한 것을 나타냅니다
마지막으로 알맞은 박스 형태를 선택하기 위한 요건중 스피커의 F3 포인트를 미루워 짐작 할 수 있는 방법이 있습니다, 통상 스피커의 F3포인트가 40Hz 이하, Qts가 .25에서.45, EBP가 50-100 사이에 있으면 포트 타입의 박스가 잘 맞는 스피커라고 할 수 있습니다,
예를 들어 어느 특정 스피커의 Qts가 .4, EBP가 80, 그리고 예상되는 F3포인트가 32 Hz라고 한다면 포트 타입의 박스에 무난한 스피커라 할수 있습니다.
하지만 이러한 경우에도 리플이 -2.0/+2.0 사이에 있어야 좋은 음질을 기대 할 수 있으며 만약 예상 되는 F3포인트가 40 Hz 이상 이거나 40 Hz 이하의 F3포인트에서 적당한 리플을 만들 수 없다면 밀폐형의 박스로 제작 하는 것이 좋습니다.
포트 박스 제작시의 주의점
포트 박스를 제작 할 시는 최상의 박스 체적에서 약간 벋어나도 어느 정도 무난한 음이 나오는 밀폐형과는 달리 정확한 박스 체적과 포트 튜닝이 이루어 져야지만 좋은 저음을 기대 할 수 있습니다,
정확한 체적을 구하기 위해서는 테스트 기구 등을 사용 하여 생산자가 명시한 내용을 확인 하거나 사용 하고자 하는 스피커에 대하여 많은 정보가 있는 생산 회사, 수입 회사, 등에 문의 하여 조언을 구하는 것이 좋습니다.
포트 박스 타입은 밀폐형에 비해 효율이 좋고 낮은 주파수 재생에 유리하지만 정확한 체적 계산과 제작이 이루어 져야만 그 효과를 볼 수 있어 제작이 비교적 까다롭다 하겠습니다.
포트 박스 제작 시 스피커의 Qts가 .25에서 .45 사이에 있어야 포트 타입의 박스에 적당하며, 밀폐형 과 마찬 가지로 포트 타입의 박스도 포트 구멍을 제외한 모든 부분이 완전 밀폐가 되어야만 좋은 주파수 감응 특성을 기대 할 수 있습니다.
밀폐형과는 달리 제작 후 포트 박스의 경우 공기가 새는지의 여부를 가리기가 쉽지 않은데 이것은 박스 제작 후 포트 구멍을 만들기 전에 스피커를 박스에 고정 시킨 후 스피커의 스피커의 중심 부분을 살며시 눌러 보아 다시 튀어 나오려는 힘이 크고 손을 띠었을 때 원상태로 속히 돌아 오면 완전 밀폐가 되었음을 알 수 있으니 그 후에 포트의 구멍을 만들면 완전 밀폐의 박스를 만들 수 있습니다.
만약 스피커의 콘이 정상적으로 돌아 오지않고 천천히 돌아 온다면 이는 박스, 스피커의 씰, 더스트 켑, 서라운드, 등에서 공기가 새는 상태이니 이럴 경우 완전하게 밀폐가 된 테스트 박스를 한 개 만들어 스피커의 이상 유무를 먼저 점검 하는 것이 좋습니다,
흔히 공기가 새면 박스에서만 새는 것으로 오인하여 박스에 실리콘만 잔뜩 발라 작업을 끝마치는 경우가 많이 있는데 예상 외로 스피커의 불량으로 인해 완전 밀폐가 되지 않는 경우도 있으므로 스피커의 점검 또한 반듯이 필요합니다,
다음은 전자 계산기를 이용하여 박스의 크기 및 튜닝 주파수, 포트의 지름과 길이 등을 구하는 공식입니다, 물론 이것만 가지고는 여러 복잡한 박스 계산을 하기는 무리이고 많은 시간이 들어 불편 하나 당장 TermPak과 같은 컴퓨터 프로그램을 구입할 여력이 없는 장착점과 특히 DIY를 하시는 분에게는 어느 정도 박스의 체적에 대한 궁금증 정도는 해결할 수 있
을 것입니다.
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최용희
