상호커플링(Mutual coupling) 효과의 응용



두개의 스피커가 인접하여 같은 위상의 같은 주파수의 소리를 재생할때 6dB 소리가 커지는 효과는 두 스피커 유닛의 거리가 재생하는 주파수 파장의 1/4일때까지입니다. 두 스피커의 거리가 파장의 1/4이상에서 1/2이 될때까지 그 효과가 점차 사라지게 됩니다.



1. 스피커간 거리

결국 인접한 두스피커에서 6dB 효과를 보려면 두 스피커의 거리가 파장의 1/4이내에 있어야 합니다. 50Hz에서 이 효과가 나타나려면 1.72 미터, 60Hz에서 이 효과가 나타나려면 1.43미터 이내에 있을 때입니다. 한편 30Hz에서는 2.86미터가 되고, 20Hz에서는 4.3미터이내에 있을때가 됩니다.



상호커플링효과에 의한 저음의 증가는 깊은 저음으로 갈수록 더 쉽게 볼 수 있습니다. 이것이 20-30Hz대가 재생가능한 중대형 스피커들을 충분한 스피커 간격을 확보할 수 없는 음향공간에 둘때 깊은 저역에서 부스팅이 일어나는 이유중 하나입니다.





2. 북셀프 스피커

내 스피커는 어짜피 20-30Hz 재생이 안되는 북셀프고 두 스피커 간격이 그래도 2미터는 넘으니 나하고는 상관없겠지 라고 생각할수도 있습니다.



스피커 배치에서 중요한 것 중 하나는 스피커와 벽과의 거리입니다. 스피커와 벽까지가 1미터 넘게 떨어져있으면 역시 상호커플링 효과는 별 상관이 없습니다. 그런데.. 스피커와 벽과의 거리가 70cm라면 어떨까요. 반사음이 거의 흡수되지 않는 저음의 경우 우리는 원래에 스피커에 벽쪽으로 140cm 떨어져 있는 스피커가 하나 더 있는 것과 같아집니다.



스피커와 옆 벽과 70cm정도 떨어져 있다면, 우리는 60Hz아래쪽에서 옆 벽에 의해 6dB에 가까운 소리증가가 있게 됩니다.



거기에 북셀프 스피커의 스탠드가 60cm 정도밖에 안됩니다. 그럼 70Hz 아래쪽은 방바닥의 반사를 통해서도 역시 에너지가 증가 합니다.



역시 방이 작아 스피커와 뒷벽과의 거리도 40cm밖에 못 띄었습니다. 스피커의 길이가 30cm라고 해도 60Hz 정도부터 뒷벽에 의한 에너지도 증가됩니다.



결국 북셀프 스피커에서도 스피커와 벽과의 거리가 가까운 곳에서는 뒷벽과 옆벽과 바닥 모두에서 소리가 크게 보강이 되었습니다. 상호커플링효과가 거의 풀로 적용된다고 하면 북셀프 스피커에서 60Hz의 출력이 12dB 증가하는 셈이 됩니다.



실제 음향공간에서는 저음이 조금은 흡음이 되기 때문에 12dB까지 증가하지는 않습니다만, 그대로 상황에 따라 거의 10dB가까이 증가할수는 있습니다.



ATC 20같은 밀폐형 스피커들은 저음이 감쇄해도 옥타브당 12dB정도로 감쇄기울기가 완만합니다. ATC 20의 주파수 특성은 60Hz에서 -6dB 감쇄합니다만, 벽면에 의한 저음보강을 이용하면 40Hz 대까지 뻗는 저음 특성을 얻을 수 있습니다.



포트형 스피커들은 포트의 도움으로 같은 크기의 밀폐형 스피커보다 저음을 더 깊게 내려가도록 할 수 있지만, 저음 감쇄는 옥타브당 24dB로 급격하기 때문에, 저음 보강 효과를 이용하기는 어렵습니다.



이런것이 ATC 20 같은 -6dB 주파수가 높은 밀폐형 스피커에서

저음의 컷오프 주파수가 더 낮은 포트형 스피커보다 더 깊은 저음을 들을 수 있는 이유중 하나입니다.