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더블 우퍼의 효용성...그리고 간섭
HIFI게시판 > 상세보기 | 2009-11-27 17:58:59
추천수 0
조회수   2,262

제목

더블 우퍼의 효용성...그리고 간섭

글쓴이

구현준 [가입일자 : 2006-10-02]
내용
아래 쓰레드가 무의미 하게 너무 길어져서 중요한 부분은 여기서 할까 해서 염치없게 글을 써봅니다.





이종남님:



앰프에서 2배의 출력만 준다고 하면.. 스피커 2개는 붙히나 떨어뜨리나 3dB의 음량증가가 생기는 것은 맞죠??

그런데 사람들은 붙히기만 하면 6dB가 증가한다고 하는데.. 이게 어떻게 가능하냐고요..



어디서 3dB가 더 튀어나온 것입니다.. 커플링이라는 것은 동일웨이브를 만들려고 붙히는 것인데요. 동일 웨이브가 만들어지면 보강도 상쇄도 간섭이 없어지고 완전히 하나의 음원으로 간주를 하는데요.





저의 댓글:



3db, 6db 둘다 틀린 얘기가 아니라고 봅니다.



앰프에서 2배의 출력을 주면 단순하게 스피커의 출력레벨 또한 2배가 증가한다고 가정하면요.

하나의 스피커를 먼저 생각해 보면 당연히 두배가 되겠죠. 스피커가 2개가 된다고 달라지지는 않죠.



그러나 스피커가 두개가 되면 필요악으로 간섭이 생깁니다. 아무리 어떻게 해도 피할수 없는 것이죠.

스피커를 붙이면 보다 극단적으로 되어서 간섭의 효과를 더 쉽게 감지할 수가 있겠죠. 아마도 가까우면 보강간섭이 일어나는 최초의 거리도 짧아지는 것으로 기억합니다. (마치 고딩때 영(?) 이던가요? 슬릿에서 두개의 파동의 간섭실험에서 슬릿의 간격을 넓히면 간섭이 잘 안보이죠)



두 스피커의 중간위치쯤 되는 정면에서 청취를 하게되면 두 스피커에서 나는 소리의 위상차가 없게 되어서 보강간섭이 일어납니다. 즉 6db이 되는 것이죠.



그러나 공간의 어딘가에서는 상쇄간섭이 일어나서 소리가 없어지는 부분이 생길겁니다.

이 상쇄간섭이 일어나는 부분이 우리가 실제로 청취하는 위치와 크게 관계가 없기 때문에 대부분 on-axis 상에서 6db이라고 하는게 맞는 소리입니다.



그러나 전체적인 것을 따지면 에너지는 두배 증가 한것이 맞습니다. 그러니까 소리가 퍼지는 공간을 모두다 체크해서 합산을 해보면 실제로 우리가 얻은 음파 에너지는 2배가 되겠죠. 그러니까 3db도 틀렸다고 볼 수도 없는 거라고 봅니다.



결론은 보강간섭이 일어나는 위치만 따지면 6db 이득, 그러나 전체적 평균으로는 여전히 3db 이 아닐까 싶네요. 다른 의견 있으시면 부탁드립니다.



허길님의 댓글:

저는 보강간섭이 전부야 아니겠지만 중요한 요소라고 생각합니다.

점음원이란.. 결국 파원의 간격이 0에 수렴되는 이상적인 모습을 말씀하시는것 같은데

파원이 단 1mm라도 떨어져 있으면 보강과 상쇄가 설명되지 않을까요? (이론적으로는...)



그리고, 제가 이해하기로는 위상차 없는 6dB 인 지역은 두 파원 중심의 직교선상 뿐이고

실제 공간은 이 직교선 중심으로 6dB에 가깝게 적당히 보강 간섭이 일어난 지역 아닐까 싶은데요.

파원의 간격이 0에 수렴할 수록 이 6dB에 근접한 영역이 넓어지는 잇점은 있지 않을까 생각합니다..







제 의견을 정리하면 이렇습니다. 더블 우퍼는 우퍼간의 간섭을 최대한 활용한 것이다.

두개의 우퍼로는 청취자의 위치에서 6db의 이득을 가져올 수 있다.

이 이득은 무조건 얻어지는 것은 아니고 다른 어느 공간에서는 반대급부로 소멸간섭이 생기는 곳이 생기기 때문에 전체적인 에너지 보존에는 어긋나지 않는다.



영의 간섭실험의 결과와 마찬가지로, 두 우퍼사이의 간격이 좁을 수록 설계자는 두 우퍼의 위상을 일치시키기도 쉽고, 청취자는 더 짧은 거리에서 더 넓은 스윗 스팟을 가지고 이 이득을 활용할 수 있다.





이종남님의 의견은 제가 정확히 이해 했다면 다음과 같습니다.



우퍼사이의 간격을 좁히는 것은 간섭을 이용하는 것이 아니라 음원을 일치시켜 간섭의 효과를 없애기 위한 것이다. 마치 하나의 우퍼같이 동작하게 한 것이므로 간섭의 효과는 최소화 되며, 이 경우 3db의 이득을 얻는다. 그러나 어느 주파수 대역 아래에서는 6db 이 되는데 이것은 간섭의 효과가 아니고 앰프에서 더 많은 출력을 제공했기 때문이다.

http://board.wassada.com/iboard.asp?code=hifi&mode=view&num=73293&page=3&view=t&qtype=&qtext=∂=av





많은 분들의 의견 기다리겠습니다.

추천스크랩소스보기 목록
정동헌 2009-11-27 18:18:34
답글

제 경험을 말씀드리자면... <br />
<br />
취미로 트럼펫을 하는데요...레슨샘과 음정 연습을 합니다. <br />
<br />
관악기는 호흡과 입술로 음정을 잡아야하기 때문에 정확한 음정 잡는게 어려운데요... <br />
<br />
예를 들어 샘이 라(440hz)를 붑니다. <br />
<br />
옆에서 제가 같이 따라서 붑니다....제 음정은 정확한 '라'보다 미묘하게 높거나 낮죠...이를테면 444hz-436h

구현준 2009-11-27 18:24:24
답글

정동현님// 간섭이라는게 주파수일치 뿐만 아니라 위상차도 중요하기 때문에....<br />
아마도 상기 현상은 간섭보다는 공명이 맞다고 봅니다. 그러나 공명도 오디오에서 빠질수 없는 중요한 요소이고 스피커 인클로져나 콘서트홀 설계시 중요시 되는 것으로 압니다. 좋은 의견 감사드립니다.

정동헌 2009-11-27 18:27:08
답글

아 공명이군요....감사합니다. 무식이 죄죠^^;

이승태 2009-11-27 18:48:51
답글

구현준님 /<br />
<br />
구현준님께서 정리하신 의견은 파동의 중첩에 의한 보강과 상쇄간섭을 설명하는 것이기는 합니다만 제가 생각하는 차이점이 있습니다.<br />
<br />
----------------------------------------------------------------<br />
더블 우퍼는 우퍼간의 간섭을 최대한 활용한 것이다. <br />
두개의 우퍼로는 청취자의 위치에서 6db의 이득을 가져올 수

이종남 2009-11-27 18:49:22
답글

퇴근을 해야 하므로 하나만 사족을 달자면.......<br />
<br />
더블우퍼의 커플링은 보강간섭으로만 설명을 하면 뭐 음량이 커지는 것은 설명이 되지만..<br />
더블우퍼가 싱글우퍼에 비해서 주파수대역 즉 최저공진주파수가 내려가는 것을 설명을 못합니다....<br />
<br />
하지만 더블우퍼가 되면 분명 최저공진주파수는 내려갑니다....

구현준 2009-11-27 18:59:25
답글

이종남님// 저도 그게 궁금합니다. 대부분 우퍼가 많은 제품이 최저 컷오프 주파수도 낮은것이죠. <br />
간섭만 가지고는 설명할 수 없고 , 인클로져의 크기에 따른 공명이나 네트워크의 설계 등 다른 여러가지 요인이 작용할 것 같습니다. 한가지 또 궁금한 것은 톨보이 중에 북쉐프와 유닛 구성이 똑같고 크기만 커다란 제품들이 꽤 많습니다...대부분 2웨이 톨보이...근데 이런 제품들도 재생 주파수 하향선이 북쉐프보다 낮더라고요. <br />

이승태 2009-11-27 19:14:47
답글

구현준 님/ <br />
<br />
추가로 말씀드리면, <br />
<br />
물론 소리든 빛이든 중첩현상에서 에너지 보존의 법칙을 어기는 일은 없습니다. <br />
<br />
다만 정리하신 내용이 <br />
<br />
소리와 빛의 중첩에 대한 내용이 합해진 것이라는 것과 <br />
그 경우 각각 얻을 수 있는 최대이득이 소리는 6dB, 빛은 3dB 일 것이라는 생각입니다.

구현준 2009-11-27 19:16:40
답글

이승태님// 정말로 몰라서 묻는 것인데...소리와 빛이 간섭에 대하여 차이점이 있는 부분이 주파수 말고 어떠한 차이점이 있는지 알려주시면 감사하겠습니다.

기일광 2009-11-27 20:05:04
답글

파장 길이의 1/4(또는 1/2...아직까지 이 부분에 대해서는 확실한 답을 못 얻고 있습니다.)내에 두개의 위상이 같은 점음원이 위치해 있을 때, 이 두개의 점음원은 Amplitude가 두배인 하나의 음원처럼 합쳐집니다.<br />
<br />
제가 실측을 해 봤지만, 한대의 우퍼에 비해 파장의 1/4내에 있는 두대의 우퍼는 어떤 위치에서든 6dB 가량 음량이 상승합니다.

이승태 2009-11-27 20:05:47
답글

구현준님 /<br />
<br />
제가 물리나 음향을 전공한 것이 아니라서 사실 드릴 말씀이 별로 없습니다.<br />
<br />
빛의 간섭에 대하여 겨우 알고 있는 것은, <br />
위에서 말씀드린 영의 실험과 <br />
빛의 간섭을 이용한 대표적인 응용분야가 꿈의 빛이라는 레이저라는 것이고요.<br />
<br />
소리의 간섭은 전자의 교류회로 해석으로부터 도움을 받았다는 것 정도네요.<br />
소리나 교류나 결국

주진호 2009-11-27 22:26:12
답글

구현준님/ <br />
<br />
6dB의 효과는 "동일한 2개 파동의 동일방향 중첩"의 효과이고요, <br />
(동일한 2개의 파동이 동일방향으로 중첩되면 보강/소멸간섭이 생기진 않겠지요.)<br />
<br />
3dB의 효과는 "보강간섭"의 효과입니다. <br />
<br />
두 개념의 차이가 바로 이해하는 핵심인거 같습니다.(제가 물리는 대학 교양물리가 다라....이렇게 설명해 보았습니다.) <br />
<br />

구현준 2009-11-28 00:29:59
답글

이승태님// 좋은 의견 감사합니다만. 교류는 파동이 아닌것 이라고 봅니다. 파동은 벡터량인데 교류의 전압이나 전력은 스칼라 양이죠. 일례로 파동의 주요 성질이 회절과 간섭인데 교류에서 그런 현상이 일어나지 않은것 같네요.<br />
주진호님// 빛과 소리의 차이는 없고 파동의 진행방향과 관계있는 것인가 봅니다. 동일방향으로 진행하는 파동일 때만 6db의 효과가 있다라는 것인데 제가 지금 술을 퍼마신 관계로 내일아침에 생각해 보겠습니다 죄송합니

이종남 2009-11-28 00:33:13
답글

구현준님//<br />
<br />
우퍼의 최저공진주파수를 내리는 팩터는 여러가지 있습니다.. 대충 우퍼무브먼트의 질량계를 가볍게 한다던지 컴프라이언스값을 올린다든지 하는 것도 있고 또 중요한 것은 인크로져의 용적을 늘려서 공기압변화를 시키는 유효면적을 늘리는 방법입니다... 이런 대표적인 스피커가 액시옴80이죠 10인치 풀레인지지만 상당히 큰 저역반사형 인크로져 에 수납하고 유닛의 댐퍼와 엣지를 아주 얇은 베이클라이트로 만들어서 컴프라이언

최철웅 2009-11-28 05:51:04
답글

이번의 3/6dB 논쟁과 지난번 대구경 우퍼의 효율/구동력 논쟁에서 공통적인 부분을 느끼고 있는데, 이종남님이 앰프와 스피커의 상관관계에 대해서 상당히 잘못 이해하고 있다는 것입니다. 물론 전기적 임피던스도 제대로 이해하지 못하시지만 그건 나중에 다시 얘기하도록 하고요. <br />
<br />
대구경 우퍼이야기때 말씀드렸듯이 스피커에서 소리가 안난다고 해서 앰프가 출력을 보내주지 않는다고 착각하시면 안됩니다. 이종남님은 무조건 스피커의 (

이종남 2009-11-28 07:52:53
답글

최철웅님// <br />
<br />
제가 보기에는 저 유닛의 최저공진점은 70Hz로 보입니다.. <br />
그 이하에서는 앰프가 출력은 물론 주지만 그것이 공기압의 변화로 일관성있게 만들어지지도 않습니다.. <br />
스피커는 의미 없는 피스톤 운동만 하는 것이죠.... <br />
물론 콘지가 움직이니까.어느정도 소리야 나겠지만 그래프에서도 보다시피 저역감쇄곡선이 70Hz 이하 에서부터는 많이 흔들리는 것을 볼수 있습니다. 즉

이종남 2009-11-28 08:42:00
답글

최철웅님// <br />
<br />
제가 가끔은 최철웅님 뿐만 아니라 다른 분한테도 지적을 하지만 <br />
<br />
"이종남님이 앰프와 스피커의 상관관계에 대해서 상당히 잘못 이해하고 있다는 것입니다. 물론 전기적 임피던스도 제대로 이해하지 못하시지만 그건 나중에 다시 얘기하도록 하고요. " <br />
<br />
이런 말은 안 썼으면 합니다.. 위의 최철웅님이 쓰신 글은 저도 다 알고 있는 내용입니다. 별로 학문적으로 최

이승태 2009-11-28 09:34:15
답글

구현준님 /<br />
<br />
말씀하신 것처럼 제가 용어를 잘못사용했군요. 벡터도 아니고 더구나 전기는 공간이 아닌 전선안에 갖혀있는데 파동이라고 할 수는 없습니다....^^

유승엽 2009-11-28 11:22:31
답글

이종남님// <br />
<br />
인클로저 크기나 구조가 같고, 같은 종류의 유닛으로 유닛 갯수만 달리 했는데 최저공진주파수가 내려간 스피커를 본적이 있으신가요? 있으시다면 어떤 모델인지 좀 알려주세요 <br />
<br />

유승엽 2009-11-28 11:38:03
답글

사운드포럼에선 "5인치 2발은 6.5인치 1발에 비해 저음재생 하한점에서 불리하다. 이것은 5인치가 4발이 되어도 마찬가지다." 라고 설명하고 있군요. 물론 같은 인클로저일 경우를 전제로 한 얘기겠죠.<br />
<br />
http://www.soundforum.co.kr/shop/goods/goods_view.php?goodsno=186785848&category=010001<br />
4번째 단락입니다. (더블우퍼 관련 손일철님 글과

최철웅 2009-11-28 12:26:05
답글

유승엽님, 질문하신 부분에서는 현재 양측의 이견이 없는 것으로 알고 있습니다. 사운드포럼 사장님이 잘못 알고 계신듯 합니다.

최철웅 2009-11-28 12:38:28
답글

이종남님, 이제 서로 한두수 앞정도는 내다보는 단계에 도달한 것 같군요. ^^ 이미 알고 있는 얘기다, 별로 중요하지 않아서 일부러 단순화시켜 생략했다.. 고 말씀하시리라 예상했습니다. 정말로 무시할 만한지 아래 링크한 페이지를 한번 보시죠. PSB 이매진T 저음반사형 스피커를 포트 구멍을 열고 막은 상태에서 각각 재었으므로 밀폐형의 특성까지 참고할수 있습니다. <br />
<br />
http://stereophile.com/floorlo

이종남 2009-11-28 12:54:28
답글

최철웅님//<br />
<br />
이정도 어투로 서로간에 대화를 한다면.. 무슨 문제가 있을까요.. <br />
<br />
요즘 스테레오파일의 링크를 누르면 스테레오파일의 홈페이지로 이동을 해서 찾느라고 고생을 했습니다.<br />
<br />
다는 그렇지 않지만 임피던스 변곡점에서는 약간의 피크는 흔히 보이는 현상입니다.<br />
<br />
그리고 한가지 중요한 것은 SPL/IMP 그래프는 앰프의 출력을 정해놓고 측정하

최철웅 2009-11-28 12:55:23
답글

죄송합니다. 링크 잘못했습니다. <br />
<br />
http://stereophile.com/floorloudspeakers/psb_imagine_t_loudspeaker/index5.html<br />

최철웅 2009-11-28 13:01:00
답글

앰프의 출력이 고정되어 있다고 얘기하지 않았습니다. 당연히 전압을 고정해서 측정했을 것이고, 피크에서 임피던스가 몇배 커졌으므로 앰프가 부담하는 출력이 엄청 줄었을 텐데, 그리고 의미없는 구간으로 볼수 없는데 왜 SPL은 그대로인가 하는 질문입니다.<br />
질문에 대한 답변은 한가지도 안해주셨네요.. 이번에도 기대못하는 것인가요?<br />

유승엽 2009-11-28 13:01:07
답글

긴 토론을 보면서 주파수별 파장의 길이가 달라서 주파수 대역별로 음량이득의 정도나 구간도 다를 수 있다는건 조금 이해를 하겠는데, 이종남님이 위에서 더블우퍼 채용 스피커를 예로 최저공진주파수 언급하신 부분은 인클로저차이로 생긴 최저공진주파수 변화를 더블우퍼 채용의 효과로 잘못 알고 있으신듯 해서 질문 드려봤어요. <br />
<br />
그리고 이종남님은 스피커는 파동의 시작점을 완벽히 일치시킬수 없음에도 완벽히 일치된 경우라는 잘못된 전제

김용관 2009-11-28 13:16:54
답글

파동의 시작점을 100% 정확하게 일치 시킬 수는 있긴 합니다만.. <br />
<br />
두 개의 우퍼를 아주아주 아주 아주 아 주 아 주..... 미세한 오차도 없이 1렬로 놓고.. 아주아주 아주 아주 아 주 아 주..... 정밀한 딜레이를 줘서 플레이하면 되긴 할듯요.. <br />
<br />
인간의 능력으로 가능할지는 모르겠지만서도요.. <br />
0.000000000000000000000000000000000000

이종남 2009-11-28 13:22:38
답글

최철웅님// <br />
<br />
솔직히 무슨 말인지 잘 파악이 안됩니다.. 제가 보기에는 임피던스 곡선의 특징과 SPL의 상관관계는 비슷하게 맞는 것 같은데요.. <br />
<br />
1번 질문의 의도를 잘 모르겠지만.. 포트형에서 포트공진의 임피던스점은 60Hz입니다. 역시 SPL도 잘 나타나고요.. 여기에 반응하는 우퍼의 SPL도 역시 딥으로 표시가 되고 포트공진점 아래의 변곡점인 40Hz에서 원 그래프의 모양을 찾습니다..

이종남 2009-11-28 13:39:41
답글

그러니까 밀폐형에서 공진점으로 생각되는 임피던스 변곡점이 65Hz정도인데 여기는 제가 보기에는 -3dB점과 비슷하게 떨어지네요.. 이하의 소리는 별로 감쇄되 되지 않는데 즉 -6dB점이 45Hz이고 이 포인트는 공진점 아래인데... 의미를 두기않는 것은.... 힘들지 않냐는 질문이신가요???<br />
<br />
이렇게 디테일하게 들어가면 좀 저도 의견이 좀 디테일하게 바뀔수 밖에 없는데. 이런 경우 참 어렵네요.. 뭐라 해야 하는지요

이종남 2009-11-28 13:52:39
답글

2번은 간단합니다.. <br />
<br />
임피던스가 몇배로 커졌다고 SPL이 떨어지나요?? 어차피 전압은 동일하게 걸리는 것이고 전압만 동일하면 SPL은 변화가 별로 없어야지요.. <br />
<br />
3번은 위의 밀폐형 답과 비슷합니다. 다만 공진점 아래이기 때문에 공진점 위보다는 효과적인 제어가 힘이 듭니다. 그래서 일반적으로 포트형에 비해서 밀폐형에서 저역콘트롤이 힘이 듭니다... <br />
<br />
3가지 답이

유승엽 2009-11-28 14:12:40
답글

근데 이종남님은 스피커의 효율 변화가 고정된 볼륨의 엠프 출력에 영향을 미쳐야만 하는 절박한 사연이라도 있으세요?

최철웅 2009-11-28 14:55:20
답글

1번 질문과 관련해서 이 부분을 지적해 드리면 이해가 빠르실지도 모르겠습니다. <br />
<br />
이종남: <br />
"스피커가 소리를 낼수 있어야지만 앰프는 출력을 줍니다.. 만약 스피커가 소리를 낼 능력도 없는 주파수대라면 유닛의 전기적 임피던스는 쭉 올라가고 프리에서 이 주파수대 신호를 아무리 보내도 파워앰프는 출력을 맘대로 줄수가 없습니다. 왜냐하면 출력과 임피던스는 반비례의 관계이거든요.. " <br />
<br />

이종남 2009-11-28 15:20:48
답글

저도 하나씩 문단을 나누어서 대화를 하죠.. 그리고 죄송하지만 30분간만 시간이 있습니다. 저도 주말을 즐겨야 하지 않을까요..<br />
<br />
<br />
-스피커가 소리를 낼 능력이 없는 주파수 대역 이하로 갈수록 전기적 임피던스가 오히려 더 떨어져서 파워앰프의 출력은 잡아먹되 소리는 나지 않는 경우가 생깁니다. 이 구간에서 스피커의 SPL과 임피던스는 반비례가 아니라 같이 떨어지게 됩니다. <br />
<br />
맞습니다

이종남 2009-11-28 15:28:21
답글

그리고 저도 하나 점수를 매기죠. 그래야 공평한 것 아닙니까??<br />
<br />
제가 영점을 받았으면 문제를 내는 사람도 채점하는 사람도 영점을 받아야 합니다. 그런 거 하지 말라고 바로 위에서 이야기 했는데 왜그러시는 지 모르겠습니다.....<br />
<br />
서로간에 얼마나 알고 얼마나 정확히 이야기 하고 있냐는 대충 보면 압니다..... 그런데 자꾸.. 감정을 곤두서게 하는 것이 보이니까요..

이종남 2009-11-28 15:45:56
답글

저도 정말 쉽게 쓸려고 노력한 글입니다. 하지만 조금은 이렇게 보면 이게 맞는 것 같고 저렇게 보면 저럴수 있는 소지는 충분히 있으니까 감안을 하시고 읽어보세요.. 이해도는 상관 없습니다. 대충 써도 최철웅님 정도면 충분히 이해는 될 껍니다.... 만약 모르시다면 그건 최철웅님 책임입니다. 그리고 이정도 디테일한 의문은 이메일로 부탁합니다.... <br />
<br />
전 그만 주말을 즐기러 나갑니다....

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