이런 논쟁이 잘 벌어집니다...
정격입력 100W짜리 스피커가 있습니다.. 그리고 그것을 울려줄 앰프는 50W짜리, 200W짜리 둘 중 하나를 골라야 합니다.... 어떤 것이 더 좋을까요??? 하는 질문이 올라왔습니다..
1. 50W를 골라야 한다.. 왜냐하면.. 앰프가 스피커의 한계인 100W보다 초과해서 나가면. 스피커가 망가지지만 앰프 자체가 50W 밖에 출력을 못하므로 더 안전하다..
2. 아니다.. 200W가 더 안전하다... 앰프출력은 항상 스피커의 입력수치보다 최소한 같거나 큰 것이 더 안전하다...
아주 고루한 논쟁거리입니다.....
제가 생각하는 정답은 돈만 있다면.. 2번입니다.. 거의 신경 쓸 일이 없거든요... 1번을 선택해도 됩니다.. 하지만 조금은 긴장을 해야 합니다...
그럼 1번을 지지하는 사람들의 의견에 정면으로 배치가 됩니다... 출력이 작으니까 더 안전한 것이 아니냐???
그 이론적인 배경을 한번 살펴보지요....
모든 소리를 내는 기기나 악기들은 다 배음이라는 것이 있습니다... 즉 1Khz만 소리를 낸다고.. 딱 1Khz만 소리가 나는 것이 아닙니다.. 주로 1Khz의 소리가 나지만.. 그의 배수 주파수 즉 2,3,4,5,6,...........배수의 소리가 무한으로 진행을 하면서 같이 소리를 내지요. 물론 그 배합은 기기마다 혹은 악기마다 다릅니다...
그래서 바이올린의 소리와 피아노의 소리가 같은 음계를 연주한다고 해도 음색이 다른 것이 이 배음의 분포가 다르기 때문이지요.. 기음은 같지만요..
하지만 앰프는 악기처럼 이러면 안됩니다.. 즉 A라는 앰프는 바이올린을 바이올린으로 표현을 하는데. B라는 앰프는 바이올린을 피아노소리로 내면 안되겠지요.. 그래서 앰프는 이런 배음성분이 적을수록 좋습니다.. 하지만 아주 없앨 수는 없습니다.. 앰프도 분명 소리를 만들어내는 기기이기 때문이지요..
그것을 THD (Total harmonic distortion) 이라고 하고. 그것을 계측을 합니다..
그림은 1Khz의 신호를 앰프에 입력했을 때.. 출력되는 주파수 분포를 본 것입니다..
분명 1Khz만 집어넣었는데.. 보니까.. 2, 3, 5Khz의 신호도 보이지요??? 이런 식으로 앰프 역시 하모닉스를 출력을 합니다.. 하지만 이렇게 그 양이 극히 적어야 합니다..
그래야 바이올린음반을 바이올린으로 재생할 수 있으니까요...
그럼 앰프는 항상 이런 식을 배음을 아주 조금만 출력을 하느냐??
그렇지는 않습니다...
그림은 앰프가 출력하는 하모닉스의 총양을 출력을 올려가면서 측정을 했습니다...
400W가 넘어가니까... 갑자기 하모닉스가 거의 수직으로 상승을 합니다..
그럼 이 앰프는 출력한계가 400W짜리 앰프가 되는 것이지요.... 더이상 출력을 하면.. 하모닉스가 엄청나게 증가를 해서.. 소리의 왜곡도가 아주 심해집니다..
그럼 소리의 왜곡만 생기느냐??? 그럼 좋겠지요....
그림은 하나의 기음에 대한 하모닉스가 증가되면 어떤 식으로 분포가 되는지 보여주는 것입니다.. 주파수가 올라갈 수록 더 빽빽하게 들어차지요?? 이것이 자연계의 주파수배열은 리니어배열이 아니라.. 로그배열이라 그렇습니다. 주파수가 올라갈 수록 같은 범위에 주파수는 점점 빽빽하게 들어차게 되는 것이지요...(옥타브당 2배씩)
그럼 각 구간의 에너지 합계는 화살표처럼 증가가 됩니다.
이것은 기음 하나만의 에너지 분포입니다.. 다 아다시피 음악은 엄청나게 많은 소리가 합쳐져서 만들어내는 현상이지요. 그 많은 기음들의 배음이 다 합쳐진다면 오른쪽 화살표는 엄청나게 증가를 합니다... 즉 하모닉스가 증가하면 고역으로 갈 수록 에너지가 축적이 된다는 것이지요..
앰프가 클리핑을 하게 되면 하모닉스가 수직으로 상승을 하게 되고 그럼 고역에 에너지가 집중이 되어서 스피커 트위터의 보이스코일은 과전류로 타게 되겠지요..
다시 처음의 1번과 2번의 선택으로 돌아가겠습니다...
앰프의 출력전력은 앰프 혼자 결정하는 것이 아닙니다.. 앰프가 결정하는 것은 출력전압만 결정을 합니다.. 그럼 출력전력은 어떻게 결정이 되느냐...
출력전력은 스피커부하에 따라 결정이 됩니다. 즉 앰프가 출력전압을 결정하면.. 스피커는 그에 맞는 전기적인 약속으로 출력전력을 앰프한데 요구를 하는 것이지요.. 그런데.. 스피커는 100W를 달라고 하는데... 앰프가 50W밖에 줄 수 없는 능력이라면.. 클리핑을 하게 됩니다. 그 뒤의 상황은 이미 설명을 했습니다...
우리가 보통 스피커의 정격입력이라고 표시가 된 것은 스피커가 앰프한테 요구할 수 있는 전력의 RMS 값입니다.. RMS 값이기 때문에. 순간적으로.. 요구하는 피크값은 더 클 수 있습니다...
그럼 앰프는.. 비록 출력전력을 결정할 수는 없지만 출력전압은 결정할 수 있으니까.. 되도록.. 작은 전압 즉 작은 음량만 내도록 하면 되지 않느냐?? 하는 의문이 생기겠지요...
맞습니다.. 하지만.. 항상 작게 들을 수도 없는 것이고 게다가 비교적 작은 볼륨값에서도.. 스피커는 상황에 따라 아주 황당한 높은 출력전력을 요구할 수도 있습니다.... 가령.. 초저역까지 표현을 충분히 할 수 있는 대구경우퍼가.. 엄청난 저역신호가 걸리는 음악신호를 받았을 경우.. 특히.. 대편성의 총주 부분이나... 좀 흔하지는 않지만... 대포소리 같은...
그럼 그 비싼.. 스피커는 순간적으로 안전을 보장 받지 못할 수가 있습니다...
흔한 현상은 아니지만... 그렇다고 아주 없는 현상도 아니지요...
그리고 그런 상황 한번 걸리면.. 진짜... 성질납니다........ ^^