지미킴의 스피커 - 전기적 특성

안녕하세요, 지미킴의 스피커입니다.

오늘은 스피커의 전기적 특성에 대해 소개하려고 합니다. 그럼 지금부터 시작하겠습니다.

스피커 전기적 운영 시스템

다이내믹 스피커 시스템

전기적 특성

드라이버가 증폭기에 주는 부하는 복잡한 전기 임피던스로 구성되어 있다. 이는 저항과 용량성 리액턴스 및 유도성 리액턴스 양쪽의 조합으로 드라이버의 특성, 기계적 동작, 크로스오버 컴포넌트의 효과(앰프와 드라이버 사이의 신호 경로에 있는 경우) 및 공기의 영향을 조합한 것이다.

 

인클로저와 그 환경에 의해 변경된 드라이버의 로드 대부분의 증폭기 출력사양은 이상적인 저항부하에 대해 특정 전력으로 제공되고 있지만 스피커는 그 주파수 범위에 걸쳐 일정한 임피던스를 가지고 있지 않습니다. 대신 음성 코일은 유도성이며 드라이버는 기계적 공명을 가지며 인클로저는 드라이버의 전기적 및 기계적 특성을 변화시키며 드라이버와 앰프 사이의 수동 크로스오버는 그 자체의 변화에 이바지한다.

 

그 결과 주파수에 따라 부하임피던스가 크게 변화하고 통상은 전압과 전류의 위상관계도 변화하며 주파수에 따라서도 변화한다. 증폭기 중에는 다른 증폭기보다 변화에 잘 대처할 수 있는 것도 있다.

 

스피커는 스피커 코일로 흐르는 변조 전류(앰프로 발생)에 의해 구동되며(인덕턴스에서 발생) 코일 주위에 재계가 발생해 재계가 발생한다. 이처럼 스피커를 통과하는 전류 변동은 변화 자기장으로 변환되어 드라이버의 자기장과의 상호작용으로 스피커 진동판이 움직여져 드라이버는 앰프로부터의 원래의 신호와 같은 공기 운동을 일으키게 된다.

 

기계적 측정

전형적인 측정 예는 진폭과 위상특성 대 주파수, 하나 이상의 조건에서의 임펄스 응답(방형파, 정현파 버스트 등), 지향성 대 주파수(수평, 수직, 구면 등)이다. 복수의 테스트 신호 중 하나를 사용한 고 줄뿌림 및 상호변조 왜곡 대 음압 레벨(SPL) 출력, 다양한 주파수에서의 축적 에너지(링깅), 임피던스 대 주파수, 수신호 대 대사로 성능을 측정한다. 이들 측정값의 대부분은 실행하기 위해 세련된 고가의 기기가 필요하여서 오퍼레이터가 적절히 판단할 필요가 있지만, 실제 음압레벨의 출력은 보고가 쉽고 대부분은 유일한 지정 값이기 때문에 오해를 살 정도로 정확한 용어이다. 스피커가 생성하는 음압레벨(SPL)은 데시벨(dBspl)로 측정됩니다.

 

효율성과 감도

스피커효율은 음성출력을 전력입력으로 나눈 것으로 정의된다. 대부분 스피커는 효율성이 떨어지는 변환기로 앰프에서 일반적인 가정용 스피커로 보내지는 전기에너지의 약 1%만이 음향에너지로 변환된다. 나머지는 열로 변환되어 대부분 음성  코일과 자석 어셈블리에서 사용된다.

 

주 된 이유는 드라이브 유닛의 음향 임피던스와 드라이브 유닛이 방사하는 공기와의 사이에 적절한 임피던스 매칭을 실현하는 것이 어려운 것입니다. (저주파에서는, 이 매칭을 개선하는 것이 스피커 인클로저의 주된 목적입니다.). 스피커 드라이버의 효율은 주파수에 따라서도 다릅니다. 예를 들어 공기와 운전자와의 정합성이 나빠짐에 따라 우파운전자의 출력은 입력주파수가 저하된다.

 

특정 입력에 대한  SPL에 기초한 드라이버의 평가는 감도평가로 불리며 개념적으로는 효율과 비슷합니다. 감도는 통상적으로 1W의 전기입력으로  1미터 (헤드폰 제외)로 측정되며 많은 경우 단일 주파수로 측정된다. 대부분은 사용되는 전압은 2.83V RMS로, 이는 8 (공칭)  스피커 임피던스에 대해서  1와트입니다. (많은 스피커 시스템에 거의 적용됩니다.). 이 기준으로 측정한 측정치는 1m에서 2.83V의 dB로 인용된다.

 

음압출력은 스피커에서  1m 떨어진 축 위(또는 바로 정면)에서 스피커가 무한히 넓은 공간에 방사되고 무한 머플에 장착된 상태로 측정된다. 분명히 감도는 테스트 대상 드라이버의 지향성이나 실제의 스피커 전의 음향 환경에도 의존하기 때문에, 효율과는 정확하게 상관하지 않는다. 예를 들어 흥돋움이의 혼은 흥돋움이의 음파를 한 방향으로 집중시킴으로써 지시된 방향으로 더 많은 소리를 낼 수 있기 때문에 이들을 합초 시킬 수 있다. 또한 이 혼은 음성과 공기의 임피던스 매칭을 개선하여 소정의 스피커 출력에 대해 더 많은 음향 출력을 생성한다. 때에 따라서는 (신중한 인클로저 설계에 의한)  임피던스 매칭의 개선으로 스피커의 음향 출력이 향상될 수 있다.