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--- 음향:speaker:directivity [2023/11/19] – [유닛 사이즈와 주파수에 따른 지향각 특성] 정승환
+++ 음향:speaker:directivity [2025/04/04] (현재) – 정승환
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 일반적으로 스피커는 인클로저의 설계, 우퍼의 재질 및 크기, 트위터의 재질 및 크기, 크로스오버 설계 등에 따라 주파수 별로 각기 다른 지향각을 가진다.
-스테레오나 Dolby 서라운드, Dolby Atmos의 스피커 셋업 배치 지침은 모두 이러한 스피커의 지향각 특성을 반영하여 제시된 것이다.
+스테레오나 Dolby 서라운드, Dolby Atmos의 스피커 레이아웃 배치 지침은 모두 이러한 스피커의 지향각 특성을 반영하여 제시된 것이다.
 지향각은 크게 수평 지향각과, 수직 지향각으로 나눌 수 있다.
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 =====유닛 사이즈와 주파수에 따른 지향각 특성=====
 스피커 유닛의 사이즈가 커질수록 면음원의 성질을 가지기 때문에 지향각이 좁아지고 스피커 유닛의 사이즈가 작아질수록 점음원의 성질을 가지기 때문에 지향각이 넓어진다. 하지만 주파수가 낮아질수록 파장이 길고 회절이 잘 일어나기 때문에 지향각이 넓어지고, 주파수가 높아질수록 파장이 짧고 직전성이 강해서 지향각이 좁아지는 부분 때문에 실제 측정을 해보면, 스피커의 사이즈보다는 주파수에 따른 지향각의 영향이 훨씬 크게 관측된다.
+특히 특정 주파수 이상에서는 지향각이 아예 사라지는 beaming 현상이 일어나고, 특정 주파수 이하에서는 지향각이 너무 넓어져서 무지향성의 특성을 가지는 현상이 일어난다.
+**스피커가 Beaming 하기 시작하는 주파수**
+ <m> f_beaming = {2 * c} / {pi * D} </m>
+**무지향 특성이 나타나기 시작하는 주파수**
+ <m> f_omni = {c} / {2 * D} </m>
+  * c: 소리의 속도 340m/s,
+  * D: 스피커 직경
+{{url>https://wiki.homerecz.com/util/beaming_omni.php 300px,380px noborder noscroll}}
 {{ :음향:speaker:be1f1463-f20f-4a50-b01c-ac539cb199f8.png?400 |}}\\
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 {{ :음향:speaker:20230830-160713.png }}\\
+=====일정한 지향각 특성의 중요성=====
 **좋은 스테레오 이미지를 가지기 위해서는 전 주파수 대역으로 고른 지향각을 가져서, 팬텀 이미지가 청자의 청취 위치에서 전주파수 일정하게 생성되는 것이 중요하다.** 만약 특정 주파수의 지향각만 좁거나, 특정 주파수의 지향각만 넓다면, 그 특정 주파수에서만 스테레오 이미지가 왜곡된다.
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 {{ :음향:hardware:speaker:20230307-175150.png }}
-아주 만약에, 위의 패턴과 같이 만약 1~4kHz 대역 사이의 지향각이 다소 좁은 경우에, 만약 그 지향각이 너무 좁아져서 스테레오 이미지를 생성하지 못한다면, 음성 명료도는 스테레오 팬텀 이미지를 생성 못할 가능성이 있고, 그렇게 된 스피커는 보컬이 크게 안들릴 수도 있다. 따라서 모니터 스피커 설계 시 크로스오버 설계에 의한 위상의 차이뿐만 아니라 이러한 차이도 고려 되어야 한다. FIR 크로스오버 설계를 하게 된다면, 크로스오버구간의 위상 왜곡이 없으므로, 크기가 작은 트위터 유닛이 1~4kHz 대역을 담당하도록 크로스오버 주파수를 많이 내릴 수 있고, 이때는 1~4kHz 대역 지향각이 넓어지기 때문에 좀더 이 부분에 유리한 장점이 생길 수 있다. 이런 경우 웨이브가이드의 설계가 중요해진다.
+아주 만약에, 위의 패턴과 같이 만약 1~4kHz 대역 사이의 지향각이 다소 좁은 경우에, 만약 그 지향각이 너무 좁아져서 스테레오 이미지를 생성하지 못한다면, 음성 명료도는 스테레오 팬텀 이미지를 생성 못할 가능성이 있고, 그렇게 된 스피커는 보컬이 크게 안들릴 수도 있다. 따라서 모니터 스피커 설계 시 크로스오버 설계에 의한 위상의 차이뿐만 아니라 이러한 차이도 고려 되어야 한다. FIR 크로스오버 설계를 하게 된다면, 크로스오버구간의 위상 왜곡이 없으므로, 크기가 작은 트위터 유닛이 1~4kHz 대역을 담당하도록 크로스오버 주파수를 많이 내릴 수 있고, 이때는 1~4kHz 대역 지향각이 넓어지기 때문에 좀더 이 부분에 유리한 장점이 생길 수 있다. 이런 경우 웨이브가이드의 설계가 더더욱 중요해진다.
 따라서, 위와 같은 경우에는 크로스오버주파수를 내려서 우퍼의 지향각과 트위터의 지향각을 일정하게 가다듬고, 추가로 트위터 유닛에 웨이브가이드를 적용하여 좀더 일정한 지향각이 되도록 조정하면 더 좋은 지향각을 얻을 수 있으리라 예상된다.
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 위와 같은 방식의 지향성 구현 방식은 서브우퍼의 경우에도 똑같이 구현할 수 있다. 주로 무대에 소리가 방사되면 안되는 PA용 서브우퍼에서 구현한다.
-**Dutch&Dutch 8C, Active Cardioid Speaker**\\
+<WRAP centeralign box>{{ :음향:speaker:20231118-032116.png |}}\\
-{{ :음향:speaker:20231118-032116.png?300 }}\\
+Dutch&Dutch 8C, Active Cardioid Speaker</WRAP>
 {{ :음향:speaker:20231118-032049.png?300 }}\\
-**Kii Seven**\\
+<WRAP centeralign box>{{ :음향:speaker:20231118-095715.png |}}\\
-{{:음향:speaker:20231118-095715.png}}\\
+Kii Seven</WRAP>
 ====트위터의 지향각====
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 {{:음향:speaker:20230612-165855.png}}
-위의 Bi-amping 스펙을 보면 Tweeter 에 50W, Woofer 에 50W 를 사용하는데, 우퍼의 크기와 트위터의 크기를 비교해 봤을 때, 유닛의 사이즈에 비해 트위터에 상당히 높은 출력을 매칭 했음을 알 수 있다.
+위의 Bi-amping 스펙을 보면 Tweeter 에 50W, Woofer 에 50W 를 사용하는데, 우퍼의 크기와 트위터의 크기를 비교해 봤을 때, 유닛의 사이즈에 비해 트위터에 상당히 높은 출력을 매칭 했음을 알 수 있다. 이렇게 매칭하는 이유는 트위터의 사이즈를 줄여서 지향각을 넓히게 되면, 작아진 트위터의 사이즈만큼 음량도 줄어들기 때문에 앰프 출력을 높혀서 음량을 다시 적절하게 키웠기 때문이다.
 ===Bi-amping 을 통한 음량 보상===
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 =====지향각과 팬텀 이미지=====
-스테레오 스피커 셋업에서는 좌, 우 스피커의 수평 지향각에 의해 지향각이 겹치는 구간에서 스테레오 이미지가 생성되고, 서라운드 스피커 셋업에서는 각각 위성 스피커의 수평 지향각에 의해 지향각이 겹치는 구간에서에서 서라운드 이미지가 생성된다. Dolby Atmos의 등장으로 Atmos 이미지 생성을 위해서는 스피커의 수직 지향각도 매우 중요하게 작용할 것으로 생각된다.
+스테레오 스피커 레이아웃에서는 좌, 우 스피커의 수평 지향각에 의해 지향각이 겹치는 구간에서 스테레오 이미지가 생성되고, 서라운드 스피커 레이아웃에서는 각각 위성 스피커의 수평 지향각에 의해 지향각이 겹치는 구간에서에서 서라운드 이미지가 생성된다. Dolby Atmos의 등장으로 입체음향 팬텀 이미지 생성을 위해서는 스피커의 수직 지향각도 매우 중요하게 작용할 것으로 생각된다.
 =====지향각과 룸 모드=====
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 =====스테레오 이미지=====
-{{page>acoustics:phantom_image&noheader}}
+{{page>acoustics:sound_field:phantom_image&noheader}}
+======Reference======
+https://en.wikipedia.org/wiki/Directivity
+{{tag>스피커 지향성}}

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