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음향:speaker:speaker_unit:subwoofer

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음향:speaker:speaker_unit:subwoofer [2026/07/24] – 정승환음향:speaker:speaker_unit:subwoofer [2026/07/24] (현재) – [크로스오버 주파수를 낮춰야 할까 높혀야 할까] 정승환
줄 13: 줄 13:
 스피커의 저음 재생 능력은 스피커가 움직일 수 있는 **공기의 부피와 비례**하게 되므로, 스피커의 크기를 크게 만들거나, 또는 스피커가 작아도 앞뒤로 움직이는 변위(Excursion)를 크게 만들면 된다. 스피커의 저음 재생 능력은 스피커가 움직일 수 있는 **공기의 부피와 비례**하게 되므로, 스피커의 크기를 크게 만들거나, 또는 스피커가 작아도 앞뒤로 움직이는 변위(Excursion)를 크게 만들면 된다.
  
-$$f_L \propto \frac{1}{S_d X_{\max}}$$+$$V_d = {S_d} \times {X_{max}}$$
  
-$$V_d = S_d X_{\max}$$+  * $V_d$: 공기 이동 체적 
 +  * $S_d$: 진동판 유효 면적 
 +  * $X_{max}$: 익스커션, 변위
  
-$$f_L \propto \frac{1}{V_d}$$ 
- 
-  * $S_d$: 진동팜 유효 면적 
-  * $f_s$: 스피커 유닛 공진 주파수(저역 하한대) 
-  * $X_{\max}$: 익스커션, 변위 
-  * $V_d$: 이동 체적 
 다만 스피커의 크기를 크게 만드는 것이, 작은 스피커를 앞뒤로 크게 움직이는 것보다 훨씬 설계가 간편하다.((스피커의 앞뒤 변위량을 크게 움직이게 하려면 앰프의 출력이 훨씬 크게 증가 해야 하며, 스피커 유닛 자체의 재질 및 설계에도 많은 기술력이 들어가게 된다.)) 다만 스피커의 크기를 크게 만드는 것이, 작은 스피커를 앞뒤로 크게 움직이는 것보다 훨씬 설계가 간편하다.((스피커의 앞뒤 변위량을 크게 움직이게 하려면 앰프의 출력이 훨씬 크게 증가 해야 하며, 스피커 유닛 자체의 재질 및 설계에도 많은 기술력이 들어가게 된다.))
  
 ===== 서브우퍼와 지향성===== ===== 서브우퍼와 지향성=====
  
-<WRAP important>서브우퍼는 무지향성을 가지는 것이 매우 중요하다.+<WRAP important>서브우퍼는 크로스오버 대역 및 그 이하 대역에서 방향성이 인지되지 않는 것이 중요하다.
 </WRAP> </WRAP>
 ====주파수와 지향성==== ====주파수와 지향성====
줄 37: 줄 33:
 ====서브우퍼 유닛 사이즈와 지향성==== ====서브우퍼 유닛 사이즈와 지향성====
  
-유닛의 크기가 커질수록 음원은 면음원의 성질이 강하게 나타나고, 면음원은 점음원에 비해 지향각이 좁아지고, 더 먼거리까지 도달한다.+유닛의 크기가 커질수록 음원은 면음원의 성질이 강하게 나타나고, 면음원은 점음원에 비해 지향각이 좁아진다.
  
 **즉, 스피커의 크기가 커질수록 지향성이 증가한다.** **즉, 스피커의 크기가 커질수록 지향성이 증가한다.**
줄 68: 줄 64:
 일반적인 상황에서는 서브우퍼를 정중앙에 배치하기 힘든 경우가 많다. 그런데 이렇게 한쪽 구석에 서브우퍼를 놓다보면 저음역대가 한쪽 방향으로 치우치는 느낌이 들어서 매우 불편한 청취감을 줄 가능성이 높아진다. 서라운드 오디오 시스템의 LFE 기본 로우패스 주파수인 120Hz에서는 그럴 가능성이 상당히 높다. 따라서, Bass Management를 통해서 서브우퍼의 크로스오버 주파수를 120Hz 보다 낮춤으로 서브우퍼의 소리가 느껴지는 방향성을 줄일 수 있다. 일반적인 상황에서는 서브우퍼를 정중앙에 배치하기 힘든 경우가 많다. 그런데 이렇게 한쪽 구석에 서브우퍼를 놓다보면 저음역대가 한쪽 방향으로 치우치는 느낌이 들어서 매우 불편한 청취감을 줄 가능성이 높아진다. 서라운드 오디오 시스템의 LFE 기본 로우패스 주파수인 120Hz에서는 그럴 가능성이 상당히 높다. 따라서, Bass Management를 통해서 서브우퍼의 크로스오버 주파수를 120Hz 보다 낮춤으로 서브우퍼의 소리가 느껴지는 방향성을 줄일 수 있다.
  
-서브우퍼의 크로스오버를 어떤 주파수로 설정했는데, 만약 서브우퍼의 방향성이 느껴지게 된다면, 서브우퍼가 재생하는 저음 중에서 높은 주파수들이 지향성을 가진 것이다. 이 때는 크로스오버 주파수를 더 낮추어서 해당 지향성을 가진 주파수들을 제외 시킴으로써 서브우퍼가 무지향성을 가진 낮은 주파수들만 재생하게 만들어야 한다.((소리는 저주파수로 갈수록 무지향성이 증가하고, 고주파수로 갈 수록 지향성이 증가하기 때문))+서브우퍼의 크로스오버를 어떤 주파수로 설정했는데, 만약 서브우퍼의 위치가 인지된다면 크로스오버 주파수가 너무 높거나, 방의 영향으로 인해 방향성이 느껴질 가능성이 있다. 
 + 
 +이 때는 크로스오버 주파수를 더 낮추어서 해당 지향성을 가진 주파수들을 제외 시킴으로써 서브우퍼가 무지향성을 가진 낮은 주파수들만 재생하게 만들어야 한다.((소리는 저주파수로 갈수록 무지향성이 증가하고, 고주파수로 갈 수록 지향성이 증가하기 때문))
  
 예를 들면, 서브우퍼와 메인 스피커간의 크로스오버 주파수를 120Hz로 설정했는데, 저음이 한쪽으로 치우치게 느껴진다면, 100Hz로 낮춰보고 그래도 계속 느껴진다면 80Hz로 낮추면 된다. 예를 들면, 서브우퍼와 메인 스피커간의 크로스오버 주파수를 120Hz로 설정했는데, 저음이 한쪽으로 치우치게 느껴진다면, 100Hz로 낮춰보고 그래도 계속 느껴진다면 80Hz로 낮추면 된다.
줄 76: 줄 74:
 ===크로스오버 주파수를 낮춰야 할까 높혀야 할까===  ===크로스오버 주파수를 낮춰야 할까 높혀야 할까=== 
  
-일반적인 저음 재생은 스피커 유닛이 클수록 좋은 것은 사실이다. 하지만 스피커 유닛이 커질수록 지향성이 증가하고, 주파수가 높아질수록 지향성이 증가하기 때문에, 필연적으로 서브우퍼와 메인 스피커간의 크로스오버 주파수를 낮추어서, 서브우퍼가 지향성을 가진 주파수를 제외하고 재생하도록 만들어야 한다. +일반적인 저음 재생은 스피커 유닛이 클수록 좋은 것은 사실이다. 하지만 스피커 유닛이 커질수록 지향성이 증가하고, 주파수가 높아질수록 지향성이 증가하기 때문에, 방향성이 문제가 되지 않을 정도까지 크로스오버 주파수를 낮추어 서브우퍼가 지향성이 강한 주파수를 담당하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
  
-하지만, 크로스오버를 낮춤으로 인해서 메인 스피커가 상대적으로 담당해야 할 저역대가 많아지게 된다. 특히 5~8인치 의 우퍼 유닛을 가진 모니터 스피커들의 경우 일반적으로 120Hz 이하의 주파수는 대부분 **베이스 리플렉스 홀**을 통해 재생되는 주파수 들이고, 베이스 리플렉스 홀을 통해 재생되는 소리들의 경우, 베이스 리플렉스 홀이 관의 **공명**을 이용하는 메카니즘이기 때문에 비선형성이 높아 소리의 트랜지언트가 부정확하고, 여음(Decay)이 많은 경향이 있다.  +하지만, 크로스오버를 낮추기만 하면 메인(또는 위성) 스피커가 상대적으로 담당해야 할 저역대가 많아지게 된다. 특히 5~8"의 우퍼 유닛을 가진 모니터 스피커들의 경우 최저역의 주파수는 **베이스 리플렉스 홀**을 통해 재생되고, 베이스 리플렉스 홀을 통해 재생되는 소리들의 경우, 그룹 딜레이가 증가하고 위상이 회전하며 여음(Decay)이 많은 경향이 있다. 
- +
-스피커를 측정해보면 바로 이 저역대에서 위상이 불분명하고, 그룹 딜레이가 많이 느려지며 여음이 많이 남음을 알 수 있다.+
  
 {{ :음향:speaker:20230420-152011.png }} {{ :음향:speaker:20230420-152011.png }}
  
-만약 이러한 메인 스피커와 서브우퍼의 크로스오버를 80Hz 로 설정하고 사용하게 된다면, 60Hz~120Hz 사이의 주파수는 여전히 메인 스피커의 베이스 리플렉스를 통해 재생되고, 이 주파수 구간은 여전히 위상이 불분명하고 트랜지언트가 불확실 하며, 여음이 많이 존재할 수 밖에 없다.+만약 이러한 메인 스피커와 서브우퍼의 크로스오버를 너무 낮춰서 설정하게 되어 저역대 주파수가 여전히 메인 스피커의 베이스 리플렉스를 통해 재생되어 버린다면, 이 주파수 구간은 여전히 위상이 불분명하고 트랜지언트가 불확실 하며, 여음이 많이 존재할 수 밖에 없다.
  
-따라서 이러한 측면에서 보면, 서브우퍼가 더 높은 저역대 까지 담당하게 하여 기본 스피커의 베이스 리플렉스 홀을 통해 재생되는 저음을 줄이고 해당 주파수를 서브우퍼가 재생하는 것이 더욱 유리하다. 메인 스피커의 베이스 리플렉스 홀에서 재생되던 주파수 구간이 서브우퍼로 옮겨지게 되면서, 비선형성이 높은 베이스 리플렉스보다 상대적으로 선형성이 높은 서브우퍼의 스피커 유닛을 통한 저음역대의 재생이 모든면에서 당연히 훨씬 유리하다.+따라서 이러한 측면에서 보면, 서브우퍼가 더 높은 저역대 까지 담당하게 하여 기본 스피커의 베이스 리플렉스 홀을 통해 재생되는 저음을 줄이고 해당 주파수를 서브우퍼가 재생하는 것이 더욱 유리하다. 메인 스피커의 베이스 리플렉스 홀에서 재생되던 주파수 구간이 서브우퍼로 옮겨지게 되면서, 비선형성이 높은 베이스 리플렉스보다 상대적으로 선형성이 높은 서브우퍼의 스피커 유닛을 통한 저음역대의 재생이 모든면에서 일반적으로 유리하다.
  
 **즉, 메인 스피커의 우퍼에 가해지는 부담을 덜어줄 수 있다.** **즉, 메인 스피커의 우퍼에 가해지는 부담을 덜어줄 수 있다.**
줄 94: 줄 90:
 따라서 서브우퍼와 기본 스피커간의 크로스오버 주파수의 설정은 무지향성 때문에 무조건 낮추는 것이 아닌, 따라서 서브우퍼와 기본 스피커간의 크로스오버 주파수의 설정은 무지향성 때문에 무조건 낮추는 것이 아닌,
  
-<WRAP important>**서브우퍼의 "무지향성이 유지되는 최대 높은 주파수"를 설정하는 것이 더 맞는 말이다.((이러한 이유로 2개의 서브우퍼 시스템(대각선 배치, 양사이드 배치)등이 있기도 하다.))((아 물론, 나는 그런거 모르겠고 걍 대충 쓸래, 또는 측정할 여력이 안되시는 분들은 80Hz로 크로스 오버 잡고 아무대나 편한 곳에 대충 서브우퍼 위치 시키고 볼륨만 적당히 잘 조정해서 사용합니다.))**</WRAP>+<WRAP important>**서브우퍼의 "무지향성이 유지되는 최대 높은 주파수"를 설정하는 것이 더 맞는 말이다.((이러한 이유로 2개의 서브우퍼 시스템(대각선 배치, 양사이드 배치)등이 있기도 하다.))((아 물론, 나는 그런거 모르겠고 걍 대충 쓸래, 또는 측정할 여력이 안되시는 분들은 80Hz로 크로스 오버 잡고 아무대나 편한 곳에 대충 서브우퍼 위치 시키고 볼륨만 적당히 잘 조정해서 사용합니다.))** 
 + 
 +실제 최적의 크로스오버 주파수는 서브우퍼의 성능, 메인 스피커의 저역 특성, 설치 위치, 그리고 청취 공간의 음향 특성에 따라 달라질 수 있다. 
 +</WRAP>
  
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