퀄리티 팩터

• 단위 없음

물리학에서 퀄리티 팩터, Q는 진동계나 공진계가 얼마나 과소제동(Underdamped)되었는지 수치로 표현한 값입니다.

댐핑(Damping)이라고 말할 때, 흔히 말하는 땜핑¹⁾을 말하는 것이 아닙니다. 자동차 댐핑 장치와 같이, 스피커의 댐핑은 유닛이 진동하다가 안정 상태(정지)로 돌아가는 것을 돕는 특성입니다. 적절한 댐핑이 없으면 스피커가 공진 주파수에서 제어할 수 없을 것입니다. Q는 실제로 퀄리티 팩터를 나타내는 것으로, 댐핑팩터의 역수입니다. 댐핑이 증가함에 따라 Q는 감소하지만, Q가 댐핑의 측정값이라는 것이 널리 인정됩니다. 스피커의 댐핑은 기계적, 전기적 및 기계적 세 가지 유형으로 나뉩니다.

• Q_ms - 기계적 댐핑 - 우퍼의 서스펜션인 서라운드와 스파이더에 의한 댐핑입니다. 이 값은 대략 0.5에서 10 사이로 변동하며, 일반적으로 약 3 정도의 값을 갖습니다. 높은 Q_ms는 낮은 기계적 손실을 나타내고, 낮은 Q_ms는 높은 손실을 나타냅니다. Q_ms의 주요 효과는 드라이버의 임피던스에 있으며, 높은 Q_ms 드라이버는 임피던스 피크가 더 높게 나타납니다. 낮은 Q_ms의 예측 요인 중 하나는 금속 보이스 코일입니다. 이것들은 유도 전류 브레이크(eddy-current brakes)로 작동하여 제동을 증가시키고, Q_ms를 감소시킵니다. 이들은 실린더에 전기적으로 단락된 부분을 설계해야 합니다(전도 루프가 없도록). 일부 스피커 제조업체는 드라이버가 갭을 벗어나지 않도록 음성 코일 상단과 하단에 단락된 루프를 배치했지만, 이 장치가 오버드라이브될 때 생성되는 날카로운 소음은 문제가 되기도 합니다. 높은 Q_ms 드라이버는 종이나 다양한 플라스틱으로 만든 비전도 형체로 제작됩니다.

• Q_es - 전기적 댐핑 - 코일 - 자석 조립체에 의한 댐핑입니다. 전선 코일이 자기장을 통과함에 따라 코일은 운동에 대항하는 전류를 생성합니다. 이를 “Back-EMF”이라고 하며(𝐵𝑙 × 속도에 비례함), 이는 공진 주파수 근처에서 코일의 총 전류를 감소시켜 콘의 움직임을 줄이고 임피던스를 증가시킵니다. 대부분의 드라이버에서는 Q_es가 음성 코일 제동의 주된 요인입니다. 전기적 댐핑에 기여하는 다른 요소는 앰프입니다. Q_es는 앰프 출력 임피던스에 따라 달라집니다. 위의 공식은 앰프의 출력 임피던스가 0인 것을 가정합니다. 출력 임피던스가 0이 아닌 앰프를 사용할 때는 앰프의 출력 임피던스를 R_e에 더하여 Q_es를 고려한 계산을 해야 합니다. 이는 당신의 특정 앰프에 따라 달라집니다. 스피커 제조업체가 제공하는 Q_es에는 앰프 댐핑이 포함되어 있지 않습니다. 제조업체는 당신이 어떤 앰프를 사용할지 모르기 때문입니다.

• Q_ts - 댐핑 총합 - Q_ms와 Q_es가 결합하여 만든 댐핑입니다. 이들은 직접 더해지는 것이 아니라 다음 공식을 사용합니다 : 1/Q_ts = 1/Q_ms + 1/Q_es. 이것은 자유 공기에서 사용할 때 찾아야 하는 Q 입니다. 대부분의 드라이버는 0.2에서 0.5 사이의 Q_ts 값을 갖지만, 이 범위를 벗어난 값이 있는 경우도 있습니다.

• Q_tc - 이것은 캐비넷의 기계적 댐핑입니다. 이 매개 변수는 인클로저가 있는 경우에만 존재합니다. 스피커 제조업체가 이 매개 변수를 인용하지 않는 이유는 제조업체가 스피커를 어느 인클로저에 넣을지 모르기 때문입니다. 인클로저의 크기에 따라 그 안의 공기가 스프링처럼 작용하여 스피커의 댐핑에 기여합니다. Q_tc = 인클로저의 Q_ts + Q 입니다. 이것은 밀폐형 인클로저를 사용할 때 찾아야 하는 Q 입니다.

Q_ts는 스피커를 인클로저에 넣을 것으로 예상되므로 많은 정보를 제공하지 않습니다. 인클로저에 넣을 경우 값이 변경되며, 상자에 따라 달라집니다. 그러나 0.6 이상의 Q_ts 값은 매우 큰 인클로저를 요구할 것입니다. 이것은 자유 공기에 사용할 경우 좋을 수 있지만, 공간이 제한된 경우에는 좋지 않을 수 있습니다. Q_ts 값이 0.7보다 낮은 경우 사전 정의된 베이스 리플렉스 정렬을 사용할 수 있습니다. 높은 Q_es 값은 우퍼가 밀폐형 인클로저에 더 적합하다는 것을 나타냅니다. 낮은 값은 인클로저 설계에 베이스 리플렉스를 추가할 것을 권장합니다.