AV 플라자

2웨이나 3웨이등의 멀티웨이 시스템에 빠뜨릴 수 없는 것이, 네트워크(Network：NW)라고 하는 전자 회로입니다.
코일(L)과 콘덴서-(C)로 구성되므로, LC네트워크라고도 부르고 있습니다.
그럼 어떻게 그런 전자 회로들이 대역을 나누는 기능을 하는 것입니까요?
이번은 2웨이 시스템을 예로 기본적인 네트워크의 지식을 배워볼려고 합니다.

 

 

표1은 플랜지와 2웨이 시스템을 비교한 것입니다.
스피커 유닛의 수가 다를뿐 아니라 내부의 부품이 차이가 있습니다.
플랜지에는 1개의 스피커 유닛으로 전대역을 재생하기 때문에 대역을 나눌 필요가 없고 네트워크는 불필요합니다.
그렇지만 2웨이는 그렇게 쉽지 않습니다. 원래 우퍼스피커는 저음 전용으로, 트위터는 고음 전용으로 사용됩니다.
그럼 그림 (a)와 같이 연결하는 방법은 어떻까요?? 앰프로 증폭된 전대역의 음악 신호는 그대로 양쪽 모두의 유닛에 직접 들어가 버립니다.
이것은 저음 고음의 밸런스가 무너지면서 이상한 소리를 재생이 됩니다. 심한경우 트위터가 망가저 버리는 수도 있습니다.

보통 2웨이 시스템의 경우는 그림(b)와 같이 스피커 단자와 각 유닛의 사이에 네트워크가 들어가 있습니다.
이것을 통하여 저음과 고음이 배분되며 저음용 스피커와 트위터가 각각 적합한 대역의 소리만이 재생할수 있도록 합니다.

이러한 기능을 하는 회로를, 필터(Filter)라고 부릅니다.
2웨이 시스템의 네트워크란 저음만 통하는 LPF(lowpass filter)와 고음만을 통하는 HPF(하이 패스 필터)가 세트가 구성되어 있습니다.
3웨이의 경우는, 중역대 유닛이 추가되기에 BPF(밴드 패스 필터)가 더해집니다.
쉽게 말해 네트워크란 신호들이 분배되는 길거리에 교통신호를 조종하는 교통경찰같은 존재 입니다.

 

 

여기서 실제의 네트워크 기판(PCB)을 봅시다.
코일이나 콘덴서는 기판에 배선되고 있는 것이 많습니다. 아래의 그림에 정리한 것처럼 완전히 반대의 성질을 갖고 있습니다.

코일은 저음을 통하지만 고음은 통하지 않습니다. 반면 콘덴서는 저음을 잘라내지만 고음만을 통과시키는 성질이 있습니다.

코일이란 구리 철사를 빙글빙글 감아 만든것 입니다. 이것에 의해서 내부를 흐르는 신호 전류의 변화가 빠른 만큼, 거기에 거역하려고 하는 심술꾸러기인 성질이 태어납니다(렌트의 법칙).
천천히 신호 전류가 변화하는 저음이라면 그대로 통하지만, 고음처럼 빠르게 변화하는 신호는 통과하지 못합니다.
반면 콘덴서는 2매의 전극의 사이에 절연물질을 끼운 것으로
낮은 주파수(저음)는 통하기 힘들다고 하는 특성이 있습니다. 반면 고음역은 바로 통과 할수 있는 특성을 지니고 있습니다.

 

 

impedance 특성으로서 쓰여된 그래프는, 코일과 콘덴서 각각의 가지는 impedance.일종의 교류 저항(Ω)입니다만, 주파수가 높을 정도 코일은 impedance가 커져, 콘덴서의 impedance는 내려 버립니다.
그 결과, 그림과 같은 대조적인 필터 특성이 만들어 젔습니다.
전자 공학의 공부같습니다만 코일은 주파수로 말하면 그래프의 좌측에 저음을 통과시킨다LPF(lowpass filter)로서 일하고, 한편 콘덴서는 그래프의 우측에 고음을 통한다HPF(하이 패스 필터)의 역할을 합니다.
이것으로 저음 스피커용으로는 코일, 트위터용으로는 콘덴서를 이용하는 것을 이해할 수 있었겠지요.
이러한 성질을 잘 이용한 것이LC네트워크라고 하는 것입니다.

 

위의 그림은 실제 2웨이 시스템에 이용되는, 네트워크 회로의 대표적 예 입니다.
주목하고 싶은 것은 저음용 스피커나 트위터에 직렬에 들어가 있는 부분 소자로 저음용 스피커에는L(코일), 트위터에는 C(콘덴서)가 신호의 가는 길에 확실히 만들어주고 있습니다.
이 소자에 의해서 기본적인 필터 특성이 정해져 있으며 3kHz를 경계로 해 각각 적정한 대역의 음성 신호가 유닛에 입력됩니다.
그럼 중복으로 들어가 있는 부분은 무엇인가하면 불필요한 신호를 놓치기 위한 우회도로라고 생각합시다.
저음용 스피커측에서는 여분의 고역성분을 유닛의 직전에 우회도로 시키고, 저음용 스피커에 가지 않게 합니다.
한편 트위터측에서는 저역의 나머지 성분을 유닛의 직전에 우회 시킵니다.
이런것으로 보다 예쁜 성분이 저음용 스피커, 트위터에 공급되어 양쪽 모두의 재생 대역을 합성한 플랫한 사운드를 들을 수 있다고 하는 구조입니다.

그런데, 크로스오버 주파수는L과 C의 값에 의해서 정해집니다.

조금 오디오를 잘 아는 사람은, 코일이 가지는 유도계수의 단위가 mH(밀리 헨리)로 콘덴서는μF(마이크로파라드)등과 지식을 피로하겠지만, 입문자는 그 필요는 없습니다.
단지 스피커의 카탈로그 등에 「크로스오버 주파수」나 「impedance」라고 있으면 그 의미를 대체로 알면 좋습니다.
네트워크에 대해서는 「dB/oct.」의 의미를 알아 두면 좋습니다.
이것은 필터의 경사 특성으로 데시벨·파·옥타브, 즉 1옥타브 당 무슨 데시벨의 비율로 감쇠하는지를 나타내고 있습니다.
옥타브는 음악 용어의 옥타브입니다.「”라”로부터 다음 “라”까지」라고 하는 느낌으로 주파수로 말하면 「2배 높은 소리인가 또는,1/2의 주파수의 소리」를 말합니다.

오케스트라의 튜닝에서는 라는 440Hz.1 옥타브 높은 소리는 위의 라로 440×2=880Hz 됩니다.
아래의 라는 440/2=220Hz그렇다고 하는 관계. 옥타브 마다,2배,2배,2배의 관계가 어디까지나 성립하는, 유명한 바흐의 평균율이라는 것입니다.

오디오의 경우도 같습니다만, 숫자를f=1kHz로 합시다. 1옥타브상은2kHz 군요.
이전에 무슨 데시벨 내리는지는 L ,C의 소자의 수로 정해집니다.
1차례 심플한 1소자형이라면 -6dB/oct.의 감쇠. 2소자형에서는 그것이-12dB/oct. 한층 더3소자형이 되면-18dB/oct. 라고 필터의 끊어지는 방법이 샤프하게 되는 것입니다.
이것은 갑작스러우면 좋다고 하는 것이 아니라, 어디까지나 유닛과의 특성이나 최후는 히어링에 의해서 베스트 값으로 결정합니다.

너무 어러운 말들이 많았나요? 오늘 가장 중요한 부분은 네트워크란 유닛들의 신호들을 정리해주는 교통경찰 정도라고 생각하면 쉬울듯 합니다.