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스피커관련 : 크로스오버 네트워크 제작
 이영동    | 2007·04·25 13:19 | HIT : 15,274

스피커시스템 제작을 위한 크로스오버 네트워크
(Crossover Network)


한 개의 스피커 유닛으로 우리가 들을 수 있는 전 주파수 대역의 소리를 편안하게 들려 준 다면은 그 이상 좋은 제품은 없을 것이다. 이렇게 개발된 것이 풀 레인지 용 유닛이 있지만 실제적으로 모든 사람들이 전부 만족할 만한 소리라고 생각하지 않는다.
음악을 좀더 하이파이 사운드로 만족하게 듣기 위해 재생 주파수 대역을 몇 개로 분리시켜 각각 대역에서 가장 이상적인 소리를 재생시켜 줄 수 있도록 한 방식이 개발되었다. 즉 저음 대역은 저음 대역 유닛으로 고음 대역은 고음 전담 유닛으로 분리시켜 사용하는 방식이다.
      
이렇게 저음용과 고음용 전담 유닛을 가지고 스피커시스템을 만들어 2개의 유닛을 사용해 2웨이 방식으로 재생시켜보니 한 개의 유닛으로 들었을 때와 재생 음질의 고 충실 도에 있어 차이가 나게되어 다른 감을 느낄 수가 있다.
여기에 한층 더 나아가 저음 대역을 중음대역과 저음 대역으로 분리시켜 전담 유닛 하나를 더 추가해 만든 방식이 바로 3유닛 3웨이 방식이다. 이렇게 설계하기 위해서는 반드시 유닛간을 연결시켜 줄 수 있는 네트워크 망이 필요하다.  
즉 네트워크란 앰플리파이어로부터 보내온 전기 신호를 분할시키는 역할을 한다. 다시 말해 앞서도 언급했듯이 2웨이로 구성한다면 2개의 유닛을 가지고 제작하게되는데 저 음역과 고음 역으로 나눠 저 음역은 우퍼에, 고음용은 트위터에 연결하는 것이다.


각 유닛이 분담하는 재생대역을 연결시켜 주는 것을 크로스 오버 포인트라고 하는데 해당 지점의 주파수를 크로스 오버 주파수라고 부른다. 저음용 우퍼는 고음 대역을 낼 수 없으며
또한 고음용 유닛은 저음 대역을 낼 수가 없기 때문에 이때 사용하는 것이 크로스오버 네트워크이다. 일반적으로 2웨이 또는 3웨이 같이 여러 개 유닛을 사용해 만든 멀티 웨이 방식의 스피커시스템일 경우 사용하다가 그중 한 개의 유닛이 잘못되어 소리가 나지 않게 되면 음의 밸런스가 맞지 않아 문제가 된다.
어떤 경우는 고음용 트위터 한 개가 고장이 나서 소리가 나지 않는데도 모르고 듣고 있는 경우도 있다. 이런 것은 크로스오버 네트워크에 이상이 있을 때 저음대역 쪽으로 보낼 음성신호가 고음용 트위터로 전송되면 문제가 된다.
다시 말해 저음대역으로 보내야할 낮은 대역 신호가 고음 대역 유닛으로 보내지면 낮은 주파수로 인해 소 구경으로 구경이 작게 만들어진 트위터를 파손시킬 수가 있다. 즉 보이스코일에 끊어지는 경우를 말한다.
[img4]
그렇기 때문에 크로스오버 네트워크에서는 정확하게 각 주파수 대역을 담당하고 있는 유닛에 신호를 보내야 우리가 원하는 소리를 아름답게 들을 수가 있게 되는 것이다. 이런 것을 방지해 주기 위해 고음 대역에서 하이패스 필터를 트위터 쪽에 설치 사용 하게된다.

그러나 이 하이패스 필터로 인해 차단되는 주파수 대역에서 전자 제동의 영향을 받아 저음 공진의 일그러짐이 높아 질 수가 있게 되는데 그래서 트위터에는 콘덴서를 보이스 코일에 직렬로 부착시켜 주어야 한다.
저음 공진 점은 크로스오버 주파수 보다 낮게 잡아 저음 공진 부근의 제동을 재생 대역 외로 가져갈 필요가 있다. 하이패스 필터는 정해진 주파수 이상만 통과시키고 그 이하가 되면 막아 버리는 역할을 한다.
이 기능을 일정한 범위 안에서 설계자가 임의대로 조절해 줄 수도 있는데 일반적으로 콘덴서는 낮은 주파수에서는 높은 저항을 가지고 높은 주파수에서는 낮은 저항을 갖는 특성이 있다.
반대로 저음용 우퍼쪽에 고음 대역 신호가 입력했다고 해서 저음용 우퍼에 문제가 되는가 하면 전혀 상관이 없다. 그래서 멀티 웨이 방식으로 스피커시스템을 제작 할 때 일반적으로 저음용 대역에는 일정 주파수 이상의 고음은 입력하지 못하도록 설정시켜 놓는다.
이 방식은 제작비도 절감 할 수 있지만 재생음질에는 상관이 없기 때문이다. 설계에 따라서는 저음용 우퍼쪽에 인덕터(Inductor/L)를 직렬로 사용하고 있다. 스피커 네트워크는 보통 정 저항형이 사용된다.

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