Speaker 이야기(2): Speaker Cabinet

 

Speaker system에서 Cabinet(Box)는 정말 중요합니다.
Speaker의 성패를 좌우하는 데 소홀이 하기 쉽고 어렵습니다.
이것을 잘 만든 Speaker는 매우 비쌀 수밖에 없습니다.
문제는 이 cabinet은 보통 크기가 만만치 않아서 가구처럼 취급되고
Speaker를 배치하는 방과도 조화를 이루어야 하니 이야기가 어려워집니다.
아무리 소리가 좋아도 방에 맞지 않으면 소용없습니다.

먼저 Speaker을 그냥 방에 놓았을 경우를 생각합니다.

Speaker만 덜렁 탁자위에 세워놓고 음악을 들으면…
speaker cone(진동판)이 앞으로 흔들리면 뒷면에서는 그 방향이 반대가 되니까
위상이 반대인 소리가 난다는 겁니다.
이 두 소리가 만나면(합치면) 소리는 죽어버리게 됩니다.
speaker 뒤의 벽에 반사된 음이 speaker 전면에서 나온 음과 겹치면 소리를 서로 죽이겠지요?
그래서 speaker 앞면과 뒷면을 분리해야합니다.
Speaker의 앞뒷면을 분리하는 판을 baffle라고 하는데…

아주 아주 큰 판(infinite baffle)이면 좋겠지만, 아마 벽에 speaker를 달면 될 겁니다.
(벽에 구멍을 뚫고 speaker를 달기도 합니다. 전용 Listening room이 됩니다)
이거 아주 불편하지요.
그래서 여러 가지 방법이 나오는 데
결국은 Closed baffle 이나 Bass-reflex baffle 이 됩니다.
그런데 여기서 또 현실과 이상 사이에 문제가 발생합니다.
먼저 Closed baffle Cabinet.(혹은 Sealed Enclosure)

밀폐형 Speaker Box입니다.

Speaker cone이 밖으로 움직이면 Box안의 부피가 늘어나니까 Speaker를 안으로 잡아당깁니다.
반대로 Speaker cone이 안으로 움직이면 Box안의 부피가 줄어드니까 speaker를 밖으로 밀어냅니다.
풍선에 공기를 넣고 풍선을 눌렀다 잡아 당겼다 하는 것과 마찬가지입니다.
여기서 풍선이 Speaker의 진동판(Con)인 셈입니다.

Speaker 진동의 방해요소(저항)가 생긴다는 말입니다. 음질이 나빠진다는 말이지요.
그래서 Box가 충분히 커야만 어느 정도 문제가 완화 됩니다.

그런데 이것 만 문제가 아닙니다.

Cabinet(Box)안에도 speaker가 진동하니까 소리가 들리는데 일정 조건이 맞는 진동수의 음이 나오면
소리가 사라지지 않고 계속 진동하는 standing wave(정상파)가 생겨 통속에서 소리가 납니다.
Speaker의 통이 제 노래를 웅-웅 하고 부르는 겁니다. 가장 나쁜 경우입니다.
이론적으로 가로, 세로 높이 세 방향으로 모두 진동이 일어납니다.
Cabinet 안쪽의 가로, 세로, 높이의 비율이 정수배일 때 최악의 상황이 발생합니다.
정육면체는 최악이지요. 그런 Speaker Box는 아마 속에 칸을 여럿으로 나누었을 겁니다.
Cabinet 각 벽면의 판들도 공진 주파수를 만나면 진동을 하는 최악의 상태가 됩니다.

Guitar같은 현악기는 공명통이 붙어 있어서 현의 진동에
통이 공명해서 소리를 크게 하는 역할을 합니다.
그러나 speaker는 악기가 아닙니다.
받은 소리만 내야지 자기의 소리를 내면 그것은 최악입니다.
Messenger가 받은 이야기는 전하지 않고 자기 말을 전하는 것은 거짓말이기 때문입니다.
Amplifier도 speaker도 받은 음만 재현해야 되는 것이지요.

Bass-reflex Enclosure

그래서 Cabinet에 구멍을 뚫어 공기를 빼내어 압력을 제거합니다.
그런데 그러면 구멍 뚫린 곳으로 반사된 소리가 나오니까 파이프를 붙여 그것을 완화합니다.
부르르하고 피리를 불게해서 음을 가능한 상쇄합니다.
낮은 음을 반사하여 관을 통해 내 보내게 만들어서 Bass-reflex라고 합니다.
주로 문제가 되는 것은 낮은음(Bass)입니다.
이경우도 standing wave나 판의 진동 문제는 그대로 있습니다.

그래서 판의 진동이나 standing wave등의 문제를 해결하기 위한 아이디어들이 나옵니다.
점점 어려워 지구요.

Speaker의 재질은 무거운 MDF(톱밥 눌린나무)를 씁니다.
값도 싸고 무거워서 잘 진동하지 않습니다.
벽 내부에 난반사 및 흡음재(카펫 같은 것)를 댑니다.
Speaker Box 내부를 흡음재 가벼운 것으로 채웁니다.
Cabinet 내부를 칸으로 나눕니다.
소리가 통로를 구불구불하게 해서 음이 난 반사를 해서 원치 않는 음을 줄입니다.

그러면 처음에 본 모양들이 나오는데… 마음에 드십니까?
두 번째 Speaker 속을 흡음재로 가득 채운 모습이 보이지요.
여기서부터 만드는 사람마다 아이디어와 묘기가 가지각색으로 나옵니다.
예술품 비슷한 장인의 솜씨가 되어 부르는 게 가격?
저 같은 사람은 결국은 만들거나 있는 것을 고치게 됩니다.
Listening Room이 거실이나 서재이니 Box Cabinet이 되고 내부를 어떻게 할 까 고민하게 됩니다.
Driver, Crossover, 흡음재, 음의 반사 제거, 외관 모양 등을 생각하면 점점 어려워집니다.
무게도 점점 무거워서 들기도 어렵고… 참.

이렇게 되면 값이 엄청나게 비싸게 됩니다.
문제는 사람마다 취향이 다르고 Listening room의 환경도 다르고…등등
오랫동안 여러 음악을 들어봐야 정말 좋은지 알 수 있다는 겁니다.
Amp와 달리 대충 만들어 시험을 할 수가 없습니다.
가격이 올라갈 수밖에 없는 이유.
사놓고 얼마 후에 마음에 안 들면 정말 피곤합니다.
그래서 고급 Speaker는 30일 free return 등의 정책을 씁니다.
그러니 또 가격이 비싸집니다.

위의 그림 중 대부분은 보기만 해도 만들 생각이 없어집니다.
무게도 엄청나게 무거워집니다.
거의 옮길 수 없는 것도 있네요.
보기만 해도 예술인데, 만들어 놓고 음질이 마음에 안들면?
참 난감합니다.
자기가 만든 것은 아깝지만 그냥 뜯어버리는 거지요.
일단 제가 보기에 오른쪽 두 개는 성공적일 것 같습니다. 만들기는 어렵겠지요?

왠만한 저가 speaker는 그냥 Box입니다.
저는 적당한 타협점에서 변경 하거나 만들려고 하고 있습니다.
적은 비용으로 ….

1. 3 Way Speaker(Woofer 12 혹은 15인치) 중고를 삽니다.
Tweeter, Mid-Range 조절 레버가 있는 것 (좀 비싸집니다)
Woofer 6인치 정도의 2 Way speaker는 Desk 앞에서 듣기 적당합니다.

2. 저는 Tweeter, Mid-Range 조절 레버가 없는 중고 Fisher Speaker 15“를 $80에 샀습니다.
처음 들을 때는 참 좋았지만 조금 지나니 불만스럽습니다. 보기와 달리 좋지 않습니다.
흡음재, Crossover, Tweeter와 Mid-Range의 L-PAD를 넣어서 고쳤습니다.
다음에는 Mid Range와 Tweeter를 갈았습니다.
결국은 Cabinet과 Woofer를 빼고 다 고친 셈이 되었습니다.
음질이 점점 놀랄 정도로 좋아집니다. 귀도 따라서 점점 예민해 지구요.
거기까지 고치고 나면 그 Speaker로 듣는 한계가 됩니다.
그래도 어느 만큼은 들을 수 있으니 여유를 가지고 생각하게 됩니다.
옛날에는 시원치 않은 Speaker로 어떻게 들었을까도 생각하고…

요약하면 …
비교적 싼 12, 15인치 Speaker 중고… Woofer 외관 손상이 없는 것.
Crossover, L-PAD, 흡음재, 음의 반사 방지, Mid-Range, Tweeter 교체.
이것으로 교정하는 것이 싸고 내가 해본 그나마 쉬운 방법.
(한계는 있습니다)
Woofer를 시작으로 driver가 더 좋은 것이라야 하지요.
보통 Woofer가 가장 가격이 비쌉니다.

3. 보통 12″ 이하 Speaker Set 중 Tweeter와 Mid-Range L-PAD가 없는 것은 고쳐도 별 효과 없습니다.
3개의 Driver Speaker가 별로 좋지 않아서 그렇습니다. (특히 Woofer가…)

      

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