스피커

1 음향기기

1.1 개요

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다양한 종류의 스피커세상에 저게다 얼마야


전기로 된 신호를 자석 등을 이용하여 음향신호로 변환시키는 장치. 이것을 휴대용으로 만든 것이 헤드폰이다.

즉 음악 및 소리신호→디지털화 혹은 아날로그화 하여 매체에 기록→매체를 재생→디지털 혹은 아날로그 신호 추출→전기 신호 전송→음성신호로 변환 이라는 미디어 음악 재생의 과정에서 제일 마지막의 위치에 있다.

여담으로, 확인되지 않은 정보에 의하면 스피커는 굉장히 민감한 장치라 주변의 전파에 영향을 받는다고 한다. 낡은 스피커 주변에서 핸드폰을 사용하거나 하면 잡음이 들린다든지. 이는 외부 자기장의 영향으로 스피커의 코일에 유도전류가 흐르기 때문.

사실 외부기기에서 스피커에 주는 영향보다 스피커가 내뿜는 자기장에 다른 기기가 영향을 받는 일이 많다.[1] 스피커에는 상당히 강력한 영구자석이 쓰이기 때문이다. 방자형 스피커는 이러한 자기장을 차단하여 외부 기기에의 영향을 최소화 한다.

음향기기 중 LP 재생용 카트리지를 제외하면 유일하게 물리적인 작동에 의해 동작하는 기기이므로 제작하는데 사용되는 재질에 따라 성능이나 성향이 극단적으로 바뀔 수 있고, 가격대도 천차만별로 벌어지곤 한다. 여담으로 통짜 금속을 깎아 만든 인클로저(Enclosure) 안에 다이아몬드, 베릴륨, 세라믹등으로 만든 트위터 에 종이, 케블러 등으로 정성들여 만든 우퍼를 사용하여 수천만원을 호가하는 물건도 있다. 아랍쪽 황실에 들어가는 특수 주문제작 스피커의 경우 가격이 억단위를 넘어가는 경우도 있다.

1.2 원리

보통은 영구자석과 코일 사이에서 일어나는 전자기유도를 이용한 동전형, 즉 다이내믹 방식의 유닛을 많이 쓴다. 움직이는 원리는 음향신호의 순간적인 극성과 전압에 따라 영구자석과 인접해있는 코일이 왕복운동을 하게 되고 여기에 붙어있는 진동판이 공기를 밀고당기게 되어 음파신호로 나타나게 된다.[2]
코일 말고 다른 원리의 스피커[3]를 쓰는 방법도 있지만, 내구성과 단가등의 이유로 인해 찾아보기는 쉽지 않고, 결과적으로 진동판을 진동시켜 소리를 발생시킨다는 점에서는 어느 방식이든 다른 점이 없다. 다만 리본형 스피커는 트위터 스피커로써 종종 사용한다.

1.2.1 앰프

신호의 힘이 일정수준 이상으로 강력해야 사람이 들을 수 있는 정도로 소리가 큰 소리가 나게 된다. 이를 위해 미약한 신호가 스피커를 충분히 구동시킬 수 있을만큼 증폭시키는 공정이 필요한데, 이 역할을 하는 장치의 이름이 증폭기(Amplifier)이며 보통은 줄여서 앰프라고 부른다.

그리고 유지보수 및 활용의 편리를 위해 이 앰프를 스피커의 인클로져 안에 함입시켜서 만들어진 물건이 나오게 되었는데, 라인레벨의 미약한 신호만 넘겨주면 뻥튀기해서 소리까지 알아서 낼 수 있다는 맥락에서 이것을 Active스피커라 부르고, 앰프의 도움이 없으면 소리를 못내던 종전의 일반 스피커는 대립하는 의미로써 Passive스피커라고 부르게 되었다.

최근 오디오 시장에서는 active 스피커쪽의 인기가 압도적이다. 물론 Hi-Fi시장에서야 여전히 앰프와 스피커를 따로 사용하는 경우가 많지만 소형화 간편화를 추구하는 사람들, 특히 PC-Fi쪽에서는 액티브를 선호하는 편이다. 이 쪽에서는 DAC까지도 내장된 모델을 선호하는 경우도 있다.

액티브 스피커는 앰프가 포함된 것이나 다름없기 때문에 동급의 패시브 스피커에 비해서 비싸지만 스피커와 앰프를 따로 구매하는 것에 비해서는 저렴한 편이다.

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프링글스 판촉행사로 따라왔던 물건. 이래봬도 밀폐형 인클로저
(...)가 적용된 풀레인지 액티브 스피커가 맞다... 물론 인클로저
는 맛있게 먹고 남은 프링글스 통이다.

1.3 조건

1.3.1 음역

인간에게 소리를 듣게 하는 물건이므로, 당연히 인간 가청영역대인 20Hz∼20kHz 의 소리를 재생해야 한다. 하지만 주파수가 극단까지 높아지거나 낮아지면서 음악적인 중요도나 인식성이 점차 떨어지고 반면에 그처럼 높거나 낮은 소리는 가운데 어디쯤의 어중간한 주파수보다 제대로 나오도록 하는게 까다로워서 모든 제작사들은 어느정도씩의 타협을 하게 된다.[4]

녹음된 소리를 재생하는 것이 스피커의 목적인 만큼, 비싼 고급 스피커일 수록 가청음역대(20Hz∼20kHz)의 균일하고 섬세한 재생을 목표로 한다. 이는 원음에 충실하고 정확한 재생을 추구하는 것이며, 다른 말로 High Fidelity(Hi-Fi)라고 부른다. 다만, 자동차의 성능이라던가 TV 화면의 화질 처럼 어떤것의 성능이 좋다는 것을 확실히 구별하는 것이 힘든편이며 그만큼 이쪽계열에선 성능은 떨어지고 겉으로만 화려한 제품을 비싸게 팔아먹으려는 약장수도 상당히 많이 포진해 있으니 조심해야한다.[5]

1.4 멀티웨이, 그리고 드라이버

한 개의 유닛으로 가청 주파수 대역 전체를 이상적으로 잘 재생[6]할 수 있으면 정말 좋겠지만 현실은 그렇지 못하다.

일반적으로 고역으로 보는 5000Hz 이상의 음역대의 경우 요구하는 음압 생성을 위하여 진동판을 앞뒤로 충분히 움직여야 함과 동시에 재생하는 주파수만큼 앞뒤로 왕복운동을 시킬 수 있어야 한다. 5000Hz를 재생한다 치면 초당 5000번 왕복운동 을 충분한 진폭으로 시켜야 함을 말한다.[7] 즉, 고음역대로 갈수록 진동판을 적절한 진폭을 유지하는 것은 기본으로 깔고 실제 물리적으로 고속 진동시켜야 하는데, 이 경우는 작고 가벼우면서 단단한 물체가 빠른 떨림 및 급작스런 멈춤(반응성, 댐핑) 등에 적합하여 더 높은 주파수를 생성할 때 유리하다.

그리고 통상적으로 저역으로 보는 300Hz 이하 가량의 저음역대 재생에서는 스피커 유닛의 앞뒤 왕복 행정거리도 중요하지만 실질적으로 스피커 유닛 만으로 해당 저음을 정상적으로 만들어 내기 위해선 필연적으로 스피거 진동판의 직경이 최저 주파수 파장의 1/4 길이는 되어야 정상적인 공기압 형성이 가능하다.[8] [9] 이 직경 문제는 스피커 가 점차 개발되면서 인클로저 형태를 이용하여 저음 재생을 보강 또는 컨트롤 하던가, 아니면 진동판의 진폭을 무지막지하게 늘려서 어느정도 해결하게 되지만, 저음역 재생 유닛이 일정 크기 이상이 되어야 함은 변하지 않는다. 아니면 인클로저가 무식하게 커지면 된다. 게다가 크고 부드러운 소재가 낮은 진동수 = 큰 파장 [10] 을 일으키는데 유리하여 고음용 유닛과 같은 재질을 쓸 수 없는것은 물론, 고음용 유닛보다 진동판이 많이 커야 하므로 무게가 늘어날 수 밖에 없어 '고역이여 바이바이'...가 된다. 이러니 고음과 저음을 모두 다 잘 재생하는 이상적인 유닛은 만들고 싶어도 만들 수가 없다.

위에 설명했다시피 고속 진동하여 고음을 생성하자니 진동판 직경이 작아 저음생성이 어렵고, 저음생성을 위하여 진동판을 크게 하자니 진동판의 질량, 즉 무게가 무거워져 둔한 움직임을 보이니 이러지도 저러지도 못하는 딜레마에 빠질 수 밖에. 그래서 멀티웨이(Multi-way) 스피커가 나오게 된다.

사실 아래에 나오는 5웨이 씩이나 되는 엄청난 멀티웨이는 하이파이든 PA든 어느 쪽에서도 보기 힘들다. 일반적으로 2웨이가 대부분이며 3웨이가 간혹 보이는 수준... 거기에 서브우퍼를 두는 수준까지가 한계이다. 보통 우퍼가 저음역에서 중음역[11]까지를 담당하고 그 위는 트위터가 담당하는 2웨이가 가장 보편적이고[12] 일부 PA 시스템이나 톨보이 스피커에서 우퍼와 미드우퍼를 나눠 3웨이가 되는 정도에서 그친다. 그냥 유닛별 재생대역을 나누고 또 나눈다면 이정도가 되지 않겠냐 정도로만 받아들여주었으면 한다. 진짜로 제대로 이렇게 구성할 정도의 스피커가 된다면 억 단위로 가격을 매겨야 할 것이다.[13]

어쨌거나 5웨이를 가정하여 최대한 자잘하게 나눠보자. 사용되는 유닛은 각각 저음역부터 시작해서 Woofer[14] 또는 Bass → Mid-Woofer 또는 Mid-Bass[15] → Midrange 또는 Squawker[16] → High 또는 Treble 또는Tweeter[17] → Super Tweeter[18]라고 부른다. 물론 실제로 어떻게 구성할지에 대한 절대적인 기준이 있는것은 아니다. 그야말로 제작사 맘. 첨언하자면 각각의 유닛이 재생할 음역대가 몇 개로 나뉘었는가를 기준으로 X-way의 X가 결정된다. 사용된 유닛의 총 갯수가 아니다. 음역을 3개 대역으로 나눴는데 사정상 우퍼를 두 개 썼다면 유닛 갯수는 4개이지만 3-way 스피커이다.

앰프의 출력을 스피커가 받게 되면 스피커 내부에 설치된 패시브 크로스오버[19] 회로를 통해 유닛 별로 적절한 대역의 음성신호를 분담시키는데, 위에서 예를 든 5-way 스피커를 가정한다면 각각의 유닛이 재생하는 주파수대역은 우퍼 스피커 약 250Hz이하[20], 미드우퍼가 약 250~500Hz, 스쿼커가 약 500~2000Hz, 트위터가 2000Hz~6000Hz, 슈퍼 트위터가 6000Hz이상[21] 정도가 될 수 있겠다. 해당 값들은 스피커 유닛을 뭘로 쓰느냐, 누가 만들었냐, 어디에 쓸것이냐 등에 따라 천차만별이니 참고만 할 것. 이 역시 제작사 맘.

일반적인 스피커가 재생할 수 있는 음역보다 더 낮은 대역을 제대로 재생해야 한다면 서브우퍼(Sub Woofer)를 별도로 두기도 한다. 이 경우 서브우퍼는 100Hz보다 낮은 저역을 재생하는 것이 보통이다.

보통 저음역에서 고음역으로 갈수록 유닛의 직경이 작아지고 진동판의 무게와 두께도 줄어든다. 미드레인지, 우퍼, 서브우퍼는 재질과 구조가 대체로 유사하지만 고음을 담당하는 트위터의 경우는 중음 이하를 재생하는 유닛과 재질과 구조가 다른 경우가 대부분이다. 서브우퍼의 경우 일반적인 스피커와는 영 다른 방식의 유닛이 존재하고 사용하는 방식도 약간 다르므로 해당 문서를 읽어보도록 하자.

1.4.1 트위터

고음 대역을 재생하는 유닛.
자세한 내용은 해당 문서 참조.

1.4.2 우퍼

저음 대역을 재생하는 유닛. 미드레인지 등과 구조나 재질이 유사하여 한 문서로 퉁쳤다. 사실 2웨이의 경우 우퍼 겸 미드레인지 유닛으로 쓰이기도 하고.
자세한 내용은 해당 문서 참조.

1.5 서브우퍼

일반적인 스피커가 재생하는 저음 대역이 만족스럽지 않은 경우나 멀티채널 A/V 스피커들은 저역 재생에 특화된 서브우퍼를 사용한다.
자세한 내용은 해당 문서 참조.

1.6 인클로저

보통 "스피커 통"이라 불리는 그것이다. 자세한 내용은 해당 문서 참조.

1.7 기타

1.7.1 리스닝 공간의 튜닝

비싼 스피커만 사서 설치한다 해서 제성능이 나오는 것이 아니다. 사실, 스피커는 스피커 자체 유닛도 문제지만, 공간 특성이 실질적인 스피커 성능을 크게 좌지우지 한다. 단순히 비싸기만 한 수백만원짜리 스피커를 대충 놓아둔 것이 룸튜닝이 된 장소에 제대로 설치된 상대적으로 저렴한 스피커보다 못한 성능이 나온다는 데는 오디오를 좀 한다 싶은 사람이면 모두 동의하는 사항일 것이다. [22]

보통의 집에서 사용하는 경우 룸 튜닝에 신경쓰기 어렵다는 점을 스피커 제조사들도 알고 있기 때문에 엔트리급의 경우 공간이 별로 좋지 않아도 영향을 적게 받도록 만들곤 한다. 미션 MX시리즈나 와피데일 다이아몬드 시리즈 등등...

1.7.2 멀티채널

입체적인 음향을 구현하기위해 다중채널 방식의 스피커도 존재하며[23] [24] 스테레오 방식에 주로 저음을 담당하는 우퍼 서브우퍼를 추가한 2.1채널의 구성도 존재한다. 자세한건 서브우퍼나 5.1채널 문서 참고.

1.8 유명 스피커 브랜드

  1. ↑ 특히 아날로그 라디오나 TV 등. 칼라TV 브라운관에 스피커 갖다 대서 화면 색상이 변하는걸 재미있다고 쳐다보던 초딩 시절이 다들 있지 않았는가.
  2. ↑ 그렇기 때문에 코일이 움직인다는 뜻에서 무빙코일형으로 분류되기도 함.
  3. ↑ 정전형, 리본형 등. 정전형의 경우 쿼드의 ESL-63 시리즈와 마틴로간의 제품들이 유명했다. 쿼드의 ESL-63은 정전형 유닛 하나로 구성되었고 마틴로간의 제품은 일반적인 우퍼와 정전형 풀레인지의 조합이였다. 쿼드 제품의 경우 특기할 사항이 하나 있다. 지향성을 개선하기 위하여 동심원 형태로 전극을 배치하고 가운데부터 각각의 단계마다 신호를 조금씩 지연시키도록 하여 작은 음원에서 나는 소리가 퍼져나가는 듯한 음파 전달을 재현했다. 연못에 조약돌을 던져넣었을때 물결이 동심원 형태로 퍼져나가는 것을 흉내내었다고 보면 딱 맞다. 그 덕분에 넓은 평판형태임에도 불구하고 지향성이 매우 훌륭하다.
  4. ↑ 물론 가청음역대의 범위를 넘어서는 응답특성으로 애호가를 낚으려드는 작자들도 있다. 그게 사실이건 아니건. 여기서는 두 가지 정도를 고려할 필요가 있다. 첫째, 사람에 따라 나이에 따라 가청주파수의 영역은 차이가 있다(40대 중반 기준으로 16kHz 이상은 잘 안들린다. 20kHz까지 잘 들을 수 있는 10대 청소년들은 고급 스피커를 저지를 만한 경제력이 안되고...). 둘째, 가청주파수를 현격히 벗어나는 소리는 물론 논외이지만, 근접한 영역에서는 외이도를 통한 음파의 접근 외에도 두부 및 신체의 진동을 통하여 청각적, 촉각적 신호가 전달될 수 있다.
  5. ↑ 사실상 고급 스피커 시장의 절반 이상은 약장수들이라는 점을 유의할 것... 중고차 시장이랑 어째 비슷한 거 같은데...
  6. ↑ 전체 대역을 재생하는 용도의 유닛는 풀레인지(Full-Range) 유닛이라고 한다. 당연히 이것을 사용한 스피커는 풀레인지 스피커이다.
  7. ↑ 말 그대로 20kHz 라면 초당 20000 번(...)
  8. ↑ 기압 형성에서 해당 주파수의 한 주기중 최대 음압이 형성되는 파장길이 1/4 지점에 해당하는 직경이 필요하기 때문 자세한 설명은 지면이 좁기때문에 생략(...)
  9. ↑ 예를들어 100Hz 를 정상 재생하기위해선 이론상 스피커 직경은 상온 15도 기준 {초당 음속거리 (단위m)/주파수(Hz)} / 4 = 340m /100 /4 = 85cm 즉 진동판 직경이 85cm. 33인치라는 정신나간 크기의 스피커 유닛을 요구하게 된다. 이는 최저 목표 주파수가 낮아질수록 감당안되는 크기의 유닛을 요구하게 된다.
  10. ↑ 파장은 진동의 역수
  11. ↑ 30-50Hz부터 1500~6500Hz정도이며 고역재생 한계는 우퍼의 설계와 재질 등에 따라 천차만별이다. 물론 대부분의 제조사에서 패시브 크로스오버(네트워크)를 사용하여 구성하므로 우퍼의 한계 아래(보통 5000Hz 아래)에서 끊는 경우가 대부분이다.
  12. ↑ 아래에 별도 항목이 우퍼와 트위터밖에 없는 이유가 그것이다.
  13. ↑ 사실 2웨이도 작정하고 만들면 가격이 천정부지로 뛴다. 매지코의 Q1의 경우 2016년 3월 기준으로 국내 판매가격 4000만원대 초반이다.
  14. ↑ 개짖는 소리의 의성어 Woof(우리말로는 멍멍)에서 유래함.
  15. ↑ 저음역과 중역의 가운데라는 뜻. 많이 쓰이지는 않는다.
  16. ↑ 오리 우는소리Squawk(꽥꽥)의 의성어.
  17. ↑ 작은 새가 지저귀는 소리 Tweet(짹짹)의 의성어. 소셜 네트워크와는 아무런 상관이 없다.
  18. ↑ 트위터 하나로 퉁치는 경우가 대다수다.
  19. ↑ 흔히 스피커 네트워크라고 불리는 크로스오버는 전기적 교류신호로 재생성된 전기신호를 가지고 작업하게 되는데, 뭐든지 강제로 꺾고 막으면 무리가 따르듯이, 전기신호도 주파수를 강하게 자르거나, 깎아내는만큼의 위상차 왜곡이 발생하게 되는데, 이 위상간섭 왜곡은 일반적인 EQ를 통한 복원이 불가능 에 가깝다. 만약 180도에 가까운 위상차 가 날 수록 해당 주파수 대역이 그냥 증발 해버리기 때문. 때문에 적당한 선에서 타협을 보거나 극단적인 기술개발로 왜곡을 줄이면서 잘라내거나 둘중 하나
  20. ↑ 실제 재생가능한 최저 주파수는 유닛과 인클로저의 물리적 특성에 의해 제한된다.
  21. ↑ 유닛이 물리적으로 재생 가능한 최고음역까지 재생된다고 보면 된다.
  22. ↑ 문제는 이런 룸튜닝이란 것이 파고들어 보면 상당히 심오한데다 공돌이 적인 지식도 필요한 탓에 중요성에 비해 언급이 덜 될 뿐이다. 다만, 제대로 오디오를 하고 싶으면 필수적인 지식이라는 것을 명심하자.
  23. ↑ 당연한 소리이긴 하지만, 멀티채널의 구현을 위해서는 소스와 앰프의 대응이 우선적으로 이행되어야 한다. 스피커만 늘려서 되는 일은 아니라는 소리. 또한 유의할 것은, 비교적 저렴한 AV 대응을 위하여 멀티채널용 스피커 세트가 제작 판매되고 있긴 하지만 이것이 기존의 스피커와 상이한 개념의 제품은 아니라는 점을 유념할 필요가 있다. 물론 가격 절감 및 별도의 서브우퍼가 존재한다는 것을 고려하여 새틀라이트 타입의 멀티채널 스피커는 저역대 재생능력이 통상의 스피커보다 떨어지게 하는 경우가 많긴 하지만. 금전적인 능력만 된다면 최고급 스피커와 채널 당 1개씩의 모노 앰프를 두어 멀티채널을 구현하는 것도 가능.
  24. ↑ 약간 상황이 다르긴 한데, 일반 오디오용 2채널의 경우는 스피커 유닛마다 별도로 파워앰프를 두는 경우가 있다. 3웨이 스피커일 경우 스테레오 파워 앰프를 저역 전용/중역 전용/고역 전용 이렇게 3대, 아니면 모노 엠프 6대. 스피커에 내장된 패시브 크로스오버는 아무래도 이미 증폭된 신호를 쪼개는지라 손상이 많이 생긴다. 이를 싫어하는 사람들중 프리앰프와 파워앰프 사이에 채널 디바이더(액티브 크로스오버)를 두어 주파수 대역을 나누고, 나눠진 신호를 대역별 전용 파워앰프에 전달하여 증폭한 뒤 그 출력을 직접(!) 스피커 유닛에 연결하는 용자도 있다! 그리고 스피커 제조 회사들도 이걸 잘 알기에 아예 대역별로 개별 입력 단자를 둔 스피커도 만들어 판다. 굳이 이렇게 돈 지랄을 해야겠냐라고 하지만 어쩌겠는가. 원래 오디오는 돈 지랄 취미이고 자기가 자기 돈 쓰겠다는데...
  25. ↑ 회사 내용은 빠져 있다. 위에 언급했듯이 ESL시리즈 정전형 스피커가 유명하다.

2 이야기의 도입을 이끄는 장치

철자는 위와 똑같다. 이 쪽은 이야기를 시작할 때, 주인공들을 자연스럽게 이야기의 발단으로 이끌기 위해서 도입하는 장치를 말한다. 여관의 노인이나, 어느 날 갑자기 도착한 유언장이 아주 좋은 예시.

때로는 '무언가를 청소하는 하녀들 간의 대화'로 극이 시작되기도 하고 (이것이 좋은 도입부라는 것은 아니다), 믿을 수 없을 정도로 세상 물정을 모르는 누군가(혹은 세상 물정을 모를 수 밖에 없는 상황에 놓인 누군가)가 다른 이에게 계속 질문을 하는 전개도 있다.

3 폴아웃: 뉴 베가스의 DLC Dead Money에 등장하는 적함정 스피커와 라디오

해당 항목 참조.

4 전쟁무기

자세한 내용은 대북방송 참조. 북한에 특히 효과적인 무기.

우스갯소리로 무기라고 하지만 완전히 틀린 말은 아니다. 심리전을 위한 군사장비이기 때문이다.
펜은 칼보다 강하다는 맥락에서 이해할 필요가 있다.