밸런스드 아마추어

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1 정의

밸런스드 아마추어(Balanced Armature - BA)는 이어폰(커널형 이어폰)또는 헤드폰[1]에 사용되는 발음체 중 하나이다.

2 작동 원리

금속 케이스 내부의 코일 위 아래에 있는 아마추어(armature: 말굽, U자 모양 쇠막대. amateur와는 다르다.)는 코일과 함께 있는 영구자석에 의해 코일 사이에서 균형을 이루며(어느쪽에 찰싹 붙어있지 않고) 붕 떠있는 상태이다. 이때 내부 코일에 전류가 흐르게 되면 코일이 자성을 띄게 되어 금속재질의 아마추어가 자성에 따라 진동운동을 하고, 그 진동이 얇은 로드(Rod)를 통해 다이어프램(진동판)으로 전달되어, 최종적으로 진동판이 진동하여 소리를 내게 된다.

흔히들 BA는 진동판이 없는 방식이라고 잘못 알고 있지만, 위의 설명과 같이 내부의 다이어프램(진동판)의 진동에 의하여 소리가 나게 된다.
진동판의 재질은 100% 금속판(SONY) , 금속에 플라스틱 피막, 플라스틱 판 등 다양한 소재를 사용한다.

3 특징

본래에는 보청기 용으로 발명된 드라이버이기 때문에 크기가 작고 무게도 가볍다.

크게 따지면 구동 방식에서 무빙코일(진동판을 이용한 방식)과 함께 다이나믹형에 속한다. 무빙코일과의 차이점은, 진동판이 코일에 부착되어 움직이는게 아니라 자석과 코일에 인접한, 즉 자력으로 인한 상호작용을 일으킬만큼 가깝지만 닿거나 붙어있지는 않은[2] 바늘모양 진동자(armature)[3]에 의해 구동된다는 것이다.

그렇기 때문에 전기 신호를 소리로 변환하는 효율이 무빙코일등의 다른 방식에 비해 최대 두세배 이상 뛰어나 소형화[4]가 가능하며, 더 선명하고 세밀한 소리를 재생해낼 수 있는등 해상력도 무척 뛰어나다.

이러한 특성에 더해 가격이 높아서 원래는 보청기에만 적은 양으로 사용되었으나, 인이어 모니터(이어폰)로 활용되기 되면서 점차 일반에도 알려지게 되었다. 반면에 이처럼 정확성[5]과 능률은 매우 훌륭하지만 재생하는 소리의 대역폭이 비교적 좁아서[6][7] 한개의 유닛으로 가청음역을 모두 소화하도록 만들기가 무척 힘들다. 이로 인하여 고급형 제품의 경우 두개 이상의 BA유닛을 탑재하고, 주파수를 각각의 유닛으로 나눠주는 크로스오버 회로를 구성하여 만든 다중BA 이어폰을 개발하기도 하였다.[8] 하지만 기술의 발전으로 인해 싱글 BA로도 풀레인지를 소화하는 고급형 제품도 충분히 나오고 있다. 에티모틱 리서치의 ER4와 Final Audio Design의 헤븐 8, Ultrasone의 TIO 등이 좋은 예. 또한 듀서의 갯수가 단순히 많다고 해서 좋은 제품이라는 것은 아니다. 일부 유저 중에 듀서의 수를 음질의 기준으로 삼는 현상도 있는데, 이는 듀만콘댐 문서를 참고해 보자...

BA 드라이버는 깊은 저음 표현이 다이나믹 드라이버에 비하여 불리하지만, 현재는 기술의 발전으로 다이나믹 드라이버에 뒤쳐지지 않는 저음 재생이 가능한 BA 탑재 이어폰도 있다.
또한 전기 신호에 대한 응답이 빠른편이라 소리의 잔향감이 적은 편인데, 이로인하여 매우 세밀하고 선명한 소리를 재생할수는 있지만, 너무 정확하고 메마른(풍성하지 않은) 소리를 들려준다고 싫어하는 사람들도 있다. 하지만 현재는 이어폰 개발 기술의 발전으로 인해 이어폰 내부에 특수한 소리이동 통로를 만들거나, 특별한 설계를 통하여 잔향감을 극대화 시킨 BA이어폰도 출시되어 있다.

이미 위에서 언급되어있지만 뛰어난 성능을 가지고 있는 드라이버이고, 구조 자체가 작고 복잡한 편이라 제품 가격이 다이나믹 드라이버(진동판을 사용한 발음체) 보다 높은 편이다. 더군다나 제품 설계에 상당한 기술력이 요구되다보니 BA 이어폰을 제조하는 회사들도 한정되어있다. 특히 본래 보청기[9]용으로 개발된 물건이다보니 BA 회사를 주름잡고 있는 Knowles 같은 회사들은 염가판매 등을 거의 안한다. 그렇기 때문에 BA 드라이버를 탑재한 이어폰은 다른 이어폰들에 비하여 비싸다.[10] 이 원가문제를 해결하기 위해 SONY같은 회사는 BA를 자체개발하는 방식을 사용했다[11]. 중소 이어폰 제조업체나 중국 제조업체의 경우 BA이어폰은 상기한 단가문제 때문에 제작하지 못했지만(저가형 세이렌 드라이버를 사용한 제품은 간간히 출시됨) 스마트폰이 보급되면서 이어폰 시장이 급격히 성장했기 때문에 BA를 독자개발하는 업체가 나날이 많아지고 있다. TSST가 자체개발한 BA를 사용하여 이어폰 사업에 뛰어들었고, 크레신의 고급형 브랜드인 피아톤도 최근 자체개발한 BA를 탑재한 제품군을 발매했고, 아이사운드 같은 업체들도 만원대 제품에 넣을 수도 있는 저가형 BA를 내놓으면서 BA를 탑재한 제품이 나날이 많아지고 있는 추세. 콧대 높던 Knowles사도 이러한 시장상황을 인지했는지 대량발주의 기준을 크게 낮추고 단가 인하폭도 올리는 등 본격적인 경쟁에 뛰어들고 있다.

4 내구성

내부가 금속으로 이루어져 있기 때문에 습기가 매우 심할 경우 녹이 생길 수도 있다. 하지만 너무 걱정할 필요는 없는 게 이어폰이 물에 흠뻑 젖지 않는 이상 BA 드라이버는 웬만한 습기로는 녹이 슬거나 고장 나지 않는다. 사실, 귀 속에 넣었을 경우 귀속의 습기 자체가 엄청난데, 공기 중 습기를 걱정하는 것이 이상하다. 따라서 습도에 대한 걱정보다는 충격에 의한 손상에 대해 더 주의해야한다. [12] 이로 인해 다이나믹 드라이버(진동판)을 사용한 이어폰보다 취급상의 주의가 더 많이 필요하다. 게다가 BA 드라이버를 사용한 이어폰들은 대부분 가격이 비싸므로 지갑 사정을 생각해서라도 조심히 다룰 필요가 있다.커스텀 이어폰이 고장 날 경우 ㄷㄷ

5 Siren BA(knowles sr series)

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(위 사진에서는 밸런스드 아마추어라고 설명하고 있지만 실제 명칭은 Siren BA 이다.[13])

BA의 종류 중 하나인 Siren BA (knowles sr series 또는 MINI SR 드라이버로 불리기도 함)는 네모난 육면체 모양의 일반적인 BA와는 구조 자체가 다르고 다이나믹 드라이버의 형태와 BA의 원리를 짬뽕해 단가가 매우 저렴하다. 깍두기 모양의 네모난 BA와는 달리 최종적으로 소리를 내는 다이어프램이 원형의 플라스틱 필름 진동판으로 되어 있다.

이 드라이버의 특징은 BA드라이버의 단점인 공간감이나 입체감이 약간은 개선되지만 BA 드라이버에 비하여 소리의 세밀함은 현격히 떨어진다. 또한 초고음역 재생이 BA 비하여 부족한 수준이다. EXS X10이나 노부나가 AM90 등이 이 드라이버를 사용한 대표작. 이 드라이버를 사용한 이어폰의 가격대는 대략 2만원~4만원대로 BA드라이버를 탑재한 이어폰에 비하여 저렴하다.

6 BA 탑재 이어폰을 만든 회사

일부 인이어형 이어폰에만 사용되고 있다. 그 외형상 특징으로 인해 오픈형 이어폰, 헤드폰에는 적용이 불가능했지만 현재는 BA 탑재 헤드폰이 출시되어 있다.[14] 또한 일반적인 이어폰과는 달리 에어덕트(공기구멍)이 필요없으므로 차음성이 굉장히 높은 것 역시 주요한 특징이다.

그 외에도 초기 라디오등에서 사용되던 크리스털형, 카본형 등이 있으나 무빙코일형의 대중화 이후 거의 사용되지 않고 있다.

소니의 XBA 시리즈, 에티모틱 리서치, BOSE, 애플 인이어, 슈어, 웨스톤랩스, JH Audio, 얼티밋 이어, 하이디션, LG전자 등 여러 회사가 BA 드라이버를 사용한 이어폰을 출시하였다.

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  1. ↑ 일부 헤드폰 ex)파이널 오디오 Pandora Hope VI 에 다이나믹 드라이버와 함께 사용되기도 했다.
  2. ↑ 진동판에 가해지는 알짜힘이 신호가 없을때에는 0이다. 밸런스드라는 구분명칭은 이에 착안해서 붙여진 이름.
  3. ↑ 프로의 반대말인 아마추어가 아니다. 그 아마추어는 스펠링이 amateur다.
  4. ↑ 쌀알이나 성냥대가리에 비할만한 크기
  5. ↑ 허나 BA제품들의 왜곡도는 대부분 다이나믹 드라이버를 채용한 제품들과 달리 높게 측정된다.er4조차도
  6. ↑ 보청기로만 쓰이던 또 한가지 이유. 음성 내용을 식별하는데는 그리 넓은 대역이 필요하지 않지만 음악감상을 위해서는 가청음역의 70%이상을 고르게 잘 내줘야 한다.
  7. ↑ 실예로 유선전화의 대역폭은 4kHz 정도에 불과하지만 대화하는데 큰 문제가 없다.
  8. ↑ 처음에는 Knowles사의 TWFK라는 듀얼인듯 듀얼아닌 듀얼같은 BA를 사용해서 다중BA라 말하긴 좀 뭐한 제품이 대다수였지만, 현재는 3D프린터를 적극 이용하여 쉘의 가공기술이 크게 발전했고, 쉘에 쓰이는 소재도 초창기에 비하면 상당히 개선되어서 내부공간을 정교하게 가공하고 부품이 많이 들어차는만큼 쉘이 얇아져도 충분한 내구력을 확보했기 때문에 하우징이 큰 커스텀 제품의 경우 BA를 한쪽당 12개까지 때려넣은 제품이 나왔다.
  9. ↑ 보청기는 요즘도 기본제품이 백만원대부터 시작이고 유명제조사가 만든 고급제품은 한때 천만원 가까이 나가기도 했었다(...) 웬만큼 비싼 이어폰 싸대기를 때릴만큼 비싸다
  10. ↑ 중국발 짝퉁이어폰이 성행할때도 BA를 채용한 이어폰은 원제품이 엄청난 고가임에도 불구하고 이 원가문제때문에 전혀 만들어지지 않았다. 특히 SHURE처럼 클리어 하우징을 써서 내부가 그대로 보이는 방식의 이어폰은 속의 BA가 다 보이기 때문에 다이나믹 드라이버를 하우징으로 가릴수도 없었다(...) 덕분에 다이나믹 드라이버를 채용하면서 하우징도 저렴한 플라스틱을 사용한 Beats제품들이 표적이 되었다. 최근엔 중국의 세라믹 가공기술이 급격히 발전하면서 젠하이져의 ie800이 바톤을 이어받았다(...)
  11. ↑ 다만 소니는 원가문제도 그렇지만, z5에 사용된 HD슈퍼트워터 처럼 설계방식이나 소재변경을 통한 독자적인 사운드를 만들어 내기 위한 측면도 컸다
  12. ↑ 고장난 BA 드라이버의 주요 원인은 습기가 아닌 물리적 충격이다.
  13. ↑ 물론 사이렌 BA도 밸런스드 아마추어의 한 종류라고 말할 수는 있다.
  14. ↑ Final Audio Design에서 BA 오픈형 헤드폰(!)을 내놓았다. 정확히는 다이나믹 드라이버 + BA의 하이브리드 방식. pandora_main.jpg