본 연구에서는 마이크로스피커에서 진동판의 패턴에 따른 음향특성의 변화를 연구하였다. 진동판을 에지부와 돔부로 크게 나누고, 이들 각각에 대한 패턴형태의 변화는 진동판의 인장강도에 영향을 주는 것으로 나타났고, 그 결과로써 마이크로스피커의 공명진동수가 변하였다. 에지부에서 패턴의 수가 증가하면, 공명진동수가 증가하여 최대가 된 후에 다시 지수함수적으로 감소하였다. 에지부에서 "U"형 드릴의 사용, 회오리형 패턴과 "V"형 드릴의 각도를 감소시키거나 또는 돔부에서 방사형 패턴의 수와 돔 높이의 감소와 곡률반경의 증가는 진동판의 인장강도를 증가시켜 공명진동수를 높였다. 그러나 에지부에서 "V"형 드릴의 사용, 방사형 패턴과 "V"형 드릴각도의 증가와 돔부에서 방사형 패턴의 수와 돔의 높이를 증가시키거나 곡률반경을 감소시키면 진동판의 인장강도가 감소하여 공명진동수가 감소하였다.
본 연구에서는 마이크로스피커에서 진동판의 패턴에 따른 음향특성의 변화를 연구하였다. 진동판을 에지부와 돔부로 크게 나누고, 이들 각각에 대한 패턴형태의 변화는 진동판의 인장강도에 영향을 주는 것으로 나타났고, 그 결과로써 마이크로스피커의 공명진동수가 변하였다. 에지부에서 패턴의 수가 증가하면, 공명진동수가 증가하여 최대가 된 후에 다시 지수함수적으로 감소하였다. 에지부에서 "U"형 드릴의 사용, 회오리형 패턴과 "V"형 드릴의 각도를 감소시키거나 또는 돔부에서 방사형 패턴의 수와 돔 높이의 감소와 곡률반경의 증가는 진동판의 인장강도를 증가시켜 공명진동수를 높였다. 그러나 에지부에서 "V"형 드릴의 사용, 방사형 패턴과 "V"형 드릴각도의 증가와 돔부에서 방사형 패턴의 수와 돔의 높이를 증가시키거나 곡률반경을 감소시키면 진동판의 인장강도가 감소하여 공명진동수가 감소하였다.
In this study, the acoustical properties of micro-speaker had been studied as a function of diaphragm patterns. The diaphragm was divided into two sections, such as edge and dome sides. The pattern change at each side affected the tensile strength of diaphragm. As a result, the resonance frequency w...
In this study, the acoustical properties of micro-speaker had been studied as a function of diaphragm patterns. The diaphragm was divided into two sections, such as edge and dome sides. The pattern change at each side affected the tensile strength of diaphragm. As a result, the resonance frequency was varied with the change. With increasing the number of pattern at the edge side, it was increased at the first, but it reversed to the exponential decrease of that. It increased due to the increase of tensile strength to be caused by using "U" type of drill and whirlwind pattern, and decreasing of drill angle at the edge side. However, it was decreased due to the decrease of tensile strength to be by increasing the number of radiation pattern and dome hight, and decreasing the dome radius at the dome side.
In this study, the acoustical properties of micro-speaker had been studied as a function of diaphragm patterns. The diaphragm was divided into two sections, such as edge and dome sides. The pattern change at each side affected the tensile strength of diaphragm. As a result, the resonance frequency was varied with the change. With increasing the number of pattern at the edge side, it was increased at the first, but it reversed to the exponential decrease of that. It increased due to the increase of tensile strength to be caused by using "U" type of drill and whirlwind pattern, and decreasing of drill angle at the edge side. However, it was decreased due to the decrease of tensile strength to be by increasing the number of radiation pattern and dome hight, and decreasing the dome radius at the dome side.
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문제 정의
특히 진동판의 경우에는 재질, 두께, 형상 그리고 패턴 등에 관련된 많은 요소들이 마이크로스피커의 특성에 깊이 관여하고 있다[7-14]. 따라서 본 연구에서는 마이크로스피커의 구조를 비롯하여 진동판의 재질과 두께를 동일하게 유지하는 가운데 진동판 패턴의 변화에 따른 마이크로스피커의 음향 특성을 연구하였다.
왜냐하면 진동판의 패턴을 변화시킨다고 하여도 진동판의 전체적인 크기가 달라지는 것은 아니라서 실효질량이 변하는 것이 아니기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 진동판의 패턴변화에 따른 인장강도 및 공명진동수 사이의 연관성을 보여주게 될 것이다.
마이크로폰으로부터 나온 음향신호는 IEC 60268-5의 규격에 따라 오디오 분석기(B&K 2012)를 통해 분석되었다. 이와 같이 얻어진 실험적 데이터들은 진동판의 패턴과 마이크로스피커의 음향 특성 사이의 연관성을 연구하는데 사용되었다.
제안 방법
그 때 마이크로스피커와 마이크로폰 (1/2인치, B&K 4191) 사이의 거리는 10 cm를 유지하도록 하였다.
그리고 빗살무늬가 24개로 구성되고, 각 패턴에 대한 홈의 형상이 "V"로 제작된 마이크로스피커의 공명진동수를 본 연구를 위한 상대적인 기준으로 설정하였다 (그림 2).
5 mm이었다 (그림 1). 본 연구에서는 진동판을 에지부와 돔부로 크게 나누었다 (그림 2). 아래의 표 1에 나타난 것처럼, 에지부에서 진동판 패턴의 개수, 형태, 형상과 넓이를 바꾸었고, 돔부에서는 빗살형태의 패턴수와 곡률의 높이 및 반경을 변화시켜가며 마이크로스피커의 음향특성을 연구하였다.
세 번째는 진동판에서 에지부의 패턴을 만드는 홈의 형상에 의한 공명진동수의 특성을 조사하였다. 실제로 진동판의 패턴을 제작하는 드릴의 형상은 “V (cut)”형 또는 “U (ball)”형을 많이 사용하고 있다.
본 연구에서는 진동판을 에지부와 돔부로 크게 나누었다 (그림 2). 아래의 표 1에 나타난 것처럼, 에지부에서 진동판 패턴의 개수, 형태, 형상과 넓이를 바꾸었고, 돔부에서는 빗살형태의 패턴수와 곡률의 높이 및 반경을 변화시켜가며 마이크로스피커의 음향특성을 연구하였다. 이 때 형상과 넓이는 패턴을 만드는 드릴의 형상 및 각도를 의미한다.
우선, 스피커에 대한 전기적인 해석을 위하여, 아래와 같이 인덕터, 저항과 콘덴서들이 직렬로 연결된 RLC 직렬공진회로를 생각해 보자 (그림 4).
이 때 드릴의 각도를 40°, 50°, 60°, 90°, 그리고 110°등으로 변화시켰다 (그림 12).
대상 데이터
공칭 임피던스가 8Ω인 원형의 마이크로스피커를 본 연구를 위하여 사용하였다.
이론/모형
마이크로폰으로부터 나온 음향신호는 IEC 60268-5의 규격에 따라 오디오 분석기(B&K 2012)를 통해 분석되었다.
성능/효과
그 결과로써, 만약 패턴의 수가 32개 이상으로 증가한다고 하여도 공명진동수의 변화는 그리 크지 않을 것으로 추정할 수 있다. 다시 말하면, 패턴의 수를 특정한 개수 이상으로 증가시킨다고 해도 공명진동수의 감소는 크게 일어나지 않는다는 것이다.
이들 결과에 의하면, 드릴의 각도가 점점 넓어질수록 공명진동수가 선형적으로 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 “V”형 드릴의 각도가 넓어질수록 진동판의 인장강도가 감소한다는 것을 말해주는 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
진동판의 경우에는 어떤 요소가 마이크로스피커의 특성에 깊이 관여하고 있는가?
이들은 마이크로스피커의 구조와 부품들의 특성에 의하여 영향을 받는 것으로 조사되었다 [4][7-14]. 특히 진동판의 경우에는 재질, 두께, 형상 그리고 패턴 등에 관련된 많은 요소들이 마이크로스피커의 특성에 깊이 관여하고 있다[7-14]. 따라서 본 연구에서는 마이크로스피커의 구조를 비롯하여 진동판의 재질과 두께를 동일하게 유지하는 가운데 진동판 패턴의 변화에 따른 마이크로스피커의 음향 특성을 연구하였다.
마이크로스피커의 품질은 무엇에 의해 일반적으로 규졍되고 있는가?
현재까지 마이크로스피커의 품질은 공명진동수 (fo), 출력 (SPL)과 전체조화왜 (THD)등에 의해 일반적으로 규정되고 있다. 이들 세 가지 특성들이 각각 독립적으로 거동하기 보다는 서로 간에 연계성을 가지고 있는 것으로 나타나고 있다 [3,6,10].
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