[논문]위상 반전형 스피커시스템에서 임피던스 봉 사이의 관계

이한량; 오세진; 이성수

위상 반전형 스피커시스템에서 임피던스 봉 사이의 관계
The Relations between Two Impedance Mounds of A Bass Reflex System 원문보기

이한량 (주성대학 스피커음향기술혁신센터) , 오세진 (주성대학 스피커음향기술혁신센터) , 이성수 (서원대학교 정보통신공학과)

본 논문은 스피커의 후면 방사음을 이용하여 저주파수의 음을 재생하기 위한 인클로져(enclosure) 방식 중 통기구(Vent)를 이용한 위상반전(Bass Reflex) 방식의 스피커 시스템에 관한 것이다. 일반적으로 위상반전형 스피커 시스템의 임피던스 곡선의 특성은 저주파수 대역에서 통기구의 공명에 대한 것과 구동스피커의 공명에 대한 임피던스 봉(mound)이 나타난다. 기존의 연구 결과들은 통기구와 인플로져의 용적에 관련된 최저 주파수에서의 공명에 대한 것만을 대상으로 하였다. 즉, 최저 주파수에서의 공명특성이 상대적으로 높은 주파수에서 나타나는 스피커의 공명특성에 미치는 영향과 이로 인한 스피커의 음파발생 특성에 관하여 구체적인 논의가 되지 않았다. 본 논문에서는 위상반전형 스피커 시스템에서의 두 임피던스 봉오리 사이의 관계를 정리하고, 상대적으로 높은 주파수에서 발생되는 임피던스의 공명 특성에 따른 스피커의 음파발생 특성에 관해 연구하였다.

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문제 정의

그러나 Thiele-Small Parameter로 알려진 양들은 스피커 자체의 특성과 밀폐형 상자, 그리고, 통기공이 있는 상자와 통기공에 대한 변수들을 얻는데 목적을 두고 있다. 즉, 통기공을 가진 상자에서 통기공의 영향에 의해 스피커 자체에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 구체화 되지 않았다.
본 논문에서는 통기공의 공명특성에 따른 스피커 자체의 공명특성의 변화를 조사하였다.
본 논문에서는 통기공의 공명특성에 따른 스피커 자체의 공명특성의 변화를 조사하였다.

제안 방법

부가적으로 상자의 용적을 변화시킨 측정자료와 통기공의 길이변화에 대한 자료를 실어놓았다. 이 부가적인 특정결과에서 통기공의 직경 및 길이의 변화에 따른 구동 스피커의 Q-factor 변화폭을 확인할 수 있었다.
임피던스를 측정하기 위한 장비로는 Real Time Audio Analyzer인 ASA-IK 사용하였고, 주변 환경에 의한 영향을 배제하기 위해 지상에서 1m 높이의 별도 받침대 위에 스피커시스템을 설치하고 측정히였다.
임피던스를 측정하기 위한 장비로는 Real Time Audio Analyzer인 ASA-Ⅱ를 사용하였고, 주변 환경에 의한 영향을 배제하기 위해 지상에서 1m 높이의 별도 받침 대 위에 스피커시스템을 설치하고 측정히였다.

대상 데이터

상자는 내부 칫수가 가로X세로X깊이가 440x 320x240 mm인 것을 사용하였다.
상자는 내부 칫수가 가로X세로X깊이가 440x 320x240 mm인 것을 사용하였다.
측정에 사용된 스피커는 직경이 125mm이고, DCR이 7.25 ohm인 제품을 사용하였다.

성능/효과

결론

결과적으로 위상반전형 스피커에서 통기공의 직경을 변화시키면 구동스피커의 임피던스 특성이 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
2차봉의 Q-factor들은 상자에 결합되지 않은 경우와 비교해 QMS 값은 약 2배 이상 증가하였고, QES 값 역시 2배이상의 증가를 나타내고 있고, QTS 값 역시 2배 이상의 증가를 보여 주고 있다. 그리고, 밀폐된 상자의 경우와 비교하면, QES 값은 비슷한 수준의 값을 가지나, QES값의 증가가 나타나는 것을 볼 수 있고, 최종적으로 QTS 값의 증가를 나타내고 있다.
이 결과를 보면, 동일한 용적의 상자에서 통기구의 직경이 커짐에 따라 1차봉의 경우에는 QMS 값이 중가하는 것을 볼 수 있다.
다음의 [표 6]은 통기공의 직경 변화에 따른 Q-factor들의 값을 정리한 것이다. 이 결과를 보면, 동일한 용적의 상자에서 통기구의 직경이 커짐에 따라 1차봉의 경우에는 QMS 값이 증가하는 것을 볼 수 있다. 그러나 QES 값은 작아지는 것을 알 수 있고, QTS 값은 결과적으로 작아지는 것으로 나타난다.
부가적으로 상자의 용적을 변화시킨 측정자료와 통기공의 길이변화에 대한 자료를 실어놓았다. 이 부가적인 특정결과에서 통기공의 직경 및 길이의 변화에 따른 구동 스피커의 Q-factor 변화폭을 확인할 수 있었다.
최종적으로 2차봉의 QTS 값은 1차봉의 경우와 달리 증가하는 경향을 보이며, 중가율 역시 증가하는 경향을 보이고 있다.
QES의 증가율은 일정하지 않고 증가율이 약 2배씩 상승하는 경향을 보이고 있다. 최종적으로 2차봉의 QTS 값은 1차봉의 경우와 달리 증가하는 경향을 보이며, 증가율 역시 증가하는 경향을 보이고 있다.

후속연구

향후, 상자의 용적변화와 통기공의 길이 변화에 따른 구동 스피커의 특성 변화를 확인하여 관계를 정립할 것이다.
향후, 상자의 용적변화와 통기공의 길이 변화에 따른 구동 스피커의 특성 변화를 확인하여 관계를 정립할 것이다.

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