1. 스피커에서 네트워크 역활

아마도 전체 오디오 시스템중에 음질과 관련하면 스피커가 차지하는 비율이 60~70%이상이라고 한다. 그런데 ​앰프에 전력의 에너지를 100%을 가하면 스피커에서 변환되는 소리에너지는 1~5% 미만이다. 스피커에서 95~99%는 열과 손실로 사라저버리고 5%미만이 소리로 변환되는 아주 효율이 낮은 변환기이다.

스피커는 유닛과 인클로져, 그리고 청취환경에 많은 영향을 미치지만 그 내부에 네트워크의 영향 또한 적지 않다. 물론 네트워크가​ 없는 플레인지 스피커가 좋겠지만, 플레인지는 100Hz의 저역과 13,000 Hz 이상의 초고역 재생에는 한계가 있고, 어지간히 흉내를 내는 음질 좋은 유닛은 값이 상상 이상이고, 그것 마저도 적당히 타협하면서 들어야 하는 단점이 있다.

적어도 아직까지는 인류가 찾아낸 소리의 재생은, 저역은 구경이 큰 우퍼가 담당하고 중고역은 효율이 높은 드라이버가 담당하도록 네트워크로 분할시켜 저역과 중고역을 공급하는 2WAY 유닛을 사용한 스피커가 최선이 아닐까하는 생각이 든다.​

​2. 네트워크 임피던스 결정

네트워크를 만들기 위해서는 먼저 분할되는 주파수(Cross Over 주파수)를 결정하고, 유닛에 맞는 임피던스를 정하여 L과 C값을 결정하여야 한다.

그런데 여기서 임피던스는 유닛에 표시된 임피던스(Nomal Impedance)로 하여야 할 것인가?

아니면 분할되는 주파수에서 임피던스를 측정하여 그것을 기준으로 하여야 하는가? 하는 문제이다.

전편에 5회에 결처 연제한 '스피커 네트워크 이해'로 본다면 위 질문에 대한 답은 당연히 후자이어야 한다.

Cross Over Point에서 임피던스가 달라지면 크로스오버 포인트도 옮겨가고, 두개의 유닛이 표현하는 합성 이득곡선도 일그러진다.

3. Nomal Impedance의 이해

여기서 스피커 뒷면에 표시된 임피던스값(​Nomal Impedance)을 이해하여야 한다.

IEC/EN 60268-5에 의하면 "스피커 생산자는 스피커의 전대역에서 최저임피던스의 1.25배를 초과하지 않토록 정격임피던스로 표시하여야 한다"로 권고되어 있다.

즉 스피커의 뒷면에 표시된 임피던스는 최저 임피던스의 1.25배 미만의 값일 뿐이지 우리가 분할하고자 하는 크로스오버 포인트의 임피던스가 될 수 없다는 것이다.

참고로 일번적인 스피커의 등가회로와 임피던스 곡선은 아래와 같다.

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- 임피던스 : 8 옴​

- 최저공진주파수​ : 100 Hz

- 최저 임피던스 : 6.4 옴​

- 100 Hz에서 임피던스 : ​60옴

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4. Cross Over Point에서 임피던스 측정방법

​유닛의 특정주파수(예들들어 Cross Over Point)를 측정하기 위해서는

- 주피수 발진기

- 파워앰프 (출력 3~10W 정도)

​- 잔압측정기

- 고정 저항 (10W 10 Ohm) 등이 필요하다.

아래 그림과 같이 연결하고 ​분할주파수 부근에서 3회이상 전압을 측정하고 아래와 같이 계산하면 분할지점에서 임피던스를 측정할 수 있다.

다만, 유닛은 인클로저나 혼에 사용상태로 장착하고 측정하여야 하며, 사용조건이 변하면 미세하지만 임피던스도 변한다.

[계산식]

발진전압 : 500 Hz에서

입력전압(Vin) 1V, 삽입저항 R = 10 ohms, 스피커 전압 Vs = 400 mV 일때

저항양단의 전압 (Vr)은 Vr = Vin - Vs = 1 - 0.4 = 0.6 V
전류 I  = Vr / R   = 0.6 / 10 = 0.06 A
​스피커 임피던스 Z  = Vs / I   = 0.4 / 0.06 = 6.67 Ohms 

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※ 500Hz에서 유닛의 임피던스 값은 6.67 이다. 

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