스피커의 구조와 소리 전달 법칙

스피커의 구조

스피커의 구조는 일반적으로 사운드를 생성하기 위해 함께 작동하는 다양한 구성 요소로 구성됩니다. 이러한 구성 요소에는 다이어프램, 음성 코일, 자석, 콘 및 인클로저가 포함될 수 있습니다.

다이어프램은 전기 신호에 반응하여 진동하여 음파를 생성하는 얇고 유연한 소재입니다.

일반적으로 종이, 플라스틱 또는 금속과 같은 재료로 만들어집니다. 보이스 코일은 다이어프램에 부착된 원통형 형태에 감긴 와이어입니다. 전류가 보이스 코일을 통과하면 자석과 상호 작용하여 다이어프램을 움직여 소리를 생성하는 자기장을 생성합니다.

자석은 일반적으로 보이스 코일 주위에 자기장을 생성하는 영구 자석입니다.

전류가 음성 코일을 통과할 때 자기장과 상호 작용하여 다이어프램에 움직임을 생성하여 음파를 생성합니다.

콘은 다이어프램에 부착되어 스피커에서 생성되는 음파를 전달하는 데 도움이 되는 구성 요소입니다.

종이, 플라스틱 또는 금속과 같은 재료로 만들 수 있습니다.

인클로저는 스피커의 외부 케이싱으로 내부 구성 요소를 보호하는 데 도움이 되며 생성되는 사운드의 품질에도 영향을 미칠 수 있습니다.

인클로저는 목재, 플라스틱 또는 금속과 같은 재료로 만들어질 수 있으며 스피커의 성능을 최적화하기 위해 다양한 모양과 크기로 설계될 수 있습니다.

 

스피커는 크게 유닛과 캐비닛으로 구성되어있습니다.

유닛은 소리를 내는 부분이고, 캐비닛은 이 유닛을 보호하는 역할을 합니다.

그리고 우리가 듣는 소리는 진동판이라는 곳에서 발생하는데요, 코일(자석) 주위에 얇은 종이처럼 생긴것이 진동판입니다. 이것이 떨리면서 소리가 납니다.

 

이렇게 떨리는 진동판 위에 보이스 코일이 붙어있는데, 보이스 코일은 자석 주변에 감겨있는 전선같은거라고 보시면 됩니다. 자성이 있어서 서로 밀어내는 힘이 작용하기 때문에 떨림 현상이 생기게 되고, 이로 인해 소리가 나게되는 원리랍니다.

 

스피커 종류 중 인클로저라는 말이 있던데 무슨 뜻인가요?

인클로저는 쉽게 말해 스피커 통이에요. 나무나 플라스틱 등 다양한 재질로 만들어지는데, 내부 공간 크기에 따라 저음/중음/고음역대 재생능력이 달라집니다. 그래서 사람들이 북쉘프형, 톨보이형 등등 부르는 용어가 생기는 거죠.

물론 디자인 차이도 있지만 큰 틀에서는 이러한 특성차이로 구분됩니다.

 

트위터랑 우퍼는 뭐가 다른건가요?

우퍼는 바닥면 전체를 울리는 듯한 느낌을 주는 강력한 저음역재생유닛이구요, 트위터는 고음역대만 재생하는 유닛입니다. 둘 다 없으면 안되는 필수 유닛이지만, 아무래도 음질의 차이는 있겠죠?

스피커를 통한 소리 전달 스피커를 통한 사운드 전송에는 전기 신호를 청취자가 들을 수 있는 음파로 변환하는 작업이 포함됩니다. 전류가 스피커의 보이스 코일을 통과하면 자석과 상호 작용하여 다이어프램을 움직이는 자기장을 생성하여 음파를 생성합니다. 다이어프램의 움직임은 스피커에서 모든 방향으로 바깥쪽으로 이동하는 공기 중에 압력파를 생성합니다.

 

스피커의 신호 전달

이 파동은 인간의 귀에 의해 감지되어 소리로 해석됩니다. 스피커에서 생성되는 사운드의 품질은 구성에 사용된 재료, 인클로저의 모양과 크기, 구성 요소의 디자인을 비롯한 다양한 요인의 영향을 받습니다. 다른 유형의 스피커는 주파수 응답, 감도 및 왜곡과 같이 사운드에 영향을 미치는 다른 특성을 가질 수도 있습니다. 스피커 자체 내의 구성 요소 외에도 스피커가 배치된 환경도 사운드 전송에 영향을 줄 수 있습니다. 방 크기, 모양, 음향 속성과 같은 요소는 모두 청취자가 소리를 인지하는 방식에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

스피커 소리는 어떻게 전달될까요?

우리 귀에만 들리는걸까요? 아니면 공기중으로 퍼져나가는 걸까요? 정답은 둘 다 입니다!

하지만 조금 다른 점이 있다면 귀로 듣는건 직접 진동을 느끼는거고, 공기중으로 퍼지는 건 간접진동이라는 겁니다.

그래서 같은 음량이라도 사람마다 다르게 느낄 수 있답니다. 이번엔 이 두가지 방식 중 어떤 방법이 더 효율적인지 알아볼게요.

소리 전달방식과 음질과는 관계가 있나요?

음질이란 단어 자체가 원래 음악에서의 질을 의미하기 때문에 전혀 상관없다고 말할 순 없지만, 아주 큰 영향을 주지는 않습니다. 오히려 얼마나 많은 양의 정보를 손실없이 전달하느냐가 관건입니다.

예를들어 CD나 MP3같은 음원 파일들을 재생하면 디지털 신호로 변환되는데, 이때 아날로그 형태인 원음(Raw)와는 완전히 다른 데이터이기 때문에 아무리 좋은 기기라도 완벽하게 복원할 수 없습니다.

그렇기 때문에 전문가들은 원본 소스 그대로 듣기보다는 EQ등 여러가지 효과를 이용해서 최적화된 상태로 듣길 권장한답니다.

 

공기중으로 퍼진다면 멀리있는 곳에서도 들을 수 있지 않을까요?

멀리서도 들으려면 크게 만들어야겠죠? 그러면 그만큼 에너지 소모가 커지기 때문에 배터리 수명이 짧아지고, 소음 공해도 심해집니다. 또한 주변 환경에 따라서 왜곡될 확률도 높아져서 실제로 그렇게 들리진 않는 답니다. 반면에 가까이에서는 훨씬 크고 선명하게 들릴 수 있겠죠? 그렇다면 과연 어디까지가 한계일까요? 지금까지는 주로 인간의 청각 범위 안에서만 연구되어왔지만 최근에는 뇌파를 이용한 기술들이 많이 개발되고 있어서 앞으로는 더욱 다양한 분야에서 활용될 예정입니다. 아직 갈길이 멀지만 계속 발전하다보면 언젠가는 이어폰 없이도 영화관처럼 생생하게 즐길 수 있는 날이 올지도 모르겠네요.