Speaker, Loudspeaker   스피커, 라우드 스피커

1. 스피커 (라우드 스피커, 확성기) 

  ㅇ 전기적 신호를 음파로 바꾸어 방사하는 음향 기기 

  ㅇ 에너지 변환기 
     - 스피커 (전기 에너지 → 음향 에너지)  ↔  마이크로폰 (음향 에너지 → 전기 에너지)


2. 스피커의 특성(사양)

  ㅇ 입력 임피던스
     - 스피커의 곰칭 입력 임피던스  :  4(자동차용), 6(가정용), 8(일반 하이파이), 16(전문용) [Ω]
        . 이처럼 규정된 임피던스는 있으나, 
           .. 굳이 임피던스 정합이라고 하지 않음
        . 주로, 음향장치계에서는, 
           .. 신호 파장에 비해 케이블 길이가 짧아서, 
           .. 특성 임피던스 정합을 중요하게 고려하는 전송선로와는 달리,
           .. 전압 만을 일정하게 유지하는 단순한 방식을 선호
           .. (일명, 정전압/브리징 인터페이스 방식이라고 함)
        . 그 이유는,
           .. 신호 손실 없이, 단일 출력으로, 다수의 높은 부하 임피던스 입력들을 구동 가능
        . 결국,
           .. 앰프(소스) 출력 임피던스는, 되도록 작게, 
           .. 스피커(부하) 입력 임피던스는, 되도록 크게 가져감
           .. 스피커 입력 임피던스 : 보통 4~8 Ω
           .. 오디오 앰프 출력 임피던스 : 보통 0.01~0.5 Ω
           .. 따라서, 앰프 출력 임피던스 ≪ 스피커 입력 임피던스 관계가 되도록 설계됨
           .. 사실상, 스피커 내 음성 코일 등을 구동하는데 많은 전류가 필요함
  ㅇ 출력 음압레벨
     - 스피커에 1 [Watt]를 주었을 때 전방 1 [m]에서 측정된 음압 레벨
     - dB 단위로 표현함
  ㅇ 파워 (전력)
     * 이는, 실제 스피커로부터 나오는 출력 파워(음향 파워)가 아니고, 
        . 전기적으로 허용되는 입력 파워(전력)임
     - 구분 : 피크 전력, 평균 전력
     - 피크 전력 : 장치가 허용하는 최대 순간전력
        . Ppeak = (Vpeak)2 / R
           .. 이는, 일명 PMPO(Peak Music Power Output)라고 하며, 
           .. 스피커 등에서 가능한 순간 최대 음향 출력을 말하며,
           .. 앰프,스피커 등의 제품 비교에 비공식적으로 쓰이는 용어임
     - 평균 전력 : 충분히 긴시간 동안 평균된 전력
        . Pavg = (Vrms)2 / R
  ㅇ 주파수응답 특성
     - 재생 가능한 소리의 주파수 범위
     - 소리의 저음~고음 재현력 표현임
  ㅇ 워터폴(waterfall) 특성
     - 시간축,주파수축,음압을 동시에 나타낸 3차원 그래프
     - 소리의 잔향 및 감쇠 특성 확인, 공진 주파수 식별에 유용함
  ㅇ 위상 특성
     - 입력과 출력 신호 간의 시간 차이
     - 위상 왜곡이 작을수록 자연스러운 소리임
  ㅇ 고조파 왜곡 (THD: Total Harmonic Distortion)
     - 원래 신호에 없는 고조파의 비율
     - THD가 낮을수록 원음에 가까운 깨끗한 재생음을 얻을 수 있음
  ㅇ 지향성 등
     - 소리가 퍼지는 방향성
     - 넓을수록 넓은 청취 영역, 좁을수록 특정 방향에 집중함


3. 스피커의 분류

  ※ ☞ 스피커 분류 참조
     - 변환 방식 : 전자기형, 압전형, 콘덴서형, 리본형
     - 구동 방식 : 다이내믹 스피커, 정전용량형 스피커, 압전효과형 스피커
     - 구조 형상 : 콘형 스피커, 돔형 스피커, 평판형 스피커, 리본형 스피커 등


4. 스피커의 구성 요소

  ㅇ Transducer  :  변환기 (전기 에너지 → 역학 에너지)
     - 종류 : electrodynamic (다이내믹형), electrostatic (정전용량형), piezoelectric (압전효과형) 
  ㅇ Radiator    :  음향 방사기 (역학 에너지 → 음향 에너지)
     - 종류 : cone radiator (콘형), plate radiator (평판형), horn radiator (혼형) 등
  ㅇ Enclosure   :  나무 박스, 플라스틱 박스, 주름상자 어셈블리 등
  ㅇ Crossover   :  음역별로 나누어 여러 스피커 유닛들에게 각각 담당케 함


5. 스피커의 例 (콘 스피커)

   

  ㅇ 에지(서라운드)    : 진동판 바깥부분을 바르게 지지하는 장치
  ㅇ 진동판(Diaphragm) : 대기 중 공기를 진동시키는 부품
  ㅇ 더스트 캡         : 진동판 중앙부에 자기회로에 먼지 침투를 방지하는 역할


6. 스피커의 시스템 구성

  ※ 멀티 웨이(Multi-way), 멀티 채널(Multi-channel) 비교
     * [범례  :  ① 멀티 웨이,  ② 멀티 채널]
     - 기준  :  ① 스피커 내부 구조,  ② 스피커 배치 구조
     - 목적  :  ① 주파수 분할,  ② 공간 음향 구현
     - 구성  :  ① 하나의 스피커 내 주파수 분할, ② 여러 스피커들로 입체적 배치
     - 사례  :  ① 2-way, 3-way 스피커 등,  ② 5.1 채널 서라운드 등

  ㅇ (멀티웨이)
     - 스피커를 하나의 유닛(unit)으로 구성하면 구조가 단순하나,
     - 공연장 등에서는 2~3개 이상의 유닛으로 구성된,
     - 멀티웨이 라우드 스피커 시스템을 주로 사용함

  ㅇ (멀티채널)
     - 공간감 및 입체적 음향 재현을 위해서는,
     - 다수의 스피커를 서로 다른 위치에 배치하는,
     - 멀티채널 음향 라우드 스피커 시스템을 사용함