글쓴이 : SOONDORI
“빈티지 잡지는, 과거로 가는 좋은 통로이다.” 이하는, 오디오 엔지니어링 매거진 1954년 9월호에서.
* URL : https://archive.org/details/am-1954-09/page/n23/mode/2up?view=theater
“장난하나? 이 바보가 뭐라카노?”
대뜸 현대자동차가 만든, <제 5원소형 자동차>, <이집트 미라형 자동차>가 연상되었다. 결국은 너덜너덜한 유닛이 된다고 하고, 계측을 하지도 않고 무조건 좋다고만 하니… 완전히 돌대가리의 심심풀이 글이라고 생각됨. 그런 것을 정식 기사로 실어준 오디오 엔지니어링 편집자는 무슨 생각을 한 것일까?
그나마… 스피커 구성품을 빼내고 자르고 대체하면서 뭔가를 시도해 보거나 엣지/서라운드를 교체하려고 작심했을 때 대충 읽어볼 가치는 있는 글? 조금 더 유의미한 의미로는, 반면교사(反面敎師) 사례?
Improving Loudspeaker Performance
DAVID B. WEEMS
1달러도 안 되는 비용과 한두 시간의 시간으로 저렴한 라우드 스피커의 저주파 응답을 개선하는 방법.
Barritt과 Briggs의 최근 논문에서는 저렴한 스피커의 콘 서스펜션 컴플라이언스를 높이는 방법을 설명했습니다. Barritt이 제안한 방법은 콘의 테두리를 “슬로팅”한 후 가소제로 처리하는 것이었습니다. Briggs는 천으로 둘러싼 후 스파이더 어셈블리의 일부를 잘라내는 실험을 제안했습니다. 초기 실험 결과 후자의 방법이 더 효과적이지만 다소 위험하다는 것이 입증되었습니다. 또한 천을 통한 접착제 이동으로 인해 최적의 컴플라이언스에 도달하지 못하는 경우도 있었습니다.
이러한 아이디어에서 상당한 실험을 거친 후, 저자는 스피커의 컴플라이언스를 높이는 데 더 우수할 뿐만 아니라, 이 장치를 우퍼뿐만 아니라 일반 스피커로도 사용할 수 있도록 하는 변형 시스템을 개발했습니다.
높은 컴플라이언스의 이점
이상적인 스피커의 가장 중요한 특징 중 하나는 넓은 주파수 응답과 낮은 왜곡입니다. 스피커의 기본 콘 공명은 저음역대와 저주파에서의 왜곡 함량과 밀접한 관련이 있습니다. 혼변조 효과가 증가하고 공명 주파수 이하에서 주파수가 두 배로 증가함에 따라 출력이 급격히 감소하기 때문입니다. 베이스리플렉스 및 혼 장착형 인클로저와 같은 마운팅에서 라우드 스피커를 적절하게 배플링하면 공명 주파수가 낮아지고, 스피커에 낮은 임피던스를 제공하는 앰프는 공명 효과를 최소화한다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 그러나 우리는 스피커 자체의 품질과 이를 개선하는 방법에 관심을 갖습니다.
라우드 스피커의 기본 공명 주파수는 다음 공식을 통해 수학적으로 구할 수 있습니다.
공기 부하가 일정하다고 가정할 때, 이 공식을 살펴보면 콘의 질량이나 컴플라이언스가 증가할수록 공명 주파수가 낮아짐을 알 수 있습니다. 콘의 질량을 증가시키면 공진은 감소하지만, 고주파 응답이 제한되어 과도 특성이 저하됩니다. 따라서 컴플라이언스를 높이는 것이 기본 콘 공진을 낮추는 최선의 방법으로 보입니다. 높은 컴플라이언스는 또한 더 넓은 음역과 더 낮은 왜곡을 얻는 데 도움이 됩니다.
저가형 스피커에서 컴플라이언스가 높으면 보이스 코일이 최대 자속 밀도 영역을 넘어 이동하기 때문에 더 큰 혼변조 왜곡이 발생할 수 있다는 주장이 제기될 수 있습니다. 이에 대한 답은 여러 가지가 있습니다. 첫째, 일반적인 볼륨 레벨에서는 그러한 이동이 발생하지 않을 가능성이 높습니다. 둘째, 만약 이동이 발생한다면 여러 개의 우퍼를 사용하면 이를 제거할 수 있으며, 동시에 가정용 스피커 제작자가 진정으로 우수한 저주파 재생을 달성할 수 있는 가장 실용적인 방법 중 하나를 제공할 수 있습니다. 마지막으로, 과도한 보이스 코일 이동의 이론적 가능성과는 관계없이, 저렴한 스피커에서 컴플라이언스 향상의 최종 결과는 더 나은 사운드였습니다. 스피커 설계에서 우리는 마치 올드 맨 모세처럼 주관적인 즐거움을 선사할 것이 무엇인지 항상 예측할 수는 없습니다. 이 전제를 굳건히 하고 용기를 가지고 이제 스피커 개선 작업을 시작해 보겠습니다.
절차
조립할 재료는 저렴한 8~2인치 스피커와 (그림 1) 가장 부드럽고 얇고 유연한 샤무아(Chamois*) 섬유 조각, 무선 용제(선택 사항), 가정용 접착제, 핀셋, 작은 메스(선택 사항), 이발용 가위 또는 기타 뾰족한 가위, 새 면도날, 그리고 알루미늄 의류 스프링클러 헤드입니다. 샤무아 섬유는 두께와 유연성이 매우 다양하기 때문에 여러 제품을 비교해 보아야 할 수도 있지만, 일반적으로 시중에서 구할 수 있는 작고 저렴한 부품들 중 원하는 특성을 가진 것들이 몇 개 포함되어 있습니다. 알루미늄 스프링클러는 나중에 설명할 매우 저렴한 제품에만 필요합니다.
* 본래는 어떤 영양의 이름인데… 우리 말로는 ‘쎄~무 가죽’.
작업은 깨끗한 작업대나 테이블에서 수행해야 합니다. 먼저, 핀셋으로 먼지 덮개를 떼어냅니다(그림 2). 이때 음성 코일 리드(註. Lead, 연결선)가 손상되지 않도록 주의합니다. 다음으로, 그림 3과 같이 필름 네거티브나 종이 심(Shim)을 중앙 폴 주위에 두어 음성 코일 형태를 제자리에 고정합니다. 일반적으로 폴(Pole) 주위에 같은 간격으로 네 개의 좁은 심을 배치하면 충분합니다. 그런 다음 용제를 사용하여 콘의 바깥쪽 테두리, 프레임, 그리고 개스킷의 접합부를 적실 수 있습니다.
용제가 접착제에 작용하는 동안, 콘의 테두리를 안쪽 주름의 중앙에서 잘라내어(그림 4) 콘의 매끄러운 부분을 지나는 “입술(lips)”을 남길 수 있습니다. 이제 바깥쪽 주름과 개스킷 전체를 들어 올릴 수 있습니다. 용제를 사용할 수 없는 경우, 이 부분을 콘에서 분리한 후 칼로 풀어낼 수 있습니다.
스파이더(註, Spider, 보빈 코일과 Cone 중간에 놓이는 주름진 원형 판)는 메스나 뾰족한 가위로 잘라내어 약 1/2인치에서 3/4인치 너비의 네 개의 띠를 같은 간격으로 남겨야 합니다(그림 5 참조). 이제 콘의 바깥쪽 테두리에 스카치 테이프 네 조각을 일정한 간격으로 붙인 후, 콘에 장력을 가하지 않고 프레임에 고정합니다. 필요한 경우, 심을 제거하고 스피커의 센터링 정확도를 테스트할 수 있습니다. 낮은 주파수를 포함한 큰 음악 구절에 덜거덕거림 없이 반응한다면, 센터링이 적절하게 이루어진 것으로 간주할 수 있으며, 심을 이전처럼 교체할 수 있습니다.
스카치 테이프는 한 번에 한 조각씩 약 5cm 너비의 샤무아 가죽 조각으로 교체해야 합니다(그림 6 참조). 샤무아 가죽 조각은 먼저 콘 테두리를 잘라낼 때 남은 가장자리에 붙인 다음 프레임에 붙입니다. 샤무아 가죽은 주름이 없어질 정도로만 조여야 하지만, 너무 늘어나서는 안 됩니다. 이 작업 후 스피커를 다시 테스트할 수 있습니다.
이제 콘 테두리 주변의 네 개의 큰 틈새는 큰 샤무아 가죽 조각을 잘라서 채워 넣을 수 있습니다. 이 큰 부분은 매우 느슨하게 설치해야 하며, 그림 7의 최종 제품 사진에서 볼 수 있듯이 콘 테두리와 프레임 사이에 깊은 주름이 생깁니다.
이러한 부분은 콘의 앞면과 뒷면 사이의 공기 교환을 막는 것이지, 지지하거나 방해하는 것이 아니므로 느슨하게 남겨두어 네 개의 좁은 띠만 콘을 지지할 수 있도록 합니다. 개스킷은 원래 콘의 잔여물을 잘라내고 다시 접착하여 제자리에 고정해야 합니다.
방진 커버는 Inter에서 설명한 대로 스피커의 최종 용도에 따라 재사용할 수도 있고 재사용하지 않을 수도 있습니다. 모든 경우에 접착제는 아껴서 사용해야 하며, 특히 콘에 사용해야 합니다. 샤무아를 프레임에 접착할 때는 프레임 바깥쪽 테두리 근처에만 접착제를 발라야 합니다. 이렇게 하면 샤무아 서스펜션을 더 길게 하고 유연성을 유지할 수 있습니다.
작업이 완료되면 스파이더에 의해 네 지점이, 그리고 바깥쪽 테두리의 부드러운 샤무아에 네 지점이 매달린 콘이 완성됩니다. 이보다 더 유연한 서스펜션은 상상하기 어려울 것입니다.
라디오 용품점에서 약 5달러에 구입한 일반 교체용 스피커를 이렇게 처리한 후, 10배 이상 비싼 15인치 스피커와 비교했습니다. 저렴한 12인치 스피커는 확연히 더 깨끗해 보였지만, 전체적인 반응은 고유 특성과 저음에 기여하는 콘 공진 제거로 인해 다소 거칠고 날카로웠습니다.
이러한 날카로움은 두 가지 일반적인 방법으로 제거할 수 있습니다. 스피커를 우퍼로만 사용하거나 스피커 자체의 주파수 보정을 사용하는 것입니다. 후자는 저자가 놀라울 정도로 효과적이며 고음역대를 매끄럽게 하는 것으로 확인한 기계적 수단을 통해 달성할 수 있습니다. 이 방법은 교체용 등급의 저렴한 스피커(그리고 10인치 및 12인치 유닛에만 권장)에만 권장되지만, 이러한 유닛은 추가 조정이 가장 필요합니다.
이 방법은 먼지 덮개 대신 원뿔 중앙에 작은 천공 알루미늄 돔을 붙이는 것입니다. 이 돔은 알루미늄 스프링클러 헤드에서 얻을 수 있습니다. 스프링클러는 대부분의 잡화점에서 약 5센트에 구입할 수 있습니다. 돔을 고정하는 테두리는 날카로운 칼날을 그 아래에 넣고 돔에서 들어 올려 제거해야 합니다. 그런 다음 소량의 가정용 접착제를 돔 테두리 주위에 바르고, 위치를 잡은 후 접착제가 굳을 때까지 돔 위에 작은 무게추를 올려 고정합니다. 이제 스피커를 장착하고 테스트해 볼 준비가 되었습니다.
대체 방법
교체용 스피커에 흔히 사용되는 펠트 먼지 커버가 없는 스피커 소유자 중 일부는 샤무아 처리 방식을 채택하고 싶어할 수 있습니다. 이는 약간 다른 기법을 통해 가능합니다. 그림 8에 표시된 GE 1203A가 그 예입니다.
첫 번째 단계는 콘의 주변부가 손상되지 않은 상태에서 스파이더를 잘라내어 서스펜션이 이탈될 위험을 최소화하는 것입니다. 다음으로, 칼로 개스킷 전체를 들어 올려 콘이 프레임에 접착된 상태로 둡니다. 이제 콘 테두리를 안쪽 주름에서 여러 부분으로 잘라내어 콘의 네 부분이 프레임까지 이어지도록 하고, 여전히 제자리에 접착되어 있습니다. 이 부분들은 콘을 중앙에 고정하는 동시에, 네 조각의 샤무아 가죽은 앞서 설명한 대로 틈새 중앙에 균등하게 접착됩니다. 접착제가 굳으면 콘 테두리의 나머지 부분을 제거하고, 평소처럼 큰 샤무아 가죽을 잘라서 제자리에 끼웁니다. 그런 다음 개스킷을 이전처럼 다시 장착하면 작업이 완료됩니다.
성능
작업이 신중하게 이루어졌다면, 이 스피커는 훨씬 더 비싼 단일 유닛 스피커보다 훨씬 더 뛰어난 “존재감”을 제공하며, 훌륭한 재생 성능을 제공할 것입니다. 비용이 많이 들 수 있는 이러한 스피커의 특히 유용한 용도 중 하나는 바이노럴 스피커 시스템으로 사용하는 것입니다. 최근 필자는 로스앤젤레스 필하모닉 오케스트라 KFAC 방송국의 FM 및 AM 송신기에서 바이노럴 방송을 위해 이 스피커 두 대를 사용했습니다.
사운드 재생은 아름답고 사실적이었습니다. 일반적인 모노럴 사용 시 이 스피커는 깨끗하고 조용한 재생을 제공하지만, 고가 시스템만큼의 효율이나 높은 출력 용량은 제공하지 않습니다.
이 스피커는 고가의 고주파 혼만큼 동네 개들을 자극하지는 않을 수 있지만, 저음을 매우 깨끗하게 재생하여 상당히 만족스러운 음악을 제공합니다. 최근의 고품질 녹음 중에는 듣기보다는 듣기가 더 어려운 저주파 사운드가 있습니다. 이러한 사운드의 진정한 효과는 많은 스피커에서 손실되지만, 샤무아(chamois)로 “떠 있는” 유닛 중 하나는 명확하게 전달합니다.
여기서 이 스피커의 한계점을 언급하는 것이 적절할 수 있습니다. 샤무아 가죽이 세심하게 장착되었음에도 불구하고, 콘 주변부에는 상당한 “호흡” 현상이 발생합니다. 이러한 사실 때문에 어떤 종류의 혼 인클로저에도 이 스피커를 사용할 수 없습니다.
원문을 한 번 더 읽어보니… 아무 생각 없는 바보가 아니라, 무책임한 돌대가리인 듯. 글 제목을 바꾸는 게 좋겠다.
