스피커 설계와 제작
우퍼와 트위터 섹션의 결합(Combining the Sections)
이제 지금까지 설계한 우퍼 섹션과 트위터 섹션을 결합하여 최종 응답을 얻도록 하자. 두개의 개별
설계파일에 각 섹션에 대한 필터의 모든 정보가 수록되어 있으므로, 메인 시스템 파일을 열고
그곳에 각 섹션에 관한 설계파일들을 옮겨 놓기로 하자.
(1) 파일 → 열기 메뉴를 선택한다.
• Tutor-3 설계파일을 선택한다.
• 열기 버튼을 클릭한다.
(2) Schematic 그래프 선택버튼을 클릭한다.
(3) File → Import Circuit Data 메뉴를 선택한다.
• Tutor-3_Low 설계파일을 선택한다.
• 열기 버튼을 클릭한다.
• 다음 그림과 같이 회로도를 Schematic의 아래쪽으로 옮긴다.
Schematic의 위쪽에는 트위터 섹션에 대한 회로도를 붙여 넣을것이다.
(4) File → Import Circuit Data 메뉴를 선택한다.
• Tutor-3_High 설계파일을 선택한다.
• 열기 버튼을 클릭한다.
• 다음 그림과 같이 회로도를 우퍼 섹션의 위쪽으로 옮긴다.
트위터 섹션에 대한 붙여넣기가 이루어지면 CrossoverShop 프로그램은 자동적으로 부품의
번호가 겹치지 않도록 다시 번호를 부여한다. 이제 우선 작업한 내용을 저장하기로 하자.
(5) File → Save 메뉴를 선택한다. (CTRL-S를 눌러도 된다.)
(6) Circuit → Calculate 메뉴를 선택한다. (F9를 눌러도 된다.)
이제 Guide Curve Library내의 변환기 데이터 곡선을 끄고, System Curve Library내의 곡선
들을 활성화시킬 것이다.
(7) Graph → Guide Curves 메뉴를 선택하고, Hide All을 클릭한후 OK를 클릭한다.
(8) Graph → System Curves 메뉴를 선택하고, Show All을 클릭한후 OK를 클릭한다.
(9) SPL 그래프 선택버튼을 클릭한다.
그러면 우퍼와 트위터 섹션에 대한 SPL응답곡선과 더블어 합쳐진 응답곡선이 다음과 같이
나타난다.
합쳐진 응답곡선의 경우 우퍼 응답곡선에서 트위터 응답곡선으로 넘어가는 크로스오버 점에서
강한 노치가 발생하는 것을 볼수있다. 이것은 트위터와 우퍼간 극성이 잘못 연결되었음을 의미
한다. 트위터의 극성을 반전시킨다음 응답이 어떻게 개선되는지를 살펴보자.
(10) Schematic 그래프 선택버튼을 클릭한다.
• Reverse Polarity에 첵크한다.
• 윈도우를 닫기위해 OK를 클릭한다.
윈도우가 닫혀진 다음 트위터 부품내의 극성을 나타내는 점의 위치가 위쪽에서 아래쪽으로
바뀌어 진 것을 볼수있다. 우퍼 부품내의 극성을 나타내는 점의 위치는 여전히 위쪽에 있다.
(11) Circuit → Calculate 메뉴를 선택한다. (F9를 눌러도 된다.)
(12) SPL 그래프 선택버튼을 클릭한다.
그러면 트위터의 극성을 반대로 한후의 합쳐진 응답곡선을 다음과 같이 볼수있다. 크로스오버
점에서의 강한 노치가 사라진 것을 볼수있다.
크로스오버 영역에서의 응답곡선은 목표로 했던 것보다 더욱 평탄한 형태를 취하고 있다.
이제 극 해석을 시작하기에 앞서 지금까지 설계한 내용을 저장하기로 하자.
(13) File → Save를 선택한다. (CTRL-S를 눌러주어도 된다.)
(14) Circuit → Parameters 메뉴를 선택한다.
그러면 다음과 같이 Circuit Parameters 윈도우가 나타나는데, 여기서 극 곡선계산을 활성화
시켜주어야 한다. Horizontal 혹은 Vertical 곡선을 발생시키도록 선택할수 있으나 두개를 다
선택할 수는 없다. 이것은 두개를 다 선택함으로 인해 너무 많은 수의 극 곡선이 그려지는 것
을 막기위함이다. 극 곡선이 계산되는 주파수는 Frequency List 필드에서 주어진다. 사용자는
열거된 여러 주파수들을 사용하면 된다.
• Polar창의 Direction 필드에서 Horz에 첵크한다.
• Options창에서 Polar Curve Normaliuzation이 비활성화된 것을 확인해야 한다.
• 윈도우를 닫기위해 OK버튼을 클릭한다.
(15) Circuit → Calculate 메뉴를 선택한다. (F9를 눌러도 된다.)
(16) Polar 그래프 선택버튼을 클릭한다.
화면에 아무런 그래프도 나타나지 않은 것을 볼수있다. 극 곡선을 볼수있게 하려면 System
Library내의 곡선 데이터들을 활성화시켜 주어야 한다.
(17) Graph → System Curves 메뉴를 선택한다.
그러면 다음과 같이 System Curve Library 윈도우 화면이 나타나는데, 전체 41개의 곡선
데이터가 수록되어 있는 것을 볼수있다. 극 곡선은 개별 변환기뿐 아니라 합쳐진 응답에
대해서도 생성된다. 각 극 곡선집합은 Circuit Parameters 윈도우에 나타난 모든 주파수에
대해 생성된다. 이들 모든 곡선을 활성화시키면 가독성이 떨어지므로, 우퍼에 대한 극 응답
만을 화면에 나타나도록 활성화시킬것이다.
• #9부터 #19까지의 곡선을 선택하고, CTRL-G를 누른다.
• 윈도우를 닫기위해 OK 버튼을 누른다.
(18) Scale → Auto 메뉴를 선택한다. (F8을 누른다.)
그러면 다음 그림과 같이 여러 개의 극 그래프가 나타나는 것을 볼수있다. 이것은 우퍼에 대한
수평 방향으로의 극 곡선집합이다. 곡선들은 대칭적인 형태를 취하고 있는데, 이것은 우퍼가
(수평적으로) 인클로져의 중앙에 마운트되어 있기 때문에 미리 예견하였던 사항이다.
주파수가 높아지면 음압이 감소하며, 방향성이 증가된다. 크로스오버 주파수에서 DI(Directivity
Index)값이 5.7dB가 되는 것에 주의하자. 주파수가 더욱 높아지게 되면 음압은 더욱 작아져서
그래프의 중앙에 거의 볼수없을 정도로 응축되게 된다.
이제는 Circuit Parameters 윈도우에서 Polar창내의 Direction을 Vert로 바꿈으로서 수직응답에
대해 조사해 보기로 하자.
(19) Circuit → Parameters 메뉴를 선택한다.
그러면 다음과 같이 Circuit Parameters 윈도우가 나타나는데, 여기서 Vertical 곡선을 발생
시키도록 선택하기로 하자.
• Polar창의 Direction 필드에서 Vert에 첵크한다.
• 윈도우를 닫기위해 OK버튼을 클릭한다.
(20) Circuit → Calculate 메뉴를 선택한다. (F9를 눌러도 된다.)
그러면 수직방향의 우퍼 극응답 곡선이 나타나게 된다. 수직방향의 우퍼에 대한 극 응답곡선
은 더 이상 대칭적이 아님을 볼수있다. 이것은 수직방향인 경우 우퍼가 원점이 되는 트위터의
아래에 마운트되어 있기 때문이며, 1.4KHz에서 -35o방향으로 출력이 커지는 것을 볼수
있는데 이곳은 우퍼의 축상이다.
트위터의 수직방향 극 응답을 조사하기 위해서는 System Library 윈도우를 열고 다른 그룹의
곡선들을 활성화시켜 주어야 한다.
(21) Graph → System Curves 메뉴를 선택한다.
그러면 다음과 같이 System Curve Library 윈도우 화면이 나타나는데, 여기서 다음의 작업을
수행한다.
• 모든 곡선을 끄기위해 Hide All 버튼을 클릭한다.
• #20부터 #30까지의 곡선을 선택하고, CTRL+G를 누른다.
• 윈도우를 닫기위해 OK 버튼을 누른다.
그러면 다음과 같이 수직방향의 트위터에 대한 극 응답곡선이 나타난다.
2.5KHz와 같은 중간대역 주파수에서 응답곡선은 매우 비대칭적인 형태를 가지는데, 이것은
인클로져 주위의 회절과 인클로져의 맨위에 마운트된 배플상의 트위터의 위치때문이다.
매우 높거나 낮은 주파수에서는 응답은 비교적 대칭적인 형태를 보이는데, 이들 주파수에서는
인클로져에 의한 영향이 적어지기 때문이다.
이번에는 우퍼와 트위터가 결합된 수직방향의 합쳐진 극응답에 대해 조사해 보기로 하자.
그러기 위해서는 다시 System Library 윈도우를 열고, 다른 그룹의 곡선들을 활성화시켜
주어야 한다.
(22) Graph → System Curves 메뉴를 선택한다.
그러면 다음과 같이 System Curve Library 윈도우 화면이 나타나는데, 여기서 다음의 작업을
수행한다.
• 모든 곡선을 끄기위해 Hide All 버튼을 클릭한다.
• #31부터 #41까지의 곡선을 선택하고, CTRL+G를 누른다.
• 윈도우를 닫기위해 OK 버튼을 누른다.
그러면 다음과 같이 커다란 로브를 가지는 수직방향의 합쳐진 극 응답곡선이 나타난다. 가장
큰 로브는 2.5khz에서 발생되는데, 이것은 크로스오버 영역의 중심 주파수이다.우퍼와 트위터
는 모두 이 주파수에서 큰 출력을 가지기 때문에 상쇄나 증폭도 상대적으로 커지게 된다.
(23) Circuit → Parameters 메뉴를 선택한다.
그러면 다음과 같이 Circuit Parameters 윈도우가 나타나는데, 여기서 Vertical 곡선을 발생
시키도록 선택하기로 하자.
• Polar창의 Direction 필드에서 Horz에 첵크한다.
• 윈도우를 닫기위해 OK버튼을 클릭한다.
(24) Circuit → Calculate 메뉴를 선택한다. (F9를 눌러도 된다.)
그러면 다음과 같이 수평방향의 합쳐진 응답곡선이 나타난다.
응답곡선은 대체로 0o축에 대해 대칭적이다. 하지만 매우 높은 주파수에서는 비대칭성을
보인다. 14Khz와 20Khz에서의 극 응답은 매우 거칠고 커다란 널(Nulls)을 가지는 영역이다.
응답은 마이크로폰의 위치를 조금만 변경시켜도 커다란 변화가 발생한다.하지만 수평방향의
극응답에서는 로브가 관찰되지 않는다. 그이유는 드라이버간의 경로길이가 수평방향에서는
별로 변하지 않기 때문이다. 주파수가 증가하면 DI값이 증가하다가 크로스오버 주파수인
2.5KHz에서 감소하는데, 그이유는 음원의 크기가 변하기 때문이다. 크로스오버 점의 아래
주파수에서는 방사원이 6.5인치 우퍼이나 2.5KHz이상의 주파수에서는 음원이 1인치 트위터
이기 때문이다. 이제 지금까지 작업한 내용을 저장하기로 하자.
(25) File → Save를 선택한다. (CTRL-S를 눌러주어도 된다.)
- Tutor3.JPG (93.3KB)(4)
- cir_param1.JPG (147.0KB)(4)
- cir_param2.JPG (161.4KB)(4)
- cir_param3.JPG (144.2KB)(4)
- guide_curve1.JPG (139.2KB)(4)
- import.JPG (102.5KB)(4)
- import1.JPG (186.5KB)(3)
- import2.JPG (153.3KB)(3)
- polar1.JPG (97.2KB)(3)
- polar2.JPG (284.4KB)(3)
- polar3.JPG (135.6KB)(3)
- polar4.JPG (142.4KB)(3)
- polar5.JPG (138.0KB)(3)
- polar6.JPG (132.3KB)(3)
- polarity.JPG (157.1KB)(3)
- schematic1.JPG (148.1KB)(3)
- schematic2.JPG (236.0KB)(3)
- spl1.JPG (138.9KB)(3)
- spl2.JPG (138.9KB)(3)
- system_curve1.JPG (123.2KB)(3)
- system_curve2.JPG (291.6KB)(3)
- system_curve3.JPG (287.6KB)(3)
- system_curve21.JPG (291.6KB)(3)
