스피커 설계와 제작

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(9)

Tindrum — Sun, 27 Jun 2010 14:12:35 +0900

37. Graph → System Curves를 선택한다.

        SPL@1M,0H,0V Sum(C)를 선택하고 Copy버튼을 누른후 OK를 클릭한다.

38. Graph → Guide Curves를 선택한다.

       위와같이 Curve #10을 선택하고 Paste버튼을 누른다음 OK버튼을 클릭한다.

39. Graph → System Curves를 선택한다.

       Hide All버튼을 누른후 Ok를 선택한다. SPL버튼을 누르면 다음과 같은 그림을 볼수있다.


위 SPL그래프를 평탄하게 만들기 위해 Digital FIR Frequency Sampling방법을 사용하기로한다. 우선 위의 그래프를
Inverting 시켜주어야 한다.

40. Processing → Unary Math Operations를 선택한다.

       위와같이 Guide Curve필드에서 10 SPL@1M, 0H, 0V Sum(C)를 선택하고 Exponentiation에 첵크하고 -1을 기입한다.
       그다음에 Execute버튼을 누르면 다음과 같이 SPL곡선이 뒤집히는것을 볼수있다.


41. Processing → Unary Math Operations를 선택한다.

42. Schematic버튼을 누른다.
43. Synthesis → Digital FIR Frequency Sampling을 선택한다.

       위와같이 선택하고 OK버튼을 누르면 FIR소자가 나타나는데 이것을 다음과 같이 연결한다.


44. Circuit → Calculate를 선택한다. SPL그래프는 다음과 같다.


이상으로 FIR 크로스오버 회로설명을 마치고자 한다. Filtershop프로그램과 비교했을때 CrossoverShop은 그 기능이 많이
떨어지는것을 발견할수 있었다. 하기야 CrossoverShop의 가격은 FilterShop가격의 절반밖에 되지 않는다.
또한 FIR 크로스오버를 설계할때 Wizard를 동작시켜 감쇄량과 Transition영역의 크기에 따라 필터의 차수 N이 어떻게 주어
지는지를 미리 알아보는것도 FIR 크로스오버 회로를 실수없이 설계하는데 중요할것 같다는 생각이 든다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(8)

Tindrum — Fri, 25 Jun 2010 12:05:50 +0900

우퍼, 미드레인지, 트위터에 대한 크로스오버 회로설계가 끝났으므로 이들을 한곳에 모아 결합된 SPL특성이 평탄해
지는지를 관찰해볼 필요가 있다.

32. File → Open을 선택하여 FIR_ALL파일을 연다.
33. File → Import Circuit Data를 선택하여, Woofer, Midrange, Tweeter의 크로스오버 회로를 가져온다.

34. Circuit → Calculate를 선택한후 SPL버튼을 눌러보면 다음과 같은 그래프를 볼수있다.

      크로스오버 회로로 사용할수 없을정도록 결합된 특성은 왜곡이 많다. 도대체 왜 그럴까? 그이유는 FIR필터에서 발생되는
      시간지연은 필터의 차수에 비례하는데, 우퍼와 미드레인지, 트위터에서 사용되는 FIR필터의 차수가 서로 다르기 때문이다.
      따라서 시간지연만을 가지는 FIR필터를 우퍼와 트위터의 크로스오버 회로에 삽입시켜 주어야 하는데 우퍼, 미드레인지,
      트위터에서의 시간지연이 동일하도록 삽입되는 필터의 차수를 결정해야 한다. 자세한 사항에 대해서는 FilterShop사용법
      설명중에서 디지털 오디오 FIR 크로스오버 회로의 설계(5)를 보기 바란다.

35. 다음과 같이 순수한 지연만 가지는 FIR필터를 트위터와 우퍼에 추가한다.

      위와같이 트위터에 추가되는 FIR필터의 차수는 우퍼의 차수의 1/2인 360이고, Coef 360의 값만 1이고 나머지는 모두
      0의 값을 가진다.

      위와같이 우퍼에 추가되는 FIR필터의 차수는 트위터의 차수의 1/2인 36이고, Coef 36의 값만 1이고 나머지는 모두 0이다.

36. Circuit → Calculate를 선택한후 SPL버튼을 눌러보면 다음과 같은 그래프를 볼수있다.

      참고로 Votage버튼을 누르면 우퍼, 미드레인지, 트위터의 전달함수를 그림으로 볼수있다.

       위의 SPL그래프를 보면 크로스오버 주파수 근처에서의 심한 왜곡은 없어졌지만 트위터의 레벨이 너무높고, 왜곡또한
       상당히 큰것을 볼수있다. 이것을 조절하여 특성을 더욱 평탄하게 만들어 보자.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(7)

Tindrum — Fri, 25 Jun 2010 10:57:23 +0900

다음은 미드레인지에 대한 크로스오버 회로를 설계할 차례인데 대역통과 필터를 직접 선택하는 대신에, 미드레인지의
크로스오버 회로가 저역부분은 우퍼의 크로스오버 특성과 상보(Complementary)관계를 이루고, 고역부분은 트위터의
크로스오버 특성과 상보관계를 이룬다는 점을 이용하여 고역통과 필터와 저역통과 필터의 곱으로서 미드레인지의
크로스오버 회로를 표현하고자 한다.

28. Synthesis → Digital FIR Window Filters를 선택한다.

      위와같이 선택하고 OK버튼을 누른다. 위세팅에서 Transformation에서 Highpass를 선택한것 외에는 우퍼의
      크로스오버 선택시와 동일하다는 점에 주의하자.

29. Synthesis → Digital FIR Window Filters를 선택한다.

       위와같이 선택하고 OK버튼을 누른다. 위 세팅에서 Transformation에서 Lowpass를 선택한것 외에는 트위터의
       크로스오버 선택시와 동일하다는 점에 주의하자.

30. Edit → Add를 선택하여 다음과 같이 회로를 완성시킨다.


31. Circuit → Calculate를 선택하면 SPL화면에서 다음과 같은 그래프를 볼수있다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(6)

Tindrum — Fri, 25 Jun 2010 10:32:41 +0900

26. File → Open을 선택하고 Midrange파일을 Open한다. 그리고 Schematic버튼을 누른다.
27. Editor → Add → Transducer를 선택한다.

        그러면 위와같이 스피커 모양이 화면에 나타나는데 그위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한다.

         우퍼의 좌표로서 X= 4.25인치, Y= -4.5인치, Z= -2인치를 입력하고, Spl/Imp Curves탭을 누른다.

         위와같이 Spl Curve를 선택하고 Guide 버튼을 누르면 Guide Curve Select화면이 나오는데 미드레인지 SPL
         데이터인 3W_C13_S파일을 선택하고 OK를 누르면 Name에 SPL 데이터가 기록된다. 다음은 Imp Curve를 선택하고
         Guide 버튼을 누르면 Guide Curve Select화면이 나오는데 여기서 3W_C13_Z파일을 선택하고 OK를 누르면 Name에
         미드레인지의 임피던스 데이터가 기록된다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(5)

Tindrum — Fri, 25 Jun 2010 09:16:21 +0900

순서대로 한다면 미드레인지에 대한 크로스오버 회로를 설계할 차례이지만 순서를 바꿔 트위터에 대한 설계를 먼저 하기로
한다. 트위터에 대한 설계를 먼저하는 이유는 설계를 진행해 가면서 자연히 알게될 것이다.
18. File → Open을 선택해서 Tweeter파일을 연다.
19. Schematic 버튼을 누른다.
20. Editor → Add → Transducer를 선택한다.

        그러면 위와같이 스피커 모양이 화면에 나타나는데 그위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한다.

         위와같이 세팅된 상태에서, Spl/Imp Curves탭을 누른다.

         위와같이 Spl Curve를 선택하고 Guide 버튼을 누르면 Guide Curve Select화면이 나오는데 트위터 SPL데이터인
         3W_D25_S파일을 선택하고 OK를 누르면 Name에 트위터 데이터가 기록된다. 다음은 Imp Curve를 선택하고 Guide
         버튼을 누르면 Guide Curve Select화면이 나오는데 여기서 3W_D25_Z파일을 선택하고 OK를 누르면 Name에
         트위터의 임피던스 데이터가 기록된다.


21. Synthesis → Digital FIR Window Filters를 선택한다.


22. Kaiser를 선택하고, Fsampling으로서 48K, Fcorner로서 200, Stopband Atten으로서 100, FIR Filter Order로서 72를
     입력한다. 처음 FIR 크로스오버에 대해 설명을 시작하면서 언급했던 바와같이 FIR필터의 경우 천이폭은 선형 주파수
     기반하에서 규정되지만 크로스오버 회로는 Log 주파수 기반하에서 규정되기 때문에 크로스오버 주파수의 천이폭을
     크로스오버 주파수 값에 따라서 가변시켜야 한다. 따라서 우퍼의 경우 크로스오버 주파수가 200Hz일때 차수가
     720이었기 때문에 크로스오버 주파수가 2KHz인 트위터의 경우 FIR필터의 차수는 72가 되어야 한다.
     그러면 다음 그림과 같이 Ftransition이 4.2149K로 바뀌는 것을 볼수있다.

       OK버튼을 누르면 Schematic화면은 다음과 같이 바뀌게 된다.

23. Editor → Add를 선택해서 다음과 같이 회로도를 완성한다.

24. Vsource소자위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한다.

25. Circuit → Calculate를 선택한다. Schematic버튼을 누르면 다음과 같은 그래프를 볼수있다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(4)

Tindrum — Fri, 25 Jun 2010 06:12:12 +0900

13. Synthesis → Digital FIR Window Filters를 선택한다.


14. Kaiser를 선택하고, Fsampling으로서 48K, Fcorner로서 200, Stopband Atten으로서 100, FIR Filter Order로서 720을
     입력한다. 그러면 다음 그림과 같이 Ftransition이 426.7518로 바뀌는 것을 볼수있다.

       OK버튼을 누르면 Schematic화면은 다음과 같이 바뀌게 된다.

15. Editor → Add를 선택해서 다음과 같이 회로도를 완성한다.

16. Vsource소자위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한다.

17. Circuit → Calculate를 선택한다. Schematic버튼을 누르면 다음과 같은 그래프를 볼수있다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(3)

Tindrum — Thu, 24 Jun 2010 19:02:32 +0900

8. File → Save As를 선택하고 Tweeter로 파일을 저장한다.
9. File → Save As를 선택하고 Midrange로 파일을 저장한다.
10. File → Save As를 선택하고 Woofer로 파일을 저장한다. 우선 우퍼의 크로스오버 회로를 설계하기로 한다.
11. Schematic 버튼을 누른다.
12. Editor → Add → Transducer를 선택한다.

        그러면 위와같이 스피커 모양이 화면에 나타나는데 그위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한다.

         우퍼의 좌표로서 X= 1.5인치, Y= -12.5인치, Z= -3인치를 입력하고, Spl/Imp Curves탭을 누른다.

         위와같이 Spl Curve를 선택하고 Guide 버튼을 누르면 Guide Curve Select화면이 나오는데 우퍼 SPL데이터인
         3W_P25_S파일을 선택하고 OK를 누르면 Name에 우퍼 데이터가 기록된다. 다음은 Imp Curve를 선택하고 Guide
         버튼을 누르면 Guide Curve Select화면이 나오는데 여기서 3W_P25_Z파일을 선택하고 OK를 누르면 Name에
         우퍼의 임피던스 데이터가 기록된다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(2)

Tindrum — Thu, 24 Jun 2010 18:50:24 +0900

3. File → New를 선택한다.
4. 여러개의 윈도우 중에서 하나를 최대화 시키고 File → Save를 선택하고 FIR 폴더를 새로 만들고 FIR폴더안에
    FIR_ALL 파일로서 저장한다.
5. Utilities → Import Curve Data를 선택하고 다음 그림과 같이 Left Vert Data필드에서 SPL을 선택하고, dB에 첵크한다.
    Guide Curve Entry필드에서 1을 선택하고, 아랫쪽 윈도우 좌측에서 Drive Data 폴더를 선택하여 클릭한다.
    그러면 오른쪽 윈도우가 나타나는데 3W_C13_S, 3W_D25_S, 3W_P25_S를 함께 선택한다.(Ctrl키를 누른상태에서 마우스
    포인터를 올리고 클릭하면 된다.) 그다음에 Execute버튼을 누르고 Exit버튼을 누른다.

    그러면 다음과 같이 SPL그래프를 볼수있는데 색깔이 지정되지 않았기 때문에 색깔을 지정하기로 하자.


6. Graph → Guide Curves를 선택한다.

     위와같이 3W_C13_S에는 핑크색을 배정하고, 3W_D25_S에는 갈색을, 3W_P25_S에는 빨강색을 배정하기로 하자.
     그러면 그래프는 다음과 같이 된다.


7. 이번에는 임피던스 그래프를 가져오기로 하자. Utilities → Import Curve Data를 선택한다.

      Left Vert Data필드에서 Imp를 선택하고, Lin/Log에 첵크한다. Guide Curve Entry필드에서 5를 선택하고, 아래의 왼쪽
      윈도우에서 Driver Data 폴더를 클릭한후 3W_C13_Z, 3W_D25_Z, 3W_P25_Z를 선택한다. Impedance버튼을 클릭하면
      임피던스 그래프가 나타나지만 아무런 색깔을 배정하지 않았기 때문에 3W_C13_Z에는 청색, 3W_D25_Z에는 녹색,
      3W_P25_Z에는 보라색을 배정하기로 하자. 그러면 그래프는 다음과 같이 된다.

      Guide Curve내에 저장된 내용을 보면 다음과 같다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버 설계(1)

Tindrum — Thu, 24 Jun 2010 14:51:33 +0900

1. 설계 목표
    ㅇ 3-웨이 디지털 FIR 크로스오버
    ㅇ 표본화 주파수 : 48KHz
    ㅇ 크로스오버 주파수 : 200Hz와 2KHz
    ㅇ 최적화된 응답

2. 시제품 데이터
    다음 그림과 같은 3-웨이 인클로져가 제작되었고, LMS측정기를 이용하여 우퍼, 미드레인지, 트위터에 대한 SPL특성과
    임피던스 특성을 측정하였다고 가정한다. SPL 위상특성은 보이스코일에 근접하여 측정된 것이다. 능동 크로스오버의
    경우 임피던스 특성은 필요하지 않지만 편의상 SPL특성과 같이 포함시켰다.



           우퍼의 SPL특성은 3W_P25_S, 임피던스 특성은 3W_P25_Z로 저장되어 있고,
           미드레인지의 SPL특성은 3W_C13_S, 임피던스 특성은 3W_C13_Z로 저장되어 있으며,
           트위터의 SPL특성은 3W_D25_S, 임피던스 특성은 3W_D25_Z로 저장되어 있다고 가정한다.

FIR필터의 종류로 매우 다양한 종류가 존재하고, 그것들을 구현하는 방법도 매우 다양한 방법들이 사용되고 있다.
크로스오버 회로에서 가장 중요한 부분은 FIR필터의 천이영역(Transition band)으로서 천이영역에서 필터들의
응답 그래프를 합쳐서 평탄하게 만드는 것이 주요 목표이다. 그런데 최적필터(Optimal Filter)의 경우 통과영역
(Passband)과 정지영역(Stopband)에 대한 규정만을 가지기 때문에 천이영역에서의 응답을 제어할수 있는 방법이
없다. 따라서 최적필터를 크로스오버 회로설계에 사용하는 것은 적합하지 않다. 그러나 윈도우 방식에 의해 설계되는
FIR필터는 천이영역의 중간이 항상 -6dB이기 때문에 LP필터와 HP필터의 합은 항상 평탄해지는 특성을 갖는다.
따라서 윈도우 방식을 사용하는 FIR필터는 크로스오버 회로설계에 아주 적합하다. Nutall-4T30과 같은 윈도우 방식
FIR필터는 정지대역으로의 감쇠가 고정되어 있는 반면, Kaiser, Dolph, VanderMass, Taylor Series와 같은
윈도우 방식 FIR필터는 정지대역으로의 감쇠를 조절할수 있다. 여기서는 Kaiser 윈도우 방식 FIR을 사용하여 크로스오버
회로를 설계할 예정이며 정지대역으로의 감쇠는 100dB로 잡았다. FIR필터를 크로스오버 회로에서 사용할때 발생되는
다른 한가지 문제점은 천이영역의 폭에 대한 것이다. FIR필터에서 천이폭은 선형 주파수 기반하에서 규정된다.
그러나 크로스오버 회로는 Log 주파수 기반하에서 동일한 천이폭을 갖는다. 따라서 FIR필터를 사용하는 경우에 Log
주파수 기반하에서 동일한 천이폭을 갖게 하려면 크로스오버 주파수의 천이폭을 크로스오버 주파수 값에 따라서 가변
시켜야 한다. 이것은 필터의 차수 차이로 나타나는데, 예를들어 크로스오버 주파수가 200Hz와 2KHz인 경우 필터의
차수는 10:1로 차이가 난다.

우퍼에 대한 FIR형태의 크로스오버 회로설계

아날로그 크로스오버인 경우 우퍼는 4차 Butterworth 6dB 필터를 사용한다.(아래 그림에서 청색 그래프) 이 필터와
가장 근접한 윈도우 방식의 FIR필터가 어떤것인지 알아보기 위해 우선 4차 Butterworth 6dB필터를 그래프로
그린 다음 다음과 같이 천이폭과 차수를 바꿔가면서 가장 근접하는 필터를 찾아 보았다.

     ● Kaiser 100dB      Ft= 200Hz       N= 1534       연두색
     ● Kaiser 100dB      Ft= 300Hz       N= 1023       빨강색
     ● Kaiser 100dB      Ft= 400Hz       N=  767        검정색
     ● Kaiser 100dB      Ft= 500Hz       N=  614        녹색
     ● Kaiser 100dB      Ft= 600Hz       N= 512        회색

따라서 검정색과 녹색사이가 가장 4차 Butterworth 6dB필터와 근접함을 볼수있다. 수차례의 시행착오끝에
Kaiser 100dB Ft= 425Hz N= 720 이 가장 근접함을 알수 있었다. 다음이 이 필터의 그래프이다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 IIR 크로스오버 설계(14)

Tindrum — Tue, 22 Jun 2010 22:24:22 +0900

우퍼, 미드레인지, 트위터에 대한 크로스오버 회로 설계가 마무리 되었기 때문에 이제는 이들을 모두 결합시켜 전체 특성이
평탄해 지는지를 살펴볼 차례이다.

61. File → Open을 선택해서 IIR3.lcd 파일을 열고, Schematic화면이 나오도록 한다.
62. File → Import Circuit Data를 선택해서 Woofer.lcd, Midrange.lcd, Tweeter.lcd 파일을 불러온다.


63. Circuit → Calculate를 선택하면 다음과 같은 응답곡선을 볼수있다.

       2K Hz근처에서 깊은 딥이 발생되는것은 트위터의 극성을 반대로 했기 때문이다. 따라서 극성을 바꿔 주어야 한다.

64. 다음과 같이 트위터의 그림을 더블클릭하고 Reverse에 첵크한다.


65. Circuit → Calculate를 선택한후, SPL버튼을 누르면 다음과 같은 그래프를 볼수있다.


이상으로 디지털 IIR 크로스오버 회로에 대한 설명을 마치려한다. LEAP프로그램과 FilterShop프로그램을 비교하여 볼때
디지털 IIR 크로스오버의 경우 FilterShop보다 기능이 상당히 축소되어 있는것을 알수있었다. 좀더 여유로운 설계를 하려면
LEAP보다는 FilterShop을 사용하는것이 좋겠다는 생각이 들었다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 IIR 크로스오버 설계(13)

Tindrum — Tue, 22 Jun 2010 21:43:05 +0900

미드레인지에 대한 크로스오버 설계가 끝났으므로 이번에는 트위터에 대한 크로스오버 설계를 하기로 하자.
61. File → Open을 선택하여 Tweeter.lcd파일을 열고, Schematic버튼을 누른다.
62. Synthesis → Digital IIR Bilinear Transform을 선택한다.

       위와같이 선택하고 OK를 누른다.

63. TF Block을 제거하고 IIR 필터소자를 다음 그림과 같이 연결시킨다.


59. IIR필터 소자위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한다.

       위의 화면에서 DSP 컴파일러에 입력시킬 계수의 분모값과 분자값을 볼수있다. 이값들은 Processing탭을 눌러서
       DSP 컴파일러에서 사용되는 데이터로 변환시킬수 있다.

60. Circuit → Calculate를 클릭하면 다음과 같은 SPL그래프를 얻을수 있다.

       File → Save를 선택한다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 IIR 크로스오버 설계(12)

Tindrum — Tue, 22 Jun 2010 21:15:12 +0900

우퍼 크로스오버 회로에 대한 설계가 끝났으므로 이제는 미드레인지 크로스오버 회로에 대한 설계를 할 차례이다.

56. File → Open을 선택하여 Midrange.lcd파일을 열고, Schematic버튼을 누른다.
57. Synthesis → Digital IIR Invariant Transform을 선택한다.

       위와같이 선택하고 OK를 누르면 아날로그 능동 크로스오버와 같은 SPL과 위상 그래프를 얻을수 있다.
       Fsampling은 표본화 주파수이고, Method는 Impulse를 선택했다. Phase그래프가 아날로그때와 불일치를 보이지만
       그래도 Invariant Transform을 한 경우가 오차가 제일 작다.

58. TF Block을 제거하고 IIR 필터소자를 다음 그림과 같이 연결시킨다.


59. IIR필터 소자위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한다.

       위의 화면에서 DSP 컴파일러에 입력시킬 계수의 분모값과 분자값을 볼수있다. 이값들은 Processing탭을 눌러서
       DSP 컴파일러에서 사용되는 데이터로 변환시킬수 있다.

60. Circuit → Calculate를 클릭하면 다음과 같은 SPL그래프를 얻을수 있다.

       File → Save를 선택한다.

LEAP CrossoverShop사용법: 3-웨이 디지털 IIR 크로스오버 설계(11)

Tindrum — Tue, 22 Jun 2010 18:44:15 +0900

→TF Block으로 우퍼, 미드레인지, 트위터에 대한 설계가 끝났으므로 이제는 이들을 IIR변환시켜 주므로서 디지털 IIR
크로스오버 회로로 바꿔 주어야 한다.

51. File → Open을 선택해서 Woofer.lcd파일을 열고, Schematic버튼을 누른다.
52. Synthesis → Digital IIR Matched Z Transform을 선택한다.

       위와같이 선택하고 OK를 누르면 아날로그 능동 크로스오버와 같은 SPL과 위상 그래프를 얻을수 있다.
       Fsampling은 표본화 주파수이고, Fnormalizing은 크로스오버 주파수이다.
       만일 Zero Insertion Factor를 100과 다른 값을 취하도록 하면 위상곡선이 아날로그때와 달라진다.
       Zero Insertion Factor가 100인 경우 SPL곡선과 위상곡선은 Bilinear Transform을 한것과 동일한 그래프를 갖는다.

53. TF Block을 제거하고 IIR 필터소자를 다음 그림과 같이 연결시킨다.


54. IIR필터 소자위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한다.

       위의 화면에서 DSP 컴파일러에 입력시킬 계수의 분모값과 분자값을 볼수있다. 이값들은 Processing탭을 눌러서
       DSP 컴파일러에서 사용되는 데이터로 변환시킬수 있다.

55. Circuit → Calculate를 클릭하면 다음과 같은 SPL그래프를 얻을수 있다.

       File → Save를 선택한다.

LEAP CrossoverShop사용법 : 3-웨이 디지털 IIR 크로스오버 설계(10)

Tindrum — Sat, 19 Jun 2010 21:05:59 +0900

우퍼, 미드레인지, 트위터에 대한 크로스오버 회로 설계가 끝났기 때문에 이제는 이들 크로스오버 회로들을 하나로 결합시켜
전체 응답이 평탄해 지는지를 조사해 보아야 한다.

45. File → Open을 선택하여 Active3 파일을 연다.
46. Schematic 버튼을 클릭하여 Schematic화면으로 옮겨가서 File → Import Circuit Data를 선택해서 다음과 같이 3개의
      회로를 불러온다.


47. Circuit → Calculate를 선택한다.
48. 그러면 결합된 후의 SPL곡선은 다음과 같다.

       2KHz부근에서 심한 딥이 발생되는 이유는 트위터의 극성이 반대로 되었기 때문이다. 트위터의 극성을 바꿔보자.

       위와같이 Tweeter_D그림위에 마우스 포인터를 올리고 더블클릭한후 Reverse에 첵크하고 OK버튼을 누른다.
49. Circuit → Calculate를 클릭한다.
50. 그러면 SPL그래프는 다음과 같이 변화된다.

LEAP CrossoverShop사용법 : 3-웨이 디지털 IIR 크로스오버 설계(9)

Tindrum — Sat, 19 Jun 2010 21:03:44 +0900

34. Synthesis → Analog Active Allpole Filters를 선택한다.

      위와같이 선택하고 OK를 누른 다음 Editor → Add를 선택해서 다음과 같이 회로도를 그린다. 전원의 이름은 GenTweeter
      로 하고 출력전압은 2.83V로 한다.


35. Circuit → Calculate를 선택한다.
36. SPL 버튼을 누른다.
37. Graph → Guide Curves를 선택한후 Hide All 버튼을 선택한다. OK버튼을 누른다.
38. Graph → System Curves를 선택한후 Show All 버튼을 누른다. OK버튼을 누른다. 그러면 다음과 같은 그래프를 볼수있다.

39. Circuit → Optimizer를 선택한다.

       위와같이 Objective Generator탭을 클릭하고 필요한 값들을 선택한다. Guide Curves 필드에서 11을 선택하였는데
       특별한 이유는 없고 단지 Guide #11이 비어있기 때문이다. 목표선의 색깔은 빨강색으로 하였는데 빨강색이 싫으면
       빨강색으로 표시되는 윈도우를 눌러주면 좋아하는 색을 선택할수 있다. 이때 SPL 버튼을 눌러보면 다음과 같이 목표선
       이 그려지는 것을 볼수있다.


       다음에는 Setup탭을 누른다.

       최적화해야할 주파수 범위를 700Hz부터 30KHz까지로 잡고 Optimizer탭을 누른다.

        H1과 H2의 Fp값과 Qp값에 첵크하고 A0는 H1에 대해서만 첵크하기로 하자.
      Optimize 버튼을 누르면 다음과 같이 트위터의 SPL응답곡선이 목표선을 따르도록 최적화되는것을 볼수있다.

        그런데 문제가 하나있다. 10K Hz가 넘아가면 SPL값이 감소하기 시작하는 것이다. 최소한 20K Hz까지는 평탄함이
        유지되어야 하는데 그렇지 못하다. 따라서 10K Hz이상에서 평탄함을 유지하도록 회로의 보정을 해주어야 할 필요가
        있다.

40. Synthesis → Analog Active Equalizers를 선택한다.

       초기값으로서 위와같이 입력하고 OK버튼을 누른다.

41. Schematic버튼을 누르고 다음과 같이 기존의 회로도에 Equalizer를 끼워넣는다.


42. Circuit → Calculate를 선택한다.
43. Circuit → Optimizer를 선택한다.

        Optimize버튼을 클릭하면 다음과 같이 SPL그래프가 바뀌게 된다.

        17KHz까지는 평탄한 SPL응답을 가짐을 볼수있다.

44. File → Save를 선택한다.