스피커의 임피던스란 무엇일까요?
임피던스는 직관적으로 보면 아주 혼동하기 쉽습니다.
그리고 일부 유명 오디오 유튜버들의 입을 통해
“스피커가 재생을 잘 못하는 음역대는 임피던스가 높게 나온다.”
라는 잘못된 정보가 돌아다니는 것을 보았고, 필히 정보글을 적어야겠다는 생각이 들었습니다.
스피커의 임피던스 그래프는 이렇게 생겼습니다.
그리고 세로축의 단위가 옴이기 때문에 단순히 저항이라고 생각하시고 받아들이기 쉬운데요,
여기서 모든 오해가 시작됩니다.
이제 본격적으로 시작해보겠습니다.
1.모터
스피커의 드라이버는 영구 자석과 코일로 이루어진 일종의 모터입니다.
그리고 모터를 뒤집으면? 바로 발전기가 되지요.
그 말은 즉, 스피커의 터미널(단자)에선 스피커의 구동에 의해 실시간으로 전기가 만들어진다고 볼 수 있습니다.
그리고 이것을 주파수별로 측정한 것이 바로 이 임피던스 그래프입니다.
(주제를 단순화하기 위해 이렇게 표현했지만, 정확히 이것만 포함하진 않습니다.)
2.공진
질량과 탄성이 있는 모든 것은 특정 주파수에서 공진합니다.
그리고 스피커에서는, 운동 질량과 복원력이 서로 상쇄되는 지점을 의미하지요.
(갑자기 어려워져서 죄송합니다. 그냥 넘기셔도 좋습니다.)
여기서 중요한 것은..
어쨌든 스피커 드라이버는 특정 주파수에서 공진한다는 것입니다.
그리고 우리는 그것을 스피커의 공진주파수, Fs 라고 부릅니다.
(공진점과 변위 그래프까지 진도를 나가고 싶지만… 다음을 기약..!)
즉, 스피커의 공진점이란 드라이버가 가장 크고 빠르게 움직이는 지점을 의미합니다.
그리고 이제 다시 1번으로 돌아가봅시다.
1번에서는, 스피커는 그 구조 자체로 모터이며 이를 뒤집어 생각하면 발전기가 된다고 말씀 드렸습니다.
그리고 2번에서, 공진주파수는 스피커가 가장 크고 빠르게 움직이는 지점을 의미한다고 배웠어요.
공진주파수에서 스피커라는 발전기를 크고 빠르게 작동시키니, 여기서 생성되는 전기(역기전력, Back or Counter EMF)가 기존 인가된 전압과 반대 방향으로 작용하여 기존 신호가 되는 전류의 흐름을 방해하는데, 이것을 주파수를 축으로 나타낸 것이 스피커의 임피던스 그래프입니다.
그러니까 다시 살펴보면 위 측정된 스피커는 약 42Hz를 중심으로 공진한다고 해석할 수 있지요.
그리고 이쯤에서
“그래서, 이게 저항 아니예요?”
“단위가 Ohm 이잖아요!”
라는 의문이 드실 수 있습니다.
이제 데이터 하나를 더 살펴볼게요!
지금 보여드리는 것은 앞서 임피던스의 예시로 소개한 스피커 드라이버를 측정한 당시 스피커 터미널에 흐른 ‘전류’ 를 측정한 데이터예요.
그러니까 공진점(위 경우 42Hz)이란 스피커 터미널에서 전류가 가장 적게 흐른 주파수라고 볼 수도 있지요.
그런데 앞서 제가 설명 드리기로는, 공진점에선 스피커가 가장 크고 빠르게 움직인다고 설명드렸어요.
결론적으로.. 스피커 임피던스 그래프 상의 피크 부분은 적은 전류로 가장 크고 빠르게 움직이는 주파수를 나타내게 됩니다.
스피커가,
저항에 의해 재생을 잘 못하는 주파수가 아닙니다.
물론 여기까지의 짧은 내용만으로 스피커의 임피던스, 특히 완제품의 측정 데이터를 이해하는 것은 거의 불가능에 가깝습니다.
특히 완제품의 경우 각종 필터의 영향, 포트 또는 패시브 라디에이터, 밀폐형이라 하더라도 갇힌 공기가 복원력 성분에 커플링 되는 특성 등 변수가 굉장히 많아지기 때문입니다.
하지만 임피던스 그래프 피크를 근거로
“이 스피커는 큰 구동력을 필요로 합니다..”
와 같은 잘못된 정보가 퍼지는 것을 막고, 여러분 스스로 현혹되지 않으실 수만 있다면.. 하는 취지에서 작성한 글입니다.
읽어주셔서 감사합니다.
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