라우드스피커 시간 정렬

확성기 시간 정렬은 일반적으로 단순히 "시간 정렬" 또는 "시간 정렬"이라고 부르는 말로, 여러 드라이버(우퍼, 중간 범위, 트위터 등)를 사용하여 넓은 오디오 범위를 커버하는 확성기 시스템에 적용되는 용어다. 그것은 과도 응답을 교정하고 정확성을 향상시키며, 비 동축 드라이버의 경우 교차 주파수에서 직선성 또는 로브 기울기를 개선하기 위해 하나 이상의 운전자(2방향 이상)에서 나오는 소리를 지연시키는 것을 포함한다. 사운드 출력이 진정으로 동시에 이루어지도록 개별 드라이버의 앞뒤 간격을 조정한다.

배경

1975년에 에드 롱은 로널드 J와 협력했다^[1]. Wickersham은 확성기 시스템을 Time-Align하는 첫번째 기술을 발명했다. 1976년 롱은 제54회 AES 컨벤션에서 다방향 확성기 시스템의 개선된 교차 네트워크를 설계하기 위해 시간 경보 발생기를 사용하는 것을 시연하는 "확성기 시스템 설계를 위한 시간 경보 기술"^[2]을 발표했다. 이 기법은 교차 주파수를 관통하는 다양한 사각 펄스의 주관적 평가에 의존했다. Time-Align Generator는 볼 수 있도록 오실로스코프의 펄스를 잠갔다. 타임 얼라인먼트 기법은 1977년에 도입된 URI 813 스튜디오 모니터에^[3] 롱이 사용하였다. 롱은 1970년대 후반부터 90년대까지 타임 얼라인먼트 기법을 이용해 현장 스튜디오 모니터 근처에서 제조하기도 했다. 1977년 Long의 상표인 Time-Align과 이후 파생상품인 Time-Alignment 및 Time-Alignment를 상표화했다(대시를 포함해야 함). URI, 백엔드 확성기 등에 타임 얼라인드 상표 등록.

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하이파이 오디오는 확성기가 녹음된 자료를 충실하게 재생할 수 있어야 하기 때문에, 오디오 스펙트럼을 더 잘 커버하는 확성기가 하이파이 성능을 더 높일 수 있을 것으로 보인다. 따라서 대부분의 하이파이 확성기는 오디오 주파수를 만족스럽게 커버하기 위해 여러 개의 드라이버를 사용한다.

적어도 그러한 확성기는 우퍼(또는 중간/중간 우퍼)와 트위터를 사용하는 양방향일 수 있다. 하이엔드 확성기는 3방향 또는 4방향일 수 있다. 이 글과 단순성을 위해 우퍼와 트위터로 구성된 2방향 스피커 시스템을 가정할 것이다. 우퍼는 오디오 스펙트럼의 하단부를 커버하고, 트위터는 두 주파수 사이의 분할 지점인 상단부를 커버하기 때문에, 교차 주파수에서 양쪽 드라이버의 출력은 최고점이나 최저점 없이 원활하도록 음향적으로 합해야 한다. 그렇지 않으면 확성기 신호등이 없다.r은 소리를 색칠한다고 한다.

2방향 스피커의 대표적인 특징은 교차 주파수에서 우퍼와 트위터의 중심 사이의 물리적 거리로 인해 조합에서 나오는 소리는 전방향성이 아니라 로베딩이라는 것이다. 로브 영역 내에서 교차 주파수에서의 소리 수준은 로브 외부와 비교했을 때 훨씬 높다. 따라서 확성기 설계자들은 가능한 한 지름이 작은 드라이버를 사용하여 주엽 사이에 더 가까운 간격을 두도록 함으로써 주엽을 가능한 한 지방으로 만들려고 한다. 그러나 관심 빈도가 가장 낮으면(바스) 우퍼의 지름이 더 낮아진다. 그러므로, 그러한 연설자들은 항상 배회할 것이다.

로브 기울임

일반적인 2방향 스피커는 앞에서 언급한 바와 같이 우퍼와 트위터를 사용한다. 보통 트위터는 우퍼보다 훨씬 작고 얇다. 즉, 운전자의 복사 표면(설계에 따라 음성 코일 또는 돔/먼지 캡에서 "음향 중심"이라고도 함)이 동일한 평면에 있지 않다는 것을 의미한다. - 트위터의 복사 표면은 대개 동일한 평면 패널에 장착될 때 우퍼의 앞쪽에 있다. 이 물리적 오프셋은 20-40mm의 순서가 될 수 있지만, 일반적인 교차 주파수(최대 1kHz)에서 이 오프셋은 주엽이 기울어지게 하기에 충분하다. 아래 이미지는 다음을 나타낸다.

우퍼는 트위터 아래에 위치한 둘 중 더 크다. 이것은 가장 일반적으로 사용되는 2방향 구성이다. 보다시피 트위터는 훨씬 얇고 음향 중심은 우퍼의 음향 중심보다 앞서 있다. 이 때문에 두 운전자가 동일한 주파수를 생성하기 때문에 크로스오버 주파수에서 트위터의 음파는 우퍼의 음파보다 청취 위치 P에 먼저 도달한다. 이 때문에, P에서는 이상적이지 않은 파도의 합이 있다(파도를 강화하거나 취소할 수 있다). 따라서 주엽은 위치 P'를 향해 P에서 멀어진다(이 특정 스피커의 경우 P보다 낮다).^[4]

시간 정렬을 통한 로브 틸팅 보정

대부분의 경우 기울어진 로브는 문제가 없으며 실제로 많은 스피커 시스템은 시간 정렬을 사용하지 않는다. 그러나, LR4 또는 LR2 크로스오버라고 불리는 크로스오버의 종류가 있는데, 이 크로스오버는 그것을 사용하는 스피커에게 시간 정렬을 가치 있게 만드는 특정한 독특한 특징을 가지고 있다. 이 특정 교차점에는 교차 주파수에서 전기 합계가 평탄하고(즉, 피크나 딥이 없으며), 우퍼와 트위터로 전송되는 신호는 항상 위상(LR2 케이스에서 위상 이탈)에 있는 특성이 있다(단순히 트위터의 신호를 반전시켜 보정). 시간 정렬된 확성기와 함께 사용할 때, 확성기의 주엽은 이제 정확히 정방향(즉, 직선)을 가리키며, 응답하는 3dB 피크가 없다. 이는 LR2 또는 LR4 크로스오버를 버터워스 유형과 비교하여 오디오에 이상적이게 만든다. LR 크로스오버가 없더라도 메인 로브가 앞으로 향하도록 하여 스피커가 청취 위치를 균등하게 밝혀 전체적인 시스템 성능(이미징 또는 청각 등)이 좋아지도록 하는 것이 가치가 있다.^[5]

전기적 시간 정렬

이 기법(보통)에서 트위터의 신호는 위상 변위(일반적으로 트위터가 우퍼보다 앞서기 때문에 지연)된다. 이 위상 이동은 물리적 오프셋으로 인한 우퍼와 트위터의 시간 차이를 보정할 수 있도록 트위터의 음파에 동등한 시간 이동을 도입한다. 가변 위상 편이 필터를 사용하면 물리적으로 어떤 것도 변경하지 않고도 거의 모든 스피커를 시간 정렬하는 것이 매우 쉬워진다. 이 방법은 또한 물리적으로 운전자를 시간적으로 조정하는 것보다 훨씬 쉽고 편리하다.^[6] 단, 청각만으로는 위상 조정을 할 수 없기 때문에 이 경우에는 거의 항상 음향 측정이 필요하다.

물리적 시간 정렬

이 기법에서 운전자는 음향 중심이 동일한 물리적 평면에 위치하도록 물리적으로 상쇄된다. 이 기법은 다른 시간 정렬 수단이 없거나 사용할 수 없을 때 사용된다. 드라이버 정렬을 위해 특별한 전자 장치가 필요하지 않다는 점에서 최종 사용자의 설정을 단순화한다. 단, 이 기법은 음향 센터의 정확한 깊이를 설계 시 알 수 있어야 하며, 따라서 운전자가 탑승하는 스피커의 전면 패널에 물리적 오프셋이 도입될 수 있다.^[6]

이를 위한 일반적인 방법은 전면 패널에 우퍼 뒤 어느 정도 거리에 트위터가 장착되는 '스텝(step)'(위 그림 참조)을 갖는 것이다. 이 단계는 스텝 주위의 트위터의 음파가 회절되어 운전자들 사이의 시간 지연보다 합계에서 더 많은 오류를 일으킬 수 있다.^[7] 스텝 가장자리를 경사진 후 반올림하면 회절을 줄이는 데 도움이 되지만 완전히 제거할 수는 없다. 또한 경사가 점진적일수록 운전자 사이의 수직 분리가 커지며, 이는 다시 교차 주파수에서 로브가 얇아지는 현상(즉, 수직 방향성 증가)을 일으킨다.

트위터를 물리적으로 뒤로 이동하지 않고도 물리적 시간 정렬을 도입하는 또 다른 방법은 스피커 자체를 위로 기울이는 것이다(또는 전면 패널이 수직이 아닌 경사진 상태). 이 방법은 물리적 축 평면 자체를 위쪽으로 기울게 하므로 필요한 축 평면에 맞춰 물리적 평면을 가상으로 가져온다. 그러나 이제 청취 위치는 모든 주파수에서 어느 한 운전자에 비해 축이 벗어났다.^[7] 이것은 어떤 스피커에 대해서도 할 수 있고 시행착오를 통해 스피커를 더 쉽게 설치할 수 있다는 점에서 (특히 스피커 자체를 위로 기울이는) 모든 방법 중 가장 간단하다.

참고 항목

• 어쿠스틱 러빙
• 미더우퍼-트위터-미더우퍼(운전자를 시간 조정하지 않고도 로브가 기울어지도록 보정하는 기법)

참조