확성기

확성기(일반적으로 스피커 또는 스피커 드라이버라고 함)는 전기 음향 변환기,^[1] 즉 전기 오디오 신호를 대응하는 ^[2]소리로 변환하는 장치입니다.스피커 시스템(단순히 '스피커' 또는 '라우드스피커'라고도 함)은 하나 이상의 스피커 드라이버, 인클로저 및 크로스 네트워크를 포함한 전기 연결로 구성됩니다.스피커 드라이버는 다이어프램에 부착된 선형 모터로 볼 수 있으며, 모터의 움직임과 공기의 움직임, 즉 소리를 결합합니다.일반적으로 마이크, 녹음 또는 라디오 방송으로부터의 오디오 신호는 원래의 증폭되지 않은 전자 신호에 대응하는 소리를 재생하기 위해 그 모터를 구동할 수 있는 전력 레벨로 전자적으로 증폭된다.이것은 마이크와는 정반대의 기능이며, 실제로 다이내믹 스피커 드라이버는 지금까지 가장 일반적인 타입으로, 이러한 모터를 반대로 사용하는 다이내믹 마이크와 같은 기본 구성의 리니어 모터입니다.

다이내믹 스피커는 1925년 에드워드 W. 켈로그와 체스터 W. 라이스에 의해 미국 특허 1,707,570으로 발명되었다.1929년 4월 2일오디오 신호의 전류가 음성 코일(영구 자석에 의해 생성된 집중된 자기장이 포함된 원통형 갭에서 축 방향으로 이동할 수 있는 와이어 코일)을 통과할 때 코일은 패러데이의 유도 법칙에 따라 빠르게 앞뒤로 이동해야 합니다. 이는 다이어프램 또는 스피커 콘에 부착됩니다.일반적으로 원뿔 모양으로 되어 있기 때문에 공기와 접촉하여 음파를 발생시킵니다.동적 스피커 외에도, 전기 신호로부터 소리를 내는 몇 가지 다른 기술들이 가능하며, 그 중 몇 가지는 상업적으로 사용되고 있다.

스피커가 특히 저주파에서 효율적으로 소리를 내기 위해서는 스피커 드라이버를 방해해야 합니다.이러한 드라이버는 일반적으로 스피커 인클로저 또는 스피커 캐비닛의 형태로 되어 있습니다.대부분은 나무로 만든 직사각형 상자입니다만, 경우에 따라서는 메타입니다.또는 플라스틱입니다.인클로저의 설계는 중요한 음향적 역할을 하므로 결과적으로 음질을 결정합니다.대부분의 고화질 스피커 시스템(오른쪽 그림)에는 각각 가청 주파수 범위의 일부에 특화된2종 이상의 스피커 드라이버가 포함되어 있습니다.가장 높은 오디오 주파수를 재생할 수 있는 작은 드라이버를 트위터라고 하고, 중간 주파수의 드라이버를 미드레인지 드라이버라고 하며, 저주파의 드라이버를 우퍼라고 합니다.가장 낮은 주파수(20Hz~50Hz)의 재생은 종종 자체(대형) 인클로저에서 소위 서브우퍼에 의해 강화됩니다.2방향 또는 3방향 스피커 시스템(드라이버가 2개 또는 3개의 다른 주파수 범위를 커버하는 것)에는 크로스오버 네트워크라고 불리는 소량의 패시브 일렉트로닉스가 있어 전자 신호의 컴포넌트를 스피커 드라이버로 전송하여 이러한 주파수를 가장 잘 재현할 수 있습니다.이른바 파워 스피커 시스템에서는 스피커 드라이버를 공급하는 파워앰프가 인클로저 자체에 내장되어 있습니다.이러한 파워앰프는 특히 컴퓨터 스피커로서 점점 더 일반화되고 있습니다.

소형 스피커는 라디오, 텔레비전, 휴대용 오디오 플레이어, 개인용 컴퓨터(컴퓨터 스피커), 헤드폰 및 이어폰과 같은 장치에 있습니다.더 크고 시끄러운 스피커 시스템은 가정용 하이파이 시스템(스테레오), 전자 악기, 극장 및 콘서트 홀의 음향 보강 및 공공 연설 시스템에 사용됩니다.

용어.

라우드스피커라는 용어는 개별 변환기(드라이버라고도 함) 또는 인클로저와 하나 이상의 드라이버로 구성된 스피커 시스템을 의미합니다.

넓은 범위의 주파수를 균일하게 재생하기 위해 대부분의 라우드스피커 시스템은 특히 높은 음압 수준 또는 최대 정확도를 위해 두 개 이상의 드라이버를 사용합니다.개개의 드라이버를 사용하고, 다른 주파수 범위를 재현합니다.드라이버는 서브우퍼(초저주파수), 우퍼(저주파수), 미드레인지 스피커(중주파수), 트위터(고주파수), 슈퍼트위터(초저주파수)로 명명되어 있습니다.스피커 드라이버의 용어는, 애플리케이션에 따라서 다릅니다.쌍방향 시스템에서는 미드 레인지 드라이버가 없으므로, 미드 레인지 사운드를 재생하는 작업은 우퍼와 트위터로 나누어집니다.홈 스테레오에서는 고주파 드라이버용 트위터를 사용하는 반면, 프로 콘서트 시스템에서는 "HF" 또는 "High"^{[citation needed]}로 지정할 수 있습니다.시스템에서 여러 드라이버가 사용되는 경우 오디오 크로스오버라고 불리는 필터 네트워크는 수신 신호를 다른 주파수 범위로 분리하여 적절한 드라이버로 라우팅합니다.n개의 개별 주파수 대역이 있는 라우드스피커 시스템을 "n방향 스피커"라고 합니다. 양방향 시스템에는 우퍼와 트위터가 있으며, 3방향 시스템에는 우퍼, 미드 레인지 및 트위터가 사용됩니다.그림 타입의 라우드스피커 드라이버는 움직이는 아이언 스피커나 압전 또는 정전 시스템을 사용하는 스피커 등 다른 종류와 구별하기 위해 다이내믹(electrodynamic)이라고 불립니다.

역사

요한 필립 레이스는 1861년 전화기에 전기 확성기를 설치했다. 그것은 선명한 음색을 재현할 수 있었지만, 나중에 개정하면 음침한 ^[3]음성도 재현할 수 있었다.Alexander Graham Bell은 1876년 그의 전화기의 일부로 그의 첫 번째 전기 확성기 (이해할 수 있는 말을 재현할 수 있는 움직이는 철 타입)를 특허 냈고, 1877년에는 Ernst Siemens의 개량된 버전이 이어졌다.이 기간 동안, 토마스 에디슨은 그의 초기 실린더 축음기의 증폭 메커니즘으로 압축 공기를 사용하는 시스템에 대한 영국 특허를 받았지만, 그는 결국 스타일러스에 부착된 막에 의해 구동되는 친숙한 금속 뿔에 정착했다.1898년, Horace Short는 압축 공기로 구동되는 확성기의 디자인 특허를 취득했다; 그리고 나서 그는 1910년 이전에 몇 개의 추가적인 영국 특허를 받은 찰스 파슨스에게 권리를 팔았다.빅터 토킹 머신 컴퍼니와 파테를 포함한 몇몇 회사들은 압축 공기 확성기를 사용하여 레코드 플레이어를 생산했다.압축 공기 설계는 낮은 음질과 낮은 음량으로 소리를 재생하지 못하기 때문에 크게 제한됩니다.설계의 변형은 공개 연설 애플리케이션에 사용되었고, 최근에는 로켓 발사가 만들어내는 ^[4]매우 큰 소리와 진동 수준에 대한 공간 장비 저항을 테스트하기 위해 다른 변형들이 사용되었습니다.

무빙코일

최초의 실험적인 이동 코일 확성기는 1898년 ^[5]올리버 로지에 의해 발명되었다.최초의 실용적인 이동식 코일 확성기는 1915년 캘리포니아 [6]나파에서 덴마크 엔지니어 Peter L. Jensen과 Edwin Pridham에 의해 제조되었습니다.이전의 확성기처럼, 그들은 작은 진동판에 의해 생성되는 소리를 증폭시키기 위해 뿔을 사용했다.젠슨은 특허를 거부당했다.전화 회사에 제품을 판매하는 데 실패하자, 1915년 그들은 목표 시장을 라디오와 공중 통신 시스템으로 바꾸고 그들의 제품을 Magnavox라고 명명했다.Jensen은 확성기가 발명된 후 수년간 Magnavox ^[7]Company의 부품 소유주였습니다.

오늘날 스피커에서 일반적으로 사용되는 움직이는 코일 원리는 1925년 에드워드 W. 켈로그와 체스터 W. 라이스에 의해 미국 특허 1,707,570으로 발행되었다.1929년 4월 2일이전 시도와 Rice 및 Kellogg의 특허의 주요 차이점은 합리적으로 균일한 주파수 ^[8]응답을 제공하기 위한 기계적 매개변수의 조정입니다.

크고 강력한 영구 자석은 일반적으로 합리적인 가격에 구할 수 없었기 때문에 이 최초의 확성기는 전자석을 사용했다.필드 코일이라고 불리는 전자석의 코일은 드라이버에 연결된 두 번째 쌍의 연결을 통해 전류에 의해 통전되었다.이 권선은 보통 초크 코일 역할을 하며 라우드스피커가 ^[9]연결된 앰프의 전원 공급을 필터링합니다.전류 내의 AC 리플은 초크 코일을 통과하는 작용에 의해 감쇠되었습니다.단, AC 회선 주파수는 음성 코일로 전송되는 오디오 신호를 변조하는 경향이 있어 가청 험에 가세했습니다.1930년에 젠슨은 최초의 상업용 고정 자석 라우드스피커를 선보였지만, 당시의 크고 무거운 철 자석은 실용적이지 않았고, 2차 세계대전 이후 경량 알니코 자석이 널리 보급될 때까지 필드 코일 스피커는 여전히 지배적이었다.

최초의 확성기 시스템

1930년대에 라우드스피커 제조업체들은 주파수 응답을 개선하고 음압 ^[10]수준을 높이기 위해 각각 다른 주파수 범위에 최적화된 두 세 개의 드라이버 또는 드라이버 세트를 결합하기 시작했습니다.1937년, 최초의 영화 산업 표준 확성기 시스템인 "극장을 위한 시어러 혼 시스템"^[11]이 메트로-골드윈-메이어에 의해 도입되었습니다.4개의 15인치 저주파 드라이버, 375Hz용 크로스오버 네트워크 세트, 고주파를 제공하는 2개의 압축 드라이버로 구성된 단일 멀티 셀 경음기를 사용했습니다.존 케네스 힐리어드, 제임스 불로 랜싱, 더글러스 시어러 등이 모두 이 시스템을 만드는데 역할을 했다.1939년 뉴욕 세계 박람회에서 플러싱 메도스의 한 타워에 매우 큰 양방향 연설 시스템이 설치되었다.이 8개의 27인치 저주파 드라이버는 Cinaudaph의 수석 엔지니어 역할인 Rudy Bozak이 설계했습니다.고주파 드라이버는 웨스턴 ^[12]일렉트릭사가 만든 것 같다.

Altec Lansing은 1943년에 그들의 가장 유명한 동축 듀플렉스 드라이버가 된 604를 선보였다.15인치 우퍼의 폴피스에 구멍을 뚫어 소리를 내는 고주파 경적을 내장해 근점 성능을 ^[13]발휘했다.Altec의 "극장의 소리" 확성기 시스템은 영화관에 ^[14]필요한 높은 출력 수준에서 더 나은 일관성과 선명도를 제공하는 1945년에 처음 판매되었습니다.Academy of Motion Picture Arts and Sciences는 즉시 그것의 음향 특성을 테스트하기 시작했습니다;^[15] 그들은 그것을 1955년에 영화사 산업 표준으로 만들었습니다.

1954년, 에드거 빌처는 확성기 설계의 음향 서스펜션 원리를 개발했습니다.이는 더 ^[16]큰 캐비닛에 장착된 드라이버에서 이전에 얻을 수 있었던 것보다 더 나은 저음 반응을 가능하게 했습니다.그와 그의 파트너인 Henry Kloss는 이 ^[17]원리를 사용하여 스피커 시스템을 제조하고 마케팅하기 위해 Acoustic Research 회사를 설립했습니다.그 후, 인클로저 설계와 재료의 지속적인 발전은 상당한 청각 ^[18]개선으로 이어졌습니다.

현대 다이내믹 드라이버와 이를 채용한 확성기에서 지금까지 가장 주목할 만한 개선 사항은 콘 소재의 개선, 고온 접착제의 도입, 영구 자석 재료의 개선, 개선된 측정 기법, 컴퓨터 지원 설계 및 유한 요소 분석입니다.저주파수에서는 다양한 인클로저 설계(처음에는 Tielle 설계, 나중에는 Small 설계)가 허용하는 음향 성능에 전기 네트워크 이론을 적용하는 것이 설계 ^{[citation needed]}수준에서 매우 중요했습니다.

드라이버 설계: 다이나믹 스피커

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일반적으로 다이내믹 라우드스피커라고 불리는 가장 일반적인 유형의 드라이버는 가벼운 다이어프램 또는 콘을 사용하며, 일반적으로 스파이더라고 불리는 유연한 서스펜션을 통해 원통형 자기 틈을 통해 음성 코일을 축방향으로 이동하도록 구속합니다.원뿔 중앙에 접착된 보호 더스트 캡은 먼지, 특히 강자성 파편이 틈새로 들어오는 것을 방지합니다.

음성 코일에 전기 신호가 인가되면 음성 코일의 전류에 의해 자기장이 생성되어 가변 전자석이 됩니다.코일과 운전석 자기 시스템은 솔레노이드와 유사한 방식으로 상호 작용하여 코일(따라서 부착된 원뿔)을 움직이는 기계적 힘을 생성합니다.교류를 인가하면 원뿔이 앞뒤로 움직이며 앰프에서 인가되는 전기 신호의 제어 하에 소리가 가속 및 재생됩니다.

다음은 이 유형의 라우드스피커 개별 구성 요소에 대한 설명입니다.

다이어프램

다이어프램은 보통 원추형 또는 돔형 프로필로 제조됩니다.다양한 재료를 사용할 수 있지만 가장 일반적인 재료는 종이, 플라스틱, 금속입니다.이상적인 재료는 제어되지 않는 원뿔 운동을 방지하기 위해 강성이며, 질량이 낮아 시동력 요건과 에너지 저장 문제를 최소화하고, 사용에 따라 결정되는 공진 주파수로 인한 가청 링잉이 거의 또는 전혀 발생하지 않고 신호가 정지된 후에도 지속되는 진동을 줄이기 위해 잘 감쇠되어 있습니다.실제로 이 세 가지 기준 모두를 기존 재료를 사용하여 동시에 충족할 수는 없습니다. 따라서 운전자 설계는 트레이드오프를 수반합니다.예를 들어 종이는 가볍고 일반적으로 습기가 잘 차지만 딱딱하지 않다.금속은 단단하고 가벼울 수 있지만 일반적으로 감쇠가 약하다.플라스틱은 가벼울 수 있지만 일반적으로 더 단단할수록 감쇠가 약하다.그 결과, 많은 원뿔이 일종의 복합 재료로 만들어집니다.예를 들어 원뿔은 탄소섬유, 케블라, 유리, 삼베 또는 대나무 섬유를 첨가한 셀룰로오스 종이로 구성하거나 벌집샌드위치 구조를 사용하거나 추가적인 강화 또는 감쇠가 가능하도록 코팅할 수 있다.

바구니

섀시, 프레임 또는 바스켓은 견고하도록 설계되어 있어 자석 간격과의 중요한 정렬을 변경할 수 있는 변형을 방지하고 보이스 코일이 간격 주위의 자석에 닿을 수 있습니다.섀시는 일반적으로 알루미늄 합금, 무거운 자석 구조 스피커 또는 얇은 판강으로 스탬프됩니다.^[19]성형 플라스틱이나 감쇠 플라스틱 복합 바스켓과 같은 다른 재료들은 특히 저렴한 저질량 운전자들에게 보편화되고 있습니다.금속 섀시는 음성 코일에서 열을 전달하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.동작 중에 가열하면 저항이 변화하고 물리 치수가 변화합니다.또한 극단적일 경우 음성 코일의 니스를 구울 수 있습니다.영구 자석을 소자할 수도 있습니다.

서스펜션

서스펜션 시스템은 코일의 갭 중심을 유지하고 이동 후 원뿔을 중립 위치로 되돌리는 복원(중심화) 힘을 제공합니다.일반적인 서스펜션 시스템은 다이어프램 또는 음성 코일을 하부 프레임에 연결하고 복원력의 대부분을 제공하는 스파이더와 코일/콘 어셈블리의 중심을 잡고 자기 간격에 맞춰 자유로운 피스토닉 모션을 가능하게 하는 서라운드 두 부분으로 구성됩니다.거미는 보통 골판지 원반으로 만들어지며, 강화수지가 함침되어 있다.초기 현수막 형태에서 유래한 것으로, 베이클라이트 소재의 두 개의 동심원 링이 6개 또는 8개의 굽은 다리로 연결되어 있습니다.이 토폴로지의 변형에는 음성 코일의 마찰의 원인이 될 수 있는 입자에 대한 장벽을 제공하는 펠트 디스크의 추가가 포함되어 있습니다.

콘 서라운드는 고무 또는 폴리에스테르 폼, 처리된 종이 또는 파형 수지 코팅 천으로 된 링으로 구성될 수 있으며, 외측 콘 원주 및 상부 프레임에 모두 부착됩니다.이러한 다양한 서라운드 소재, 형태 및 처리 방식은 운전자의 음향 출력에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 각 구현에는 장점과 단점이 있습니다.예를 들어 폴리에스테르 폼은 가볍고 경제적이지만 일반적으로 공기가 어느 정도 누출되고 시간, 오존, 자외선, 습도 및 고온에 노출되어 고장 전 내용 수명이 제한됩니다.

음성 코일

음성 코일의 와이어는 보통 구리로 만들어지지만 알루미늄으로 만들어지며 드물게 은을 사용할 수 있습니다.알루미늄의 장점은 구리에 비해 움직이는 질량을 줄여주는 가벼운 무게입니다.이것에 의해, 스피커의 공진 주파수가 상승해, 효율이 높아집니다.알루미늄의 단점은 납땜이 잘 되지 않기 때문에 연결부를 단단히 압착하여 밀봉해야 한다는 것입니다.음성 코일 와이어의 단면은 원형, 직사각형 또는 육각형으로 할 수 있으며, 자기 간격 공간에서의 와이어 볼륨 커버리지는 다양합니다.코일은 틈새 안에서 동축 방향으로 방향을 잡습니다.코일은 자기 구조의 작은 원형 체적(구멍, 슬롯 또는 홈) 내에서 앞뒤로 움직입니다.간격은 영구 자석의 두 극 사이에 집중된 자기장을 형성합니다. 간격의 외부 링은 한 극이고 중앙 기둥(극 조각이라고 함)폴 피스와 백 플레이트는 종종 폴 플레이트 또는 요크라고 불리는 단일 조각으로 만들어집니다.

자석

자석의 크기와 종류, 자기 회로의 세부 사항은 설계 목표에 따라 다릅니다.예를 들어 폴피스의 형상은 음성코일과 자기장 간의 자기상호작용에 영향을 미치며 운전자의 거동을 수정하는 데 이용되기도 한다.단락링 또는 패러데이 루프는 극 선단 위에 설치된 얇은 구리 캡 또는 자석 극 공동 내에 위치한 무거운 링으로 포함될 수 있다.이 복잡성의 이점은 고주파수에서의 임피던스가 감소하여 고주파 출력의 확장, 고조파 왜곡의 감소 및 일반적으로 대규모 음성 코일 이탈에 따른 인덕턴스 변조의 감소입니다.한편, 구리 캡의 경우 음성 코일 간극이 넓어지고 자기 저항성이 높아집니다.이로 인해 이용 가능한 플럭스가 줄어들기 때문에 동등한 성능을 얻으려면 더 큰 자석이 필요합니다.

전자석은 1950년대까지 악기 증폭기 캐비닛에 자주 사용되었습니다. 전자석은 필드 코일이 전원 공급 초크 역할을 할 수 있는 튜브 증폭기를 사용하는 경우 경제적인 절감 효과가 있었습니다.초기 설계에서 흔히 볼 수 있듯이, 전기적으로 구동되는 필드 코일이 있는 전자 다이내믹 라우드스피커를 생산하는 제조업체는 아직 거의 없습니다.

알루미늄, 니켈, 코발트의 합금인 알니코는 필드코일 드라이버의 문제를 없앴기 때문에 2차 세계대전 이후 인기를 끌었다.알니코는 1980년 ^{[citation needed]}경까지 거의 독점적으로 사용되었는데, 특히 고출력 앰프와 함께 사용할 경우 느슨한 연결로 인해 알니코 자석이 잘못해서 부분적으로 소자되는 문제가 있었다.1980년 이후 대부분의 드라이버 제조업체는 알니코에서 세라믹 점토와 바륨 또는 스트론튬 페라이트 미립자를 혼합하여 만든 페라이트 자석으로 전환했습니다.이러한 세라믹 자석의 kg당 에너지는 알니코보다 낮지만 상당히 저렴하기 때문에 설계자는 주어진 성능을 달성하기 위해 더 크고 경제적인 자석을 사용할 수 있습니다.운송 비용의 증가와 작고 가벼운 장치에 대한 욕구로 인해 네오디뮴과 코발트 사마륨과 같은 재료로 만들어진 보다 콤팩트한 희토류 자석을 사용하는 경향이 있습니다.

스피커 시스템

스피커 시스템 설계는 음색과 음질에 대한 주관적인 인식을 수반하는 예술이며 측정과 ^[20][21][22]실험을 수반하는 과학이다.자기·음향·기계·전기·재료과학이론을 조합해 설계를 조정해, 고정밀 계측과 숙련된 청취자의 관찰로 추적한다.스피커와 드라이버 설계자가 직면해야 하는 몇 가지 문제는 왜곡, 음향 로빙, 위상 효과, 축외 응답 및 크로스오버 아티팩트입니다.설계자는 무반향 챔버를 사용하여 스피커를 실내 효과 또는 그러한 챔버를 어느 정도 대체하는 몇 가지 전자 기술과는 독립적으로 측정할 수 있습니다.일부 개발자는 실제 청취 조건을 시뮬레이션하기 위한 특정 표준화된 룸 설정을 위해 무반향 챔버를 회피합니다.

개별 전기 다이내믹 드라이버는 제한된 주파수 범위 내에서 최고의 성능을 제공합니다.복수의 드라이버(서브우퍼, 우퍼, 미드레인지 드라이버, 트위터 등)가 일반적으로 완전한 라우드스피커 시스템으로 조합되어 그러한 제약을 넘는 퍼포먼스를 제공합니다.가장 일반적으로 사용되는 세 가지 음향 방사 시스템은 콘, 돔 및 혼 타입 드라이버입니다.

풀 레인지 드라이버

풀 또는 와이드 드라이버는 다른 드라이버의 도움 없이 오디오 채널을 재생하기 위해 단독으로 사용하도록 설계된 스피커 드라이버입니다.따라서 어플리케이션에 필요한 오디오 주파수 범위를 커버해야 합니다.이러한 드라이버는 일반적으로 직경 3~8인치(7.6~20.3cm)의 소형으로, 적당한 고주파 응답을 가능하게 합니다.또, 최대 출력 레벨은 낮지만, 저주파에서는 왜곡이 적은 출력을 제공하도록 세심하게 설계되어 있습니다.풀 레인지 드라이버는, 예를 들면, 공중 주소 시스템, 텔레비전, 소형 라디오, 인터콤, 및 일부의 컴퓨터 스피커에 있습니다.

하이파이 스피커 시스템에서는, 와이드 드라이버를 사용하면, 비사고 드라이버의 위치나 크로스 네트워크의 문제에 의해서 발생하는 복수의 드라이버간의 바람직하지 않은 상호작용을 회피할 수 있을 뿐만 아니라, 주파수 응답이나 출력 능력(특히 저주파수의 경우)을 제한할 수 있습니다.폭넓은 드라이버로 구축된 하이파이 스피커 시스템에서는 최적의 퍼포먼스에 접근하기 위해 크고 정교한 또는 고가의 인클로저가 필요할 수 있습니다.

풀 레인지 운전자는 종종 휘저라고 불리는 추가적인 원뿔을 사용합니다. 즉, 음성 코일과 기본 원뿔 사이의 조인트에 부착된 작고 가벼운 원뿔입니다.휘저 콘은 운전자의 고주파 응답을 확장하고 고주파 지향성을 확장합니다. 그렇지 않으면 외경 콘 재료가 더 높은 주파수의 중앙 음성 코일을 따라가지 못하기 때문에 매우 좁아집니다.휘저 디자인의 메인 콘은 중심보다 외경이 더 휘도록 제작된다.그 결과 메인 콘은 낮은 주파수를 전달하고 휘저 콘은 높은 주파수의 대부분을 차지합니다.휘저콘은 메인 다이어프램보다 작기 때문에 고주파에서의 출력 분산은 동등한 단일 큰 다이어프램에 비해 개선된다.

제한된 범위의 드라이버는 단독으로 사용되며, 일반적으로 컴퓨터, 장난감 및 시계 라디오에 있습니다.이러한 드라이버는 와이드 레인지 드라이버에 비해 정교하고 비용도 저렴하며, 매우 작은 설치 장소에 설치하기에는 심각한 문제가 발생할 수 있습니다.이러한 애플리케이션에서는 음질이 우선 순위가 낮습니다.

서브우퍼

서브우퍼는 오디오 스펙트럼의 가장 낮은 음역에만 사용되는 우퍼 드라이버입니다.일반적으로 소비자용 ^[23]시스템에서는 200Hz 미만, 프로페셔널 라이브 ^[24]사운드에서는 100Hz 미만, THX 인증 시스템에서는 ^[25]80Hz 미만입니다.의도하는 주파수 범위가 한정되어 있기 때문에 서브우퍼 시스템 설계는 많은 점에서 기존의 확성기보다 단순하며, 적절한 박스나 인클로저에 동봉된 단일 드라이버로 구성되어 있습니다.이 주파수대의 소리는 회절에 의해 코너를 돌기 쉽기 때문에 스피커 애퍼처가 청중을 향할 필요가 없고, 서브우퍼를 인클로저 바닥과 마주보고 설치할 수 있다.이는 저주파에서의 인간의 청력의 한계로 완화된다. 그러한 소리는 높은 주파수에 비해 파장이 커서 헤드에 의한 음영에 의해 귀에서 차이가 나는 효과와 그 주변의 회절 때문에 공간 내에 위치할 수 없다.

불필요한 공명(일반적으로 캐비닛 패널로부터) 없이 매우 낮은 저음 음을 정확하게 재생하려면 서브우퍼 시스템을 견고하게 구성하고 캐비닛의 진동에 대한 원치 않는 소리를 방지하도록 적절히 브레이싱해야 합니다.그 결과, 양호한 서브우퍼는 일반적으로 꽤 무겁습니다.많은 서브우퍼 시스템에는 통합 전력 증폭기 및 전자 아음속(서브) 필터가 포함되어 있으며, 저주파 재생과 관련된 추가 컨트롤(예: 크로스오버 노브 및 위상 스위치)이 포함되어 있습니다.이러한 변형은 "액티브" 또는 "파워드" 서브우퍼로 알려져 있으며,^[26] 전자는 파워앰프를 포함합니다.반대로 "패시브" 서브우퍼는 외부 증폭이 필요합니다.

일반적으로 서브우퍼는 다른 스피커 캐비닛과 물리적으로 분리되어 있습니다.전파 지연으로 인해 출력은 다른 서브우퍼(다른 채널)에서 약간 위상이 어긋나거나 다른 사운드와 약간 위상이 다를 수 있습니다.따라서 서브우퍼의 파워앰프는 종종 위상지연조정(청취자로부터의 이격의 각 추가 피트마다 약 1밀리초의 지연이 필요함)을 가지며 서브우퍼 주파수(및 아마도 크로스 포인트보다 옥타브 정도 위)에서 시스템 전체의 성능을 향상시킬 수 있다.그러나 실내 공명(정체파라고도 함)의 영향은 일반적으로 너무 커서 실제로 그러한 문제는 이차적이다.서브우퍼는 대규모 콘서트나 중규모 공연장 음향 보강 시스템에 널리 사용되고 있습니다.서브우퍼 캐비닛은 종종 베이스 리플렉스 포트(즉, 튜브가 부착된 캐비닛에 구멍을 뚫어놓은 것)를 사용하여 제작됩니다.이러한 설계 기능은 적절히 설계되면 베이스 성능을 향상시키고 효율성을 높일 수 있습니다.

우하

우퍼는 저주파를 재생하는 드라이버입니다.드라이버는 인클로저의 특성에 따라 적절한 저주파를 생성합니다(사용 가능한 설계 옵션에 대해서는 스피커 인클로저 참조).실제로, 이 두 가지는 매우 밀접하게 연결되어 있기 때문에 사용 시에는 함께 고려되어야 합니다.설계 시에만 인클로저와 우퍼의 개별 특성이 개별적으로 문제가 됩니다.일부 라우드스피커 시스템에서는 최저 주파수에 대해 우퍼를 사용하며, 때로는 서브우퍼가 필요하지 않을 정도로 잘 사용할 수 있습니다.또한 일부 라우드스피커에서는 중간 주파수를 처리하기 위해 우퍼를 사용하므로 미드레인지 드라이버가 필요하지 않습니다.이것은 충분히 낮은 수준으로 작동할 수 있는 트위터를 선택하면 달성될 수 있으며, 충분히 높은 응답률을 보이는 우퍼와 결합하면 두 드라이버가 중간 주파수로 일관되게 추가됩니다.

미드레인지 드라이버

미드 레인지 스피커는 일반적으로 1~6kHz 사이의 주파수 대역을 재생하는 라우드스피커 드라이버로, '미드' 주파수라고도 합니다(우퍼와 트위터 사이).미드레인지 드라이버 다이아프램은 종이 또는 복합 재료로 만들 수 있으며 직접 방사 드라이버(작은 우퍼와 같은) 또는 압축 드라이버(트위터 설계와 같은)일 수 있습니다.미드레인지 드라이버가 다이렉트 라디에이터인 경우 라우드스피커 인클로저의 프론트 배플에 장착할 수 있으며, 압축 드라이버인 경우 추가 출력 레벨 및 방사선 패턴 제어를 위해 경음기의 목 부분에 장착할 수 있습니다.

트위터

트위터는 스피커 시스템에서 가장 높은 주파수를 재생하는 고주파 드라이버입니다.고주파 사운드는 좁은 빔에 스피커를 남기는 경향이 있기 때문에 트위터 설계의 큰 문제는 넓은 각도음 커버리지(축외 응답)를 실현하는 것입니다.소프트돔 트위터는 가정용 스테레오 시스템에 널리 사용되고 있으며, 경음기 장착 압축 드라이버는 전문적인 사운드 강화에 일반적으로 사용됩니다.리본 트위터는 최근 일부 디자인의 출력 파워가 전문적인 사운드 보강에 도움이 되는 수준으로 향상되고 수평면에서의 출력 패턴이 넓어 편리한 조합 ^[27]사운드의 응용이 가능한 패턴으로 인기를 끌고 있다.

동축 드라이버

동축 드라이버는, 2개 또는 복수의 동심 드라이버를 조합한 라우드스피커 드라이버입니다.동축 드라이버는, Altec, Tannoy, Pioneer, KEF, SEAS, B&C 스피커, BMS, Cabasse, Genelec ^[28]등, 많은 기업에서 생산되고 있습니다.

시스템 설계

크로스오버

멀티 드라이버 스피커 시스템에서 사용되는 크로스오버는 각 드라이버의 요건에 따라 입력 신호를 다른 주파수 범위(즉, "대역")로 분리하는 필터의 집합체입니다.따라서 드라이버는 동작 주파수(설계된 음역 주파수 범위)에서만 전력을 공급받기 때문에 드라이버의 왜곡과 드라이버 간의 간섭을 줄일 수 있습니다.크로스오버의 이상적인 특성은 각 필터의 출력에서의 완벽한 대역 외 감쇠, 각 통과 대역 내의 진폭 변동("파급") 없음, 중복 주파수 대역 간의 위상 지연 없음 등입니다.

크로스오버는 패시브 또는 액티브입니다.패시브 크로스오버는 하나 이상의 저항, 인덕터 또는 비극성 캐패시터의 조합을 사용하는 전자 회로입니다.이러한 구성 요소는 결합되어 필터 네트워크를 형성하며, 대부분의 경우 전체 주파수 범위 파워 앰프와 라우드스피커 드라이버 사이에 배치되어 앰프의 신호를 개별 운전자에게 전달하기 전에 필요한 주파수 대역으로 나눕니다.패시브 크로스오버 회로는 오디오 신호 자체의 외부 전력을 필요로 하지 않지만, 몇 가지 단점이 있습니다. 즉, 파워 핸들링 요건(앰프에 의해 구동됨), 이러한 전력 레벨에서 크로스오버의 특성을 최적화하기 위한 컴포넌트 가용성의 제한 등입니다.붙박이 증폭기 등 활발한 건널목들과는 달리, 수동적이고 건널목들이 있기도 전에 목소리 권력 앞에 증폭, 따라서 지금 개별 주파수 밴드 안으로 신호를 구분하며 활발한 교차는 전자 필터 회로 coil[29]일반적으로 감쇠 인자 감소로 이어지는 통과 대역 내에서 고유한 감쇠하고 있다.나타나기각 밴드 ^[29]패스에 대해 하나 이상의 파워앰프를 울립니다.패시브 필터링은 전력증폭 전에 이 방법으로 사용할 수도 있지만 액티브필터링보다 유연성이 떨어지기 때문에 드문 솔루션입니다.크로스오버필터링에 이어 증폭을 사용하는 기술은 최소 앰프 ^[30]채널 수에 따라 보통 바이암핑, 트라이암핑, 쿼드암핑 등으로 알려져 있습니다.

일부 라우드스피커 설계에서는 중주파 드라이버와 고주파 드라이버 간의 패시브 크로스오버, 저주파 드라이버와 중주파 ^[31][32]및 고주파 조합 간의 액티브 크로스오버 등 패시브 크로스오버 필터링과 액티브 크로스오버를 조합하여 사용합니다.

패시브 크로스오버는 일반적으로 스피커 박스 내부에 설치되어 가정용 및 저전력 사용을 위한 가장 일반적인 크로스오버입니다.차량 오디오 시스템에서는 패시브 크로스오버가 사용되는 구성 요소의 크기를 수용하기 위해 필요한 별도의 박스에 들어 있을 수 있습니다.수동 교차로는 저차 필터링을 위해 간단하거나 옥타브당 18 또는 24dB와 같은 가파른 경사를 허용하기 위해 복잡할 수 있다.패시브 크로스오버는 드라이버,^[33] 경음기 또는 인클로저 공명의 바람직하지 않은 특성을 보상하도록 설계될 수도 있으며 컴포넌트 상호 작용으로 인해 구현이 까다로울 수 있습니다.공급되는 드라이버 유닛과 같은 패시브크로스오버는 전력 핸들링 한계, 삽입 손실(10%가 자주 클레임됨)이 있으며 앰프가 인식하는 부하가 변화합니다.그 변화는 하이파이 ^[33]세계의 많은 사람들에게 관심사이다.높은 출력 레벨이 필요한 경우는 액티브한 크로스오버가 바람직할 수 있습니다.액티브 크로스오버는 패시브네트워크의 응답을 에뮬레이트하는 단순한 회선일 수도 있고, 보다 복잡한 경우도 있어 광범위한 오디오 조정이 가능합니다.일반적으로 디지털 확성기 관리 시스템인 일부 활성 크로스오버에는 주파수 대역 간의 위상 및 시간의 정밀한 정렬, 등화, 동적 범위 압축 ^[29]및 제한 제어를 위한 전자 장치와 제어 장치가 포함될 수 있습니다.

인클로저

대부분의 라우드스피커 시스템은 인클로저 또는 캐비닛에 장착된 드라이버로 구성됩니다.인클로저의 역할은 운전자의 뒤쪽에서 나오는 음파가 앞쪽에서 나오는 음파를 파괴적으로 방해하는 것을 방지하는 것입니다.후방에서 방출되는 음파는 전방으로 방출되는 음파와 180°의 위상이 다르기 때문에 일반적으로 인클로저가 없으면 저주파에서의 음질과 음질이 크게 저하됩니다.

가장 간단한 드라이버 마운트는 드라이버가 구멍에 마운트된 플랫 패널(배플)입니다.단, 이 어프로치에서는 원추체 후방으로부터의 역위상 복사가 전방으로부터의 복사를 방해하기 때문에 배플 치수보다 긴 파장의 음주파수는 소거된다.무한히 큰 패널을 사용하면 이 간섭을 완전히 방지할 수 있습니다.충분히 큰 밀폐 상자가 이 ^[34][35]동작에 접근할 수 있습니다.

무한 치수의 패널은 불가능하기 때문에 대부분의 인클로저는 움직이는 다이어프램의 후면 방사선을 포함함으로써 작동합니다.밀폐된 인클로저는 스피커의 후면에서 나오는 소리를 견고하고 밀폐된 박스에 넣어 전달을 방지한다.캐비닛 벽을 통한 음향 전달을 줄이기 위해 사용되는 기법으로는 두꺼운 캐비닛 벽, 손실 벽 재료, 내부 브레이싱, 곡면 캐비닛 벽, 또는 드물게 점탄성 재료(예: 미네랄이 함유된 역청) 또는 내부 인클로저 벽에 적용되는 얇은 납 시트가 있습니다.

그러나 견고한 인클로저는 내부적으로 소리를 반사하여 확성기 다이어프램을 통해 다시 전달될 수 있으므로 음질이 저하됩니다.이는 인클로저 내에서 유리 양털, 양모 또는 합성 섬유 배팅과 같은 흡수성 물질(종종 "덤핑"이라고 함)을 사용하여 내부 흡수를 감소시킬 수 있습니다.인클로저의 내부 형태도 확성기 다이어프램에서 떨어진 소리를 반사하여 이를 줄이도록 설계할 수 있으며, 이 경우 소리가 흡수될 수 있습니다.

다른 인클로저 타입은, 콘의 전면으로부터의 출력을 건설적으로 추가할 수 있도록, 리어 방음을 변경합니다.이를 위한 설계(베이스 리플렉스, 패시브 라디에이터, 변속기 라인 등)는 효과적인 저주파 응답을 확장하고 운전자의 저주파 출력을 증가시키기 위해 자주 사용됩니다.

드라이버간의 이행을 가능한 한 심리스하게 하기 위해서, 시스템 설계자는 드라이버의 1개 또는 복수의 드라이버 마운트 장소를 전후로 이동시켜, 각 드라이버의 음향 중심이 같은 수직면에 있도록 하는 것으로, 드라이버의 타임 얼라인먼트(또는 위상 조정)를 시도했습니다.또한 페이스 스피커를 뒤로 젖히거나 각 드라이버에 별도의 인클로저 마운트를 제공하거나 전자 기술을 사용하여 동일한 효과를 얻을 수 있습니다.이러한 시도들로 인해 몇 가지 특이한 캐비닛 디자인이 생겨났습니다.

스피커 설치 방식(캐비닛 포함)도 회절의 원인이 되어 주파수 응답에 피크나 감쇠가 발생할 수 있습니다.이 문제는 일반적으로 파장이 캐비닛 치수와 비슷하거나 작은 고주파에서 가장 큽니다.캐비닛의 전면 가장자리를 둥글게 만들고, 캐비닛 자체를 구부리고, 더 작거나 좁은 인클로저를 사용하고, 전략적 드라이버 배치를 선택하고, 드라이버 주위에 흡수 재료를 사용하거나, 이러한 방식과 다른 방식을 조합하여 효과를 최소화할 수 있습니다.

경음기 스피커

경음기 확성기는 확성기 시스템의 가장 오래된 형태입니다.뿔의 음성 증폭용 확성기 사용은 적어도 17세기까지 ^[36]거슬러 올라가며, 뿔은 1877년부터 기계식 축음기에 사용되었다.경음기 스피커는 운전자 앞 또는 뒤에 형상 도파관을 사용하여 확성기의 방향성을 높이고 운전자 원뿔 표면의 작은 직경의 고압 상태를 경음기 입구에서 큰 직경의 저압 상태로 변환합니다.이를 통해 운전자와 주변 공기 사이의 음향(전기/기계적 임피던스 일치)이 개선되어 효율이 향상되고 소리가 좁은 영역에 집중됩니다.

다양한 주파수에 걸쳐 이러한 변환 기능을 적절하게 제공하기 위해 구동력과 일치하도록 목, 입, 경음기의 길이 및 경음기의 면적 확장률을 주의 깊게 선택해야 합니다(모든 경음기는 고주파 및 저주파 모두에서 음향 한계를 벗어나면 성능이 저하됨).베이스 또는 서브베이스 경음기를 만드는 데 필요한 길이와 단면적 입 부분은 여러 피트 길이의 경음기가 필요합니다.'접힌' 뿔은 전체 크기를 줄일 수 있지만, 설계자들은 타협을 강요하고 비용과 시공과 같은 증가하는 복잡성을 감수해야 한다.일부 경음기 디자인은 저주파 경음기를 접을 뿐만 아니라 방 구석의 벽을 경음기 입구의 연장선으로 사용합니다.1940년대 후반, 하이파이 팬들 사이에서 입이 방 벽의 대부분을 차지하는 뿔이 알려지지 않았다.방 크기의 설치는 두 개 이상이 필요하게 되면 훨씬 덜 허용되게 되었습니다.

경음기가 장착된 스피커는 1m에서 2.83V(8Ω에서 1와트)에서 110dB까지 높은 감도를 가질 수 있습니다.이는 90dB 감도의 정격 스피커에 비해 출력이 100배 증가하며 높은 사운드 레벨이 필요하거나 앰프 출력이 제한된 애플리케이션에서 매우 유용합니다.

송전선 라우드스피커

송전선 확성기는 밀폐형(폐쇄형) 또는 저음반사형 설계에 의해 사용되는 단순한 인클로저에 비해 캐비닛 내의 음향 전송선을 사용하는 확성기 인클로저 설계입니다.매우 단순한 감쇠 인클로저에서 반향하는 것이 아니라, 베이스 스피커의 배면으로부터 스피커 인클로저내의 긴 감쇠 경로(일반적으로 접힌)로 향하기 때문에, 스피커의 에너지와 그 결과 발생하는 사운드의 제어와 사용이 크게 향상됩니다.

배선 접속

대부분의 가정용 하이파이 스피커는 신호 소스(예: 오디오 앰프 또는 수신기)에 연결하기 위해 두 개의 배선 지점을 사용합니다.와이어 연결을 허용하기 위해 라우드스피커 인클로저에는 바인딩 지주, 스프링 클립 또는 패널 마운트 잭이 있을 수 있습니다.한 쌍의 스피커의 와이어가 적절한 전기 극성에 대해 연결되어 있지 않은 경우(스피커와 앰프의 + 및 - 연결은 +와 -로 연결되어야 합니다. 스피커 케이블은 거의 항상 +와 -로 표시되므로 한 쌍의 도체가 다른 도체 아래 또는 뒤에 연결되어 있더라도 구별할 수 있습니다.s는 증폭기에서 스피커 위치로 작동한다.) 라우드스피커는 "위상이 어긋난다"거나 더 적절하게 "극성 ^[37][38]이탈"이라고 한다.동일한 신호가 주어졌을 때, 한 원뿔의 운동은 다른 원뿔의 반대 방향에 있습니다.이는 일반적으로 스테레오 녹음의 단음파 소재를 상쇄하고 레벨을 낮추며 위치 파악을 더욱 어렵게 만들며, 이 모든 것이 음파의 파괴적인 간섭으로 인해 발생합니다.취소 효과는 확성기가 1/4 파장 이하로 떨어져 있는 주파수에서 가장 두드러집니다. 저주파가 가장 큰 영향을 받습니다.이러한 오배선 에러에 의해 스피커가 파손되는 일은 없지만,^[39][40] 재생에 최적인 것은 아닙니다.

사운드 보강 시스템에서는 일반적으로 PA 시스템 및 계기판 앰프 스피커 인클로저, 케이블 및 일부 유형의 잭 또는 커넥터가 사용됩니다.중저가 사운드 시스템 및 계측기 스피커 캐비닛에서는 1/4인치 스피커 케이블 잭을 사용하는 경우가 많습니다.고가의 고출력 사운드 시스템 캐비닛 및 계측기 스피커 캐비닛에서는 Speakon 커넥터를 사용하는 경우가 많습니다.Speakon 커넥터는 사용자가 커넥터를 만질 수 없도록 설계되어 있기 때문에 높은 와트수의 앰프에는 안전하다고 생각됩니다.

무선 스피커

무선 스피커는 기존의 (유선) 스피커와 매우 유사하지만 오디오 케이블이 아닌 무선 주파수(RF)를 사용하여 오디오 신호를 수신합니다.RF파만으로는 스피커를 구동하기에 충분하지 않기 때문에 보통 스피커 캐비닛에는 앰프가 내장되어 있습니다.이러한 앰프와 라우드스피커의 통합을 액티브 라우드스피커라고 합니다.이 확성기 제조업체들은 최대한의 오디오 출력 효율을 내면서 가능한 한 가볍도록 설계하고 있다.

무선 스피커는 아직 전원이 필요하므로 가까운 AC 전원 콘센트 또는 배터리가 필요합니다.앰프에 연결된 와이어만 제거됩니다.

사양

일반적으로 스피커 사양은 다음과 같습니다.

• 스피커 또는 드라이버 유형(개별 유닛만 해당)– 풀 레인지, 우퍼, 트위터 또는 미드레인지
• 개개의 드라이버의 사이즈.원뿔 드라이버의 경우 일반적으로 인용된 크기는 바스켓의 ^[41]외경입니다.단, 원추형 서라운드 직경, 정점에서 정점까지의 측정값 또는 장착 구멍의 중심에서 반대쪽까지의 거리가 될 수 있습니다.음성 코일 직경도 지정할 수 있습니다.라우드스피커에 압축 경음기 드라이버가 있는 경우 경음기 목구멍의 직경이 제공될 수 있습니다.
• 정격 전력 – 라우드스피커가 처리할 수 있는 공칭(또는 연속) 전력 및 피크(또는 최대 단기) 전력(즉, 라우드스피커를 파괴하기 전의 최대 입력 전력. 라우드스피커가 생성하는 소리 출력은 절대 아닙니다).낮은 ^[42]주파수에서 기계적 한계를 초과하여 주행할 경우 정격 출력보다 훨씬 낮은 전력으로 운전자가 손상될 수 있습니다.트위터는 앰프 클리핑(증폭 회로가 고주파에서 대량의 에너지를 발생) 또는 고주파에서 음악 또는 사인파 입력에 의해서도 손상될 수 있습니다.이러한 각 상황은 트위터가 ^[43]손상 없이 생존할 수 있는 것보다 더 많은 에너지를 트위터에 전달할 수 있습니다.일부 국가에서는 전력 취급이 검토 중인 확성기 간의 비교를 허용하는 법적 의미를 갖는다.다른 곳에서는 파워 핸들링 용량의 다양한 의미가 혼란스러울 수 있습니다.
• 임피던스– 보통 4Ω(옴), 8Ω ^[44]등
• 배플 또는 인클로저 유형(인클로저형 시스템만 해당) – 밀봉, 배스 리플렉스 등
• 드라이버 수 (완전 스피커 시스템만)– 양방향, 3방향 등
• 확성기 ^[45]등급:
  • 클래스 1: 최대 SPL 110-119dB. 좁은 공간 또는 배경 음악 재생에 사용되는 라우드스피커 타입.주로 클래스 2 또는 클래스 3 스피커용 필 스피커로 사용됩니다.일반적으로 소형 4인치 또는 5인치 우퍼 및 돔 트위터
  • 클래스 2: 최대 SPL 120~129dB.소공간의 보강 또는 클래스 3 또는 클래스4 스피커의 필 스피커로 사용되는 중전력 대응 라우드스피커 타입.일반적으로 5~8인치 우퍼 및 돔트위터
  • 클래스 3: 최대 SPL 130~139dB, 중소규모 공간에서 메인 시스템에서 사용되는 고출력 스피커.클래스 4 스피커의 필 스피커로도 사용됩니다.일반적으로 6.5~12인치 우퍼 및 2~3인치 고주파 압축 드라이버
  • 클래스 4: 최대 SPL 140dB 이상, 중대형 공간(또는 중대형 공간용 필 스피커용), 10~15인치 우퍼 및 3인치 압축 드라이버

및 옵션:

• 크로스오버 주파수(멀티 드라이버 시스템만 해당)– 드라이버 간 나눗셈의 공칭 주파수 경계.
• 주파수 응답 – 일정한 입력 레벨에 대해 지정된 범위의 주파수에서 측정 또는 지정된 출력이 해당 주파수 간에 변화했습니다.때로는 "± 2.5dB" 범위와 같은 분산 한계를 포함합니다.
• Tiele/Small 매개변수(개별 운전자만 해당) – 여기에는_ts 운전자의 F_s(공진 주파수), Q_as(운전자의 Q; 공진 주파수에서의 댐핑 계수) 및 V(운전자의 동등한 공기 준수량) 등이 포함됩니다.
• 감도 – 비반전 환경에서 확성기에 의해 생성되는 음압 수준. 보통 dB 단위로 지정되며 1m에서 1와트(8Ω으로 2.83rs 볼트 입력)로 측정되며, 일반적으로 1개 이상의 지정된 주파수로 측정됩니다.제조업체는 종종 이 등급을 마케팅 자료에 사용합니다.
• 최대 음압 레벨– 라우드스피커가 관리할 수 있는 최고 출력으로 파손이 없거나 특정 왜곡 레벨을 넘지 않습니다.제조업체는 일반적으로 주파수 범위나 왜곡 수준을 고려하지 않고 이 등급을 마케팅 자료에 사용하는 경우가 많습니다.

동적 확성기의 전기적 특성

운전자가 앰프에 전달하는 부하는 복잡한 전기 임피던스(저항, 용량성 리액턴스 및 유도 리액턴스의 조합), 드라이버의 특성, 기계적 움직임, 크로스오버 컴포넌트의 효과(앰프와 드라이버 사이의 신호 경로에 있는 경우) 및 공기의 효과)로 구성됩니다.인클로저 및 그 환경에 의해 변경된 드라이버에 액세스 할 수 있습니다.대부분의 앰프의 출력 사양은 이상적인 저항 부하에 대한 특정 전력으로 제공되지만 라우드스피커는 주파수 범위에 걸쳐 임피던스가 일정하지 않습니다.대신, 음성 코일은 유도성이며, 운전자는 기계적 공명을 가지며, 인클로저는 운전자의 전기적 및 기계적 특성을 변화시키며, 운전자와 앰프 사이의 수동적 교차는 그 자체의 변화를 기여합니다.그 결과 부하 임피던스는 주파수에 따라 크게 달라지며 일반적으로 전압과 전류 사이의 위상 관계도 변하며 주파수에 따라 변합니다.일부 증폭기는 다른 증폭기보다 변화에 더 잘 대처할 수 있습니다.

소리를 내기 위해 스피커는 "스피커 코일"을 통과하는 변조된 전류(증폭기에 의해 생성됨)에 의해 구동되며, 이 전류는 (인덕턴스를 통해) 코일 주위에 자기장을 생성합니다.따라서 스피커를 통과하는 전류 변화는 다양한 자기장으로 변환되며, 운전자의 자기장과의 상호작용으로 스피커 다이어프램이 움직이며, 따라서 운전자가 앰프의 원래 신호와 유사한 공기 운동을 생성해야 합니다.

전기 기계 측정

일반적인 측정의 예로는 진폭 및 위상 특성 대 주파수, 하나 이상의 조건에서의 임펄스 응답(예: 사각파, 사인파 버스트 등), 지향성 대 주파수(예: 수평, 수직, 구면 등) 등이 있습니다.; 고조파 및 변조 왜곡 대 음압 수준(SPL) 출력, 다양한 주파수에서 저장된 에너지(즉, 링잉), 임피던스 대 주파수, 작은 신호 대 큰 신호 성능.이러한 측정의 대부분은 정교하고 종종 비용이 많이^[46] 드는 장비가 필요하며 운영자의 판단도 적절해야 하지만, 원시 음압 수준 출력은 오히려 보고하기가 더 쉬우므로 종종 오해의 소지가 있는 정확한 용어로만 지정된 값입니다.라우드스피커가 생성하는 음압 레벨(SPL)은 데시벨(dB_spl) 단위로 측정됩니다.

효율과 감도 비교

라우드스피커 효율은 음향 출력을 전력 입력으로 나눈 값으로 정의됩니다.대부분의 확성기는 비효율적인 변환기입니다. 앰프가 일반적인 가정용 확성기로 보내는 전기 에너지의 약 1%만이 음향 에너지로 변환됩니다.나머지는 주로 음성 코일과 자석 어셈블리에서 열로 변환됩니다.그 주된 이유는 구동 장치의 음향 임피던스와 방사되는 공기 사이의 적절한 임피던스 매칭이 어렵기 때문입니다.(저주파수에서는, 이 매칭을 개선하는 것이 스피커 인클로저 설계의 주된 목적입니다).확성기 드라이버의 효율도 주파수에 따라 다릅니다.예를 들어, 공기와 드라이버의 매칭이 점점 더 나빠지기 때문에 입력 주파수가 감소함에 따라 우퍼 드라이버의 출력이 감소한다.

특정 입력에 대한 SPL에 기초한 운전자 등급은 감도 등급이라고 하며 개념적으로 효율과 유사합니다.감도는 보통 1W 전기 입력에서 데시벨 수로 정의되며, 1m(헤드폰 제외)에서 측정되며, 종종 단일 주파수로 측정됩니다.사용되는 전압은 보통 2.83V로_RMS 8Ω(공칭) 스피커 임피던스에 1와트입니다(대부분의 스피커 시스템에서는 거의 해당).이 기준으로 측정한 값은 1m에서 2.83V의 dB로 인용된다.

음압 출력은 확성기가 무한히 넓은 공간에 방사되고 무한 배플에 장착되는 조건에서 확성기 및 축(직전)에서 1m 떨어진 곳에서 측정(또는 수학적으로 측정과 동등하게 스케일링됨)됩니다.따라서 감도는 테스트 대상 운전자의 방향성과 실제 확성기 앞의 음향 환경에 따라 달라지기 때문에 효율과 정확하게 상관되지 않습니다.예를 들어, 치어리더의 뿔은 치어리더로부터 나오는 음파를 한 방향으로 집중시켜 "집중"시킴으로써 가리키는 방향으로 더 많은 소리를 낸다.또한 경음기는 음성과 공기 사이의 임피던스 매칭을 개선하여 주어진 스피커 파워에 대해 더 많은 음향 파워를 생성합니다.경우에 따라서는 (신중한 인클로저 설계를 통해) 임피던스 매칭을 개선함으로써 스피커가 더 많은 음향 출력을 낼 수 있습니다.

• 일반적인 가정용 확성기는 1 W @ 1 m에서 약 85 - 95 dB의 감도를 가진다. 효율은 0.5 – 4%이다.
• 음향 보강 및 연설 확성기는 1 W @ 1 m에서 95 - 102 dB의 민감도를 가진다. 효율은 4 - 10%이다.
• 록 콘서트, 스타디움 PA, 해양 하울링 등의 스피커는 일반적으로 1 W @ 1 m에 대해 103 - 110 dB의 높은 감도를 가진다. 효율은 10 - 20%이다.

감도 및 파워 핸들링은 거의 독립적인 특성이기 때문에 최대 출력 정격이 높은 운전자는 반드시 낮은 정격의 운전자에 비해 더 큰 레벨로 운전할 필요는 없습니다.다음 예에서는 (간단하게 하기 위해) 비교 대상 드라이버가 동일한 전기적 임피던스를 가지며 양쪽 드라이버의 각 패스 밴드 내에서 동일한 주파수로 동작하며 출력 압축 및 왜곡이 낮다고 가정합니다.첫 번째 예에서는 스피커의 감도가 다른 스피커보다 3dB 높으면 동일한 전력 입력에 대해 2배의 음력(3dB 더 큰 소리)이 발생합니다.따라서 1 W @ 1 m 감도의 경우 92 dB 정격의 100 W 드라이버("A")가 1 W @ 1 m 감도의 경우 89 dB 정격의 200 W 드라이버("B")보다 2배의 음향 전력을 출력합니다.이 예에서는, 100 W로 구동하면, 스피커 A는 스피커 B가 200 W의 입력으로 생성하는 것과 같은 SPL 또는 라우드네스를 생성합니다.따라서 스피커의 감도가 3dB 증가하면 특정 SPL을 달성하려면 증폭기의 절반이 필요합니다.따라서 파워앰프가 작고 복잡하지 않으며 전체 시스템 비용이 절감되는 경우가 많습니다.

일반적으로 고효율(특히 저주파수)을 소형 인클로저 크기 및 적절한 저주파 응답과 조합하는 것은 불가능합니다.대부분의 경우 스피커 시스템을 설계할 때 3가지 파라미터 중 2가지 파라미터만 선택할 수 있습니다.따라서 예를 들어 저주파 성능 확장과 작은 상자 크기가 중요한 경우 낮은 ^[47]효율성을 수용해야 합니다.이 경험칙은 때때로 호프만의 철칙이라고 불린다. Hofmann, KLH의 "^[48][49]H")

청취 환경

라우드스피커 시스템과 그 환경의 상호작용은 복잡하고 대부분 라우드스피커 설계자가 제어할 수 없습니다.대부분의 청취실은 크기, 모양, 볼륨 및 가구에 따라 다소 반사적인 환경을 제공합니다.즉, 청취자의 귀에 도달하는 소리는 스피커 시스템에서 직접 들리는 소리뿐만 아니라 하나 이상의 표면을 오가며(및 변경됨) 지연되는 동일한 소리로 구성됩니다.이러한 반사 음파는 직접 음파에 추가될 때 다양한 주파수(예를 들어 공명실 모드)에서 취소 및 추가되어 청취자의 귀에 들리는 소리의 음색과 특성을 변화시킨다.인간의 뇌는 이러한 변화들 중 일부를 포함한 작은 변화들에 매우 민감합니다. 그리고 이것이 확성기 시스템이 다른 청취 위치나 다른 방에서 다르게 들리는 이유의 일부입니다.

확성기 시스템의 소리에서 중요한 요소는 환경에 존재하는 흡수량과 확산량입니다.커튼이나 카펫이 없는 전형적인 빈 방에서 손뼉을 치면 흡수가 부족하고 평평한 반사벽, 바닥 및 천장으로부터의 반향(반향된 메아리)으로 인해 지퍼와 펄럭이는 메아리가 발생합니다.단단한 표면 가구, 벽걸이, 선반 그리고 심지어 바로크식 석고 천장 장식의 추가는 메아리를 변화시킵니다. 이는 주로 음파 순서대로 크기와 모양을 가진 반사 물체에 의해 발생하는 확산 때문입니다.이렇게 하면 평탄한 표면에 의해 발생하는 단순한 반사가 어느 정도 분해되어 입사파의 반사 에너지가 반사각에서 더 큰 각도로 확산됩니다.

배치

일반적인 직사각형 청취실에서는 벽, 바닥 및 천장의 단단하고 평행한 표면이 좌우, 상하, 전방-후방 ^[50]3차원 각각에서 1차 음향 공명 노드를 일으킵니다.또한 3, 4, 5, 심지어 6개의 경계면을 모두 조합하여 정재파를 생성하는 복잡한 공진 모드가 있다.이것은 스피커 경계 간섭 응답(SBIR)^[51]이라고 불립니다.긴 파장은 가구 구성이나 배치에 큰 영향을 받지 않기 때문에 저주파가 이러한 모드를 가장 많이 자극합니다.모드 간격은 특히 녹음 스튜디오, 홈 시어터 및 방송 스튜디오와 같은 중소형 방에서 중요합니다.확성기가 실내 경계에 근접한 것은 각 주파수의 상대 강도에 영향을 미칠 뿐만 아니라 공명의 들뜸 정도에 영향을 미친다.청취자의 위치도 매우 중요합니다. 왜냐하면 경계 근처에 있는 위치는 주파수의 인식된 균형에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.이는 정재파 패턴이 슈뢰더 주파수 이하(실 크기에 따라 일반적으로 약 200-300Hz)의 낮은 주파수에서 가장 쉽게 들리기 때문이다.

지향성

음향학자들은 음원의 방사선을 연구할 때 확성기가 어떻게 인식되는지를 이해하는 데 중요한 개념을 개발했다.가능한 가장 단순한 방사 선원은 점 선원으로, 때로는 단순 선원으로도 불립니다.이상적인 포인트 소스는 음성을 방사하는 극히 작은 포인트입니다.직경이 균일하게 증가하고 감소하며 주파수에 관계없이 모든 방향으로 음파를 균등하게 보내는 작은 맥동구를 상상하는 것이 더 쉬울 것이다.

라우드스피커 시스템을 포함한 소리를 방사하는 물체는 이러한 단순한 포인트 소스의 조합으로 구성되어 있다고 생각할 수 있다.포인트 선원 조합의 방사선 패턴은 단일 선원과 동일하지 않지만 선원 간의 거리와 방향, 청취자가 조합을 듣는 상대적인 위치 및 관련된 소리의 주파수에 따라 달라진다.기하학과 미적분을 사용하면, 소스의 간단한 조합은 쉽게 풀리고, 그렇지 않은 것도 있습니다.

한 가지 간단한 조합은 거리에 의해 분리된 두 개의 단순한 소스로 위상이 어긋나 진동하는 것입니다.한쪽은 축소구체가 팽창하고 다른 한쪽은 수축합니다.이 쌍은 더블렛 또는 쌍극자로 알려져 있으며, 이 조합의 방사선은 배플 없이 작동하는 매우 작은 동적 확성기의 방사선과 유사합니다.쌍극자의 지향성은 관측점이 양파와 음파의 합이 서로 상쇄되는 두 선원에서 등거리일 때 두 선원과 최소값을 측면에 연결하는 벡터를 따라 최대 출력을 갖는 그림 8 형태이다.대부분의 드라이버는 쌍극자이지만 부착된 인클로저에 따라 모노폴, 쌍극자(또는 쌍극자)로 방사될 수 있습니다.유한한 배플에 탑재되어 이들 위상파가 상호 작용할 경우 주파수 응답 결과 쌍극자가 피크 및 눌이 됩니다.리어 방사선이 박스에 흡수되거나 갇히면 다이어프램이 모노폴 라디에이터가 됩니다.박스의 반대편에 동상 모노폴(동상 단극)을 설치하여 만든 바이폴라 스피커는 전방향 방사 패턴에 접근하는 방법입니다.

실제로 개별 드라이버는 원추형이나 돔형 등 복잡한 3D 형태이며 여러 가지 이유로 배플 위에 놓입니다.통상 점원의 모델링 조합에 근거해 복소 형상의 지향성에 관한 수학식은 불가능하지만, 원방에서는 원형 다이어프램이 있는 확성기의 지향성이 평탄한 원형 피스톤에 가깝기 때문에 설명의 예로서 이용할 수 있다.관련된 수학물리학의 간단한 예로서 다음과 같이 생각하자.무한 배플에서 편평한 원형 피스톤의 원거리장 방향성에 대한 ${\displaystyle 공식}$은 p${\displaystyle }$(${\displaystyle }$)) ${\displaystyle =}$ ${\displaystyle \frac{{}_{}{}_{}}{}}$ 0${\displaystyle \frac{{}_{}{J\mathrm{}}_{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{1_{}}{}}$ ( ${\displaystyle \frac{k}{}}$ a sin ${\displaystyle \frac{}{}}$ ) ${\displaystyle \frac{k}{}}$ a sin ${\displaystyle \frac{}{}}$ θ { $display style$ p (\$theta$ )$= frac$ {$p_{0}J_1}(k_sin)$이다.$a{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle 2\frac{\mathrm{}}{}}$ $µ$ ${\displaystyle \frac{}{}}${$style$$k_${a} ${\displaystyle =}$ $specfrac {2\pi$ a} {\$pi$ p$$(\$displaystyle p_{0})$은 축에 대한 ${\displaystyle \frac{\text{압력}}{}}$, ${\$$displaystyle$a$}$는 피스톤$$ 반지름,$$= \$displaystyle$ ${\displaystyle \frac{\text{speadquencyle}}{}}$\${\displaystyle \frac{\mathrm{da}}{}}$$}$는 \$da\$d의 파장입니다.$eed of$ sound$}{\text{frequency$ ${\({displaystyle\theta}$는 축을 벗어난 $각도{\displaystyle {}_{}}$, $({$은 제1종 베셀 함수입니다.

평면원은 평면원의 치수보다 긴 저주파 파장에 대해 균일하게 소리를 방사하고, 주파수가 증가함에 따라 이러한 소스로부터의 소리는 점점 더 좁은 각도로 집중된다.드라이버의 사이즈가 작을수록, 이 방향성이 좁아지는 빈도는 높아집니다.다이어프램이 완전히 원형은 아니더라도 이 효과는 더 큰 선원이 더 방향성을 갖도록 발생합니다.이 동작에는 몇 가지 라우드스피커 설계가 있습니다.대부분은 정전 설계 또는 평면 자기 설계입니다.

다양한 제조원이 다양한 드라이버 마운트 배치를 사용하여 설계한 공간에 특정 유형의 음장을 만듭니다.결과 방사선 패턴은 실제 계측기에 의해 소리가 생성되는 방식을 보다 면밀하게 시뮬레이션하거나 입력 신호에서 제어된 에너지 분포를 생성하기 위한 것일 수 있다(이 접근방식을 사용하는 일부는 스튜디오에서 녹음된 신호를 확인하는 데 유용하기 때문에 모니터라고 불린다).첫 번째 예로는 1/8 구면에 다수의 소형 드라이버가 있는 룸 코너 시스템을 들 수 있습니다.이러한 유형의 시스템 설계는 Amar Bose 교수(Amar Bose 2201)에 의해 특허를 취득하여 상업적으로 생산되었습니다.이후 보스 모델은 환경에 관계없이 확성기 자체에 의한 직접음 및 반사음 모두를 의도적으로 강조했다.이 디자인은 높은 충실도 서클에서 논란이 되고 있지만, 상업적으로 성공한 것으로 판명되었다.다른 제조사의 설계도 비슷한 원칙을 따르고 있습니다.

지향성은 청취자가 듣는 소리의 주파수 균형, 스피커 시스템과 방 및 그 내용물의 상호작용에 영향을 미치기 때문에 중요한 문제입니다.매우 지시적인('빔'이라고도 함) 스피커(즉, 스피커 면에 수직인 축에 있음)는 고주파에서 잔향장이 부족할 수 있으며, 이는 스피커가 축에서 잘 측정됨에도 불구하고(예: 전체 주파수 범위에 걸쳐 "평탄한") 고주파가 부족하다는 인상을 줄 수 있습니다.매우 넓거나 고주파에서 방향성이 급속히 높아지는 스피커는, (청취자가 축에 있는 경우) 고음수가 너무 많거나 (청취자가 축을 벗어났을 경우) 너무 적다는 인상을 줄 수 있습니다.이것이 온축 주파수 응답 측정이 주어진 확성기의 소리를 완전히 특성화하지 못하는 이유 중 하나입니다.

기타 스피커 설계

다이내믹 콘 스피커는 여전히 가장 인기 있는 선택이지만, 다른 많은 스피커 기술이 존재합니다.

다이어프램 포함

철제 스피커

움직이는 철제 스피커는 발명된 최초의 스피커였다.새로운 동적(이동 코일) 설계와는 달리, 철제 스피커는 고정 코일을 사용하여 자화된 금속 조각(철, 리드 또는 전기자)을 진동시킵니다.금속은 다이어프램에 부착되거나 다이어프램 자체입니다.이 디자인은 초기 전화기로 거슬러 올라가는 원래의 확성기 디자인이었다.움직이는 아이언 드라이버는 비효율적이고 작은 소리 대역만 낼 수 있습니다.힘을 ^[53]증가시키기 위해 큰 자석과 코일이 필요합니다.

평형 전기자 드라이버(이동식 아이언 드라이버의 일종)는 시소 또는 다이빙 보드처럼 움직이는 전기자를 사용합니다.감쇠하지 않기 때문에 효율이 높지만 강한 공명도 발생합니다.그것들은 작은 크기와 높은 효율이 ^[54]중요한 고급 이어폰과 보청기에 오늘날에도 여전히 사용되고 있다.

압전 스피커

압전 스피커는 시계나 다른 전자 장치에서 삐삐로 자주 사용되며 컴퓨터 스피커나 휴대용 라디오와 같은 저렴한 스피커 시스템에서 트위터로 사용되기도 합니다.압전 스피커는 일반적인 고주파 드라이버를 파괴하는 과부하에도 강하고 전기적 특성으로 인해 크로스오버 없이 사용할 수 있다는 몇 가지 장점이 있습니다.단점도 있습니다. 일부 앰프는 대부분의 압전자와 같이 용량성 부하를 구동할 때 진동할 수 있으며, 이로 인해 앰프가 변형되거나 손상될 수 있습니다.또한 대부분의 경우 주파수 응답은 다른 기술에 비해 열악합니다.따라서 일반적으로 단일 주파수(삐삐) 또는 중요하지 않은 애플리케이션에서 사용됩니다.

압전 스피커는 확장된 고주파 출력을 가질 수 있으며, 일부 특수한 상황에서 유용합니다. 예를 들어 압전 변형이 출력 장치(수중 소리 생성)와 입력 장치(수중 마이크의 감지 구성 요소 역할을 함)로 모두 사용되는 음파 탐지 응용 프로그램입니다.이러한 애플리케이션에는 리본이나 콘 기반 장치보다 바닷물에 더 잘 저항하는 단순하고 솔리드 스테이트 구조가 장점입니다.

2013년 교세라는 55인치 OLED TV에 두께 1mm, 무게 7g에 불과한 압전 초박형 중형 필름 스피커를 출시했으며 PC와 태블릿에도 사용될 것으로 기대하고 있다.중형 외에도 180도 이내에서 비교적 동일한 음질과 음량을 낼 수 있는 크고 작은 사이즈도 있습니다.응답성이 뛰어난 스피커 소재는, 종래의 TV ^[55]스피커보다 선명한 화질을 실현합니다.

정전기 스피커

스피커콘을 구동하는 보이스코일 대신 정전기 스피커는 대형 필름막에 접합된 금속 스트립 어레이를 사용한다.스트립을 통과하는 신호 전류에 의해 생성되는 자기장은 스트립 뒤에 장착된 영구 막대 자석의 장과 상호 작용합니다.생성된 힘이 막과 그 앞의 공기를 움직인다.일반적으로 이러한 설계는 기존의 가동 코일 스피커보다 효율이 떨어집니다.

자성 스피커

자성을 기반으로 하는 자성 변환기는 주로 음파 초음파 방사기로 사용되었지만 오디오 스피커 시스템에도 사용되고 있습니다.자기저항 스피커 드라이버에는 특별한 장점이 있습니다.다른 테크놀로지보다 큰 힘(작은 Excursion으로 작은 Excursion)을 발휘합니다.다른 설계와 같이 큰 Excursion에 의한 왜곡을 회피할 수 있습니다.자화 코일은 정지되어 있기 때문에 냉각이 용이합니다.세세한 서스펜션과 음성에 의해 견고합니다.ils는 필수가 아닙니다.자성 스피커 모듈은 Forstex 및 FeONIC에^{[59][60][61][62]} 의해^[56][57][58] 제조되었으며 서브우퍼 드라이버도 ^[63]제조되었습니다.

정전 스피커

정전 확성기는 (자기장이 아닌) 고전압 전계를 사용하여 대전된 얇은 막을 구동합니다.이들은 작은 음성 코일이 아닌 멤브레인 표면 전체에 걸쳐 구동되기 때문에 일반적으로 동적 드라이버보다 더 선형적이고 왜곡이 적은 운동을 제공합니다.또한 비교적 좁은 분산 패턴을 가지고 있어 정확한 음장 배치를 할 수 있습니다.그러나, 최적의 청취 영역은 좁고, 매우 효율적인 스피커가 아닙니다.이러한 단점은 실질적인 구조 한계로 인해 다이어프램 익스커전스가 심각하게 제한된다는 것입니다. 즉, 스태터가 더 멀리 위치할수록 허용 가능한 효율을 달성하려면 전압이 높아야 합니다.이것은 전기 아크의 경향을 증가시키고, 화자의 먼지 입자의 흡인력을 증가시킨다.아크는 현재 기술에서 잠재적인 문제로 남아 있습니다. 특히 패널이 먼지나 먼지를 모으고 높은 신호 레벨로 구동되는 경우에는 더욱 그렇습니다.

정전기는 본질적으로 다이폴 방열기이며, 얇은 유연막으로 인해 일반적인 콘 드라이버와 같이 저주파 취소를 줄이기 위해 인클로저에서 사용하기에 적합하지 않습니다.이로 인해 저주파능으로 인해 풀레인지 정전 확성기가 본질적으로 크고, 저음이 가장 좁은 패널 치수의 4분의 1 파장에 대응하는 주파수로 롤오프된다.시판 제품의 크기를 줄이기 위해 베이스 주파수를 효과적으로 처리하는 기존의 다이내믹 드라이버와 조합하여 고주파 드라이버로 사용되기도 합니다.

정전기는 보통 파워앰프에서 발생하는 전압 변동을 곱하는 승압 변압기를 통해 구동됩니다.또한 이 변압기는 정전 변환기에 내재된 용량 부하를 곱합니다. 즉, 전력 증폭기에 표시되는 유효 임피던스는 주파수에 따라 매우 다양합니다.명목상 8옴인 스피커는 실제로 고주파에서 1옴의 부하를 나타낼 수 있으며, 이는 일부 앰프 설계에는 문제가 됩니다.

리본 및 평면 자기 스피커

리본 스피커는 자기장에 매달린 얇은 금속막 리본으로 구성된다.전기 신호가 리본에 적용되어 리본과 함께 움직여 소리를 생성합니다.리본 드라이버의 장점은 리본의 질량이 매우 작다는 것입니다. 따라서 매우 빠르게 가속할 수 있고 매우 좋은 고주파 응답을 얻을 수 있습니다.리본 확성기는 종종 매우 연약하다. 어떤 것들은 강한 돌풍에 찢어질 수 있다.대부분의 리본 트위터는 쌍극자 패턴으로 소리를 냅니다.일부는 쌍극자 방사 패턴을 제한하는 배경을 가지고 있다.직사각형 리본의 끝부분 위아래에서는 위상 취소로 인한 가청 출력이 적지만 정확한 방향성은 리본 길이에 따라 달라집니다.리본 디자인에는 일반적으로 매우 강력한 자석이 필요하기 때문에 제조 비용이 많이 듭니다.리본은 저항이 매우 낮기 때문에 대부분의 앰프가 직접 구동할 수 없습니다.그 결과 일반적으로 스텝 다운 변압기를 사용하여 리본을 통해 전류를 증가시킵니다.증폭기는 리본의 저항 곱하기 변압기 회전 비율 제곱인 부하를 "인식"합니다.변압기는 주파수 응답과 기생 손실이 음향을 저하시키지 않도록 주의 깊게 설계해야 하며, 이는 기존 설계에 비해 비용과 복잡성을 더욱 증가시킵니다.

평면 자기 스피커(플랫 다이어프램에 인쇄 도체 또는 내장 도체가 있음)는 리본으로 표현되기도 하지만 실제로는 리본 스피커가 아닙니다.평면이라는 용어는 일반적으로 양극(전면 및 후면) 방식으로 방사되는 대략 직사각형 모양의 평평한 표면을 가진 스피커를 위해 사용됩니다.평면 자기 스피커는 음성 코일이 인쇄 또는 장착된 유연한 막으로 구성됩니다.코일을 흐르는 전류는 다이어프램 양쪽에 조심스럽게 배치된 자석의 자기장과 상호작용하여 막이 구부러지거나 구겨지지 않고 다소 균일하게 진동합니다.구동력은 멤브레인 표면의 많은 부분을 커버하고 코일 구동 플랫 다이어프램에 내재된 공명 문제를 줄입니다.

굴곡파 스피커

벤딩 파형 변환기는 의도적으로 유연한 다이어프램을 사용합니다.소재의 강성이 중심에서 외부로 높아집니다.짧은 파장은 주로 내부 영역에서 방사되며 긴 파장은 스피커의 가장자리에 도달합니다.외부로부터의 반사를 막기 위해 장파는 주변 댐퍼에 흡수됩니다.이러한 변환기는 광범위한 주파수 범위(80Hz ~ 35,000Hz)를 커버할 수 있으며 이상적인 점 ^[64]음원에 근접한 것으로 홍보되어 왔다.이 드문 접근방식은 극소수의 제조업체만이 매우 다른 방식으로 채택하고 있습니다.

옴 월시 확성기는 제2차 세계대전 당시 레이더 개발 엔지니어였던 링컨 월시가 디자인한 독특한 드라이버를 사용합니다.그는 오디오 기기 디자인에 관심을 갖게 되었고 그의 마지막 프로젝트는 단일 드라이버를 사용하는 독특한 단방향 스피커였다.원뿔은 밀폐된 밀폐된 밀폐공간으로 향했습니다.기존 스피커처럼 앞뒤로 움직이는 것이 아니라 RF 전자제품에서 "전송선"으로 알려진 방식으로 원뿔이 파문을 일으키며 소리를 만들었습니다.새 스피커는 원통형 음장을 만들었다.링컨 월시는 그의 연설자가 대중에게 공개되기 전에 죽었다.옴 음향 회사는 그 이후로 월시 드라이버 디자인을 사용하여 여러 개의 라우드스피커 모델을 생산해 왔습니다.독일에 있는 오디오 기기 회사인 독일 물리도 이 방법을 사용하여 스피커를 생산합니다.

독일 회사인 Manger는 언뜻 보기에 관습적으로 보이는 벤딩 웨이브 드라이버를 설계하고 생산했습니다.실제로 음성 코일에 부착된 둥근 패널은 신중하게 제어된 방식으로 구부러져 풀 레인지 ^[65]사운드를 낼 수 있습니다.요제프 W. 망거는 독일 발명 협회에 의해 놀라운 발전과 발명으로 "디젤 메달"을 받았습니다.

플랫 패널 스피커

스피커 시스템의 사이즈를 줄이거나, 반대로 스피커 시스템의 눈에 띄지 않게 하기 위한 많은 시도가 있었다.그러한 시도 중 하나는 평판 패널에 장착된 "exciter" 변환기 코일의 개발로, 가장 정확하게는 exciter/^[66]panel 드라이버라고 불립니다.그런 다음 중성색으로 만들어 많은 스피커보다 눈에 잘 띄지 않는 벽에 걸 수도 있고, 일부러 무늬를 그려 장식적으로 사용할 수도 있습니다.플랫 패널 기술에는 두 가지 문제가 있습니다.첫째, 플랫 패널은 같은 소재의 원뿔 형태보다 유연성이 높기 때문에 단일 유닛으로 이동하기 어렵고, 둘째, 패널 내의 공진을 제어하기 어려워 상당한 왜곡이 발생합니다.스티로폼과 같은 가볍고 견고한 재료를 사용하여 약간의 발전을 이루었으며, 최근 몇 ^[67]년 동안 상업적으로 생산된 몇 가지 평면 패널 시스템이 있습니다.

헤이얼 에어 모션 트랜스듀서

오스카 헤이일은 1960년대에 공기 운동 변환기를 발명했다.이 어프로치에서는 주름 다이어프램이 자기장에 장착되어 음악신호의 제어 하에 강제로 닫히고 열리게 된다.공기는 주어진 신호에 따라 주름 사이에서 강제되어 소리를 발생시킨다.드라이버는 리본보다 취약하지 않고 리본, 정전 또는 평면 자기 트위터 설계보다 훨씬 더 높은 절대 출력 레벨을 생성할 수 있습니다.캘리포니아 제조업체인 ESS는 이 설계를 허가하고, Heil을 고용했으며, 1970년대와 1980년대에 그의 트위터를 사용하여 다양한 스피커 시스템을 생산했습니다.미국 대형 소매점 체인인 라파예트 라디오도 한때 이런 트위터를 이용한 스피커 시스템을 판매했다.이러한 드라이버의 제조원은 몇 개 있습니다(독일에서는 적어도 2개, 그 중 1개는 이 테크놀로지에 근거해 트위터와 미드레인지 드라이버를 사용하는 하이엔드 프로페셔널 스피커를 생산하고 있습니다).드라이버는 프로페셔널 오디오에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.Martin Logan은 미국에서 여러 AMT 스피커를 생산하고 있으며, GoldenEar Technologies는 이 스피커를 전체 스피커 라인에 통합하고 있습니다.

투명 이온 전도 스피커

연구팀은 2013년 투명 전도성 겔과 투명 고무 층을 사이에 두고 고전압과 고동을 작동시켜 좋은 음질을 재현하는 투명 이온 전도성 스피커를 선보였다.스피커는 로봇 공학,^[68] 모바일 컴퓨팅 및 적응형 광학 분야에 적합합니다.

다이어프램 미포함

플라즈마 아크 스피커

플라즈마 아크 스피커는 방사 소자로 전기 플라즈마를 사용합니다.플라즈마는 최소 질량을 가지지만 충전되어 전계에 의해 조작될 수 있기 때문에 그 결과는 가청 범위보다 훨씬 높은 주파수에서 매우 선형적인 출력이 됩니다.이 접근법에 대한 유지관리 및 신뢰성의 문제는 대량 시장 사용에 적합하지 않은 경향이 있습니다.1978년 앨런 E.미국 뉴욕주 앨버커키에 있는 공군 무기 연구소의 힐은 플라즈마로닉스 힐 타입 I을 설계했다. 플라즈마로닉스 힐은 플라즈마로닉스 힐 타입 I을 헬륨 ^[69]가스에서 생성했다.이는 1950년대에 ^[70]이오노박(영국에서 이오노판)을 생산한 선구자 DuKane Corporation이 만든 초기 세대의 플라즈마 트위터에서 RF 분해로 인한 오존과 아산화질소를^[69] 피했다.현재 독일에는 이 ^[71]디자인을 사용하고 있는 메이커가 몇 개 남아 있어, DIY(Do It Yourself) 디자인이 공개되어 인터넷에 공개되고 있다.

불꽃에는 이온화된(전하된)^{[72][73][citation needed]} 가스가 포함되어 있기 때문에 이 주제에 대한 비용이 적게 드는 변형은 운전자에게 불꽃을 사용하는 것입니다.

열음향 스피커

2008년 칭화대 연구진은 열음향 효과가 작동하는 탄소나노튜브 박막의 ^[74]열음향 확성기를 시연했다.음주파 전류를 사용하여 CNT를 주기적으로 가열하여 주변 공기에서 소리를 발생시킵니다.CNT 박막 확성기는 투명하고 신축성이 있으며 유연합니다.2013년에는 칭화대 연구진이 탄소나노튜브 박사의 열음향 이어폰과 열음향 표면 실장 ^[75]장치를 추가로 선보이고 있다.모두 Si 기반의 반도체 기술과 호환성이 있는 완전 집적 소자입니다.

로터리 우퍼

로터리 우퍼는 기본적으로 항상 피치를 바꾸는 날이 있는 팬으로 공기를 앞뒤로 쉽게 밀어낼 수 있습니다.로터리 우퍼는 기존의 다이어프램 스피커에서는 불가능했던 아음속 주파수를 효율적으로 재생할 수 있습니다.그들은 종종 폭발과 같은 ^[76][77]요란한 베이스 효과를 재현하기 위해 극장에 고용된다.

새로운 테크놀로지

디지털 스피커

디지털 스피커는 1920년대까지 ^{[citation needed]}Bell Labs에 의해 수행된 실험의 대상이었다.설계는 단순하며, 각 비트가 완전히 'ON' 또는 'OFF'인 드라이버를 제어합니다.이 설계의 문제로 인해 제조업체들은 현재로선 실용적이지 않다고 포기하게 되었습니다.우선 적당한 비트수(적절한 음성 재생 품질에 필요)에 대해서는 스피커 시스템의 물리 사이즈가 매우 커진다.둘째, 고유의 아날로그-디지털 변환 문제로 인해 에일리어싱의 영향은 피할 수 없기 때문에 오디오 출력이 나이키스트 한계(샘플링 주파수의 절반)의 반대편 주파수 영역에서 동일한 진폭으로 "반사"되어 허용할 수 없을 정도로 높은 수준의 초음파가 원하는 출력에 수반됩니다.이것을 적절히 처리할 수 있는 실행 가능한 계획은 발견되지 않았다.

"디지털" 또는 "디지털 지원"이라는 용어는 종종 스피커 또는 헤드폰에서 마케팅 목적으로 사용되지만, 이러한 시스템은 위에서 설명한 의미에서는 디지털이 아닙니다.오히려 디지털 음원(광학 매체, MP3 플레이어 등)과 함께 사용할 수 있는 기존 스피커입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

외부 링크

• 알마 – 글로벌 스피커 업계 포럼
• 오디오 & 라우드스피커 테크놀로지스 인터내셔널 (ALTI)
• 수동 확성기의 에너지 효율에 대한 민감도(백분율) 변환
• 확성기의 감도 및 효율에 관한 기사
• 스피커의 원리 라우드스피커 설계 및 실천에 대한 일러스트레이션 가이드
• 스피커의 종류