우하
Woofer |
우퍼 또는 베이스 스피커는 일반적으로 50Hz에서 1000Hz까지의 저주파 사운드를 생성하도록 설계된 라우드스피커 드라이버의 전문 용어입니다.그 이름은 개의 짖는 소리를 의성어인 "woof"[1]에서 유래했다. (고주파 사운드를 재생하도록 설계된 확성기에 사용되는 이름과는 대조적으로)우퍼의 가장 일반적인 디자인은 전기 다이내믹 드라이버로, 일반적으로 자기장으로 둘러싸인 음성 코일에 의해 구동되는 단단한 종이 원뿔을 사용합니다.
음성 코일은 라우드스피커 콘의 뒷면에 접착제로 부착됩니다.음성 코일과 자석은 선형 전기 모터를 형성합니다.전류가 음성 코일에 흐르면 코일은 플레밍의 모터에 대한 왼손 법칙에 따라 프레임에 대해 상대적으로 움직이며, 코일이 드라이버 콘을 피스톤처럼 밀거나 당깁니다.원뿔의 결과적인 움직임은 원뿔이 안팎으로 움직일 때 음파를 발생시킵니다.
보통 음압 수준(SPL)에서 대부분의 사람은 약 20Hz까지 [2]들을 수 있습니다.일반적으로 우퍼는 라우드스피커의 주파수 범위에서 가장 낮은 옥타브를 커버하기 위해 사용됩니다.양방향 라우드스피커 시스템에서 저주파수를 취급하는 드라이버는 미드레인지의 상당 부분(종종 2000~5000Hz)을 커버해야 합니다.이러한 드라이버를 미드우퍼라고 부릅니다.1990년대 이후 매우 낮은 주파수만을 위해 설계된 우퍼(termed subwoofer)의 일종이 홈시어터 시스템과 PA 시스템에서 일반적으로 사용되어 저음 응답을 증가시키고 있습니다. 이들은 보통 가장 낮은 2-3 옥타브(즉, 20~80~120Hz)를 처리합니다.
우퍼 디자인
우수한 우퍼 설계를 위해서는 저주파 증폭 신호를 높은 충실도와 허용 가능한 효율로 기계적인 공기 이동으로 효과적으로 변환해야 하며, 라우드스피커 인클로저를 사용하여 원뿔 운동을 공기와 결합해야 하기 때문에 도움이 되고 복잡해집니다.잘하면 우퍼 설계의 다른 많은 문제(예를 들어 선형 Excursion 요건)가 줄어듭니다.
대부분의 경우 우퍼와 인클로저는 함께 작동하도록 설계되어야 합니다.통상, 인클로저는 사용하는 스피커의 특성에 맞추어 설계되어 있습니다.인클로저의 크기는 재생되는 가장 긴 파장(최저 주파수)의 함수이며, 우퍼 인클로저는 미드레인지 및 고주파수에서 필요한 것보다 훨씬 큽니다.
크로스 네트워크는 패시브 또는 액티브 어느 쪽이든 우퍼 및 기타 스피커에 의해 처리되는 주파수 대역을 필터링합니다.일반적으로 우퍼를 포함한 크로스오버 및 스피커 시스템은 앰프가 공급하는 전기 신호를 앰프와 스피커 간의 다른 상호 작용 없이 동일한 파형의 음향 신호로 변환해야 하지만, 때로는 앰프와 스피커가 왜곡을 제공하는 스피커와 함께 설계되기도 합니다.n-증폭기에 대한 음의 피드백을 보정합니다.
우퍼 설계와 제조에는 많은 과제가 있습니다.대부분은 원뿔의 움직임을 제어하는 것과 관련이 있으므로, 원뿔의 움직임에 의해 발생하는 음파에 의해 우퍼의 음성 코일에 대한 전기 신호가 충실하게 재생됩니다.문제는 콘이 계속 움직이지 않도록 가청 왜곡 없이 깔끔하게 감쇠하고 순간 입력 신호가 제로로 떨어지면 링잉이 발생하며 왜곡이 적은 높은 Excursion(통상 큰 소리를 재생하기 위해 필요)을 관리하는 것입니다.또한 모든 주파수에서 일정하지 않은 전기적 임피던스를 앰프에 제시해야 하는 어려움도 있습니다.
지금은 널리 사용되는 배스 리플렉스 캐비닛 디자인의 초기 버전 앨버트 L. 특허를 얻은Thuras은 벨 연구소의 1932년.[3]
액티브 스피커
1965년 젠하이저 전자는 전자 일부 평범한 woofer 서브 시스템이 직면하는 문제를 극복하기 위해 사용했던 관현악단 음향 시스템을 도입했다.그들은 woofer 하고, 그리고 그것의 실제 동작은 특별히 고안된 증폭기에 컨트롤 입력으로 피드백 방법에 해당하는 신호는 동작 감지 센서로 덧붙였다.만약 조심스럽게 끝난 거야, 이 상당히 유연성(는 엠프 그리고 화자 함께 영구적으로 묶여 있어)과 비용의 비용으로 성능(둘 다 'tightness', 그리고 낮은 주파수 성능의 확장에)을 향상시킬 수 있다.미국에서는, LW에라스 석유 산업 기사, 매우 똑같은 고급 스피커들 내놓았다.
전자 비용 감소했지만 그것은 저렴한'music 시스템에 sensor-equipped 스피커, 붐 상자 또는 자동차 오디오 시스템 일반적이 되어왔다.이것은 대개 시도로 별 볼일 없는 사람이나 왜소한 드라이버 설계된 외장 장치에서 더 좋은 성과를 거두기 위해서에서 행해진다.이 접근법 모든 왜곡 서보 기술을 사용해서 제거될 수 있지 않고 설계가 미흡한 외장 장치 전자 수정에서 어떠한 시도로 인한 혜택을 궁지에 빠뜨릴 수 있는 난국을 나타내고 있다.
균등화 확성기
왜냐하면 확성기를 단의 특징들, 그리고 상당한 정도까지 예상 측정할 수 있다면 스피커 시스템의 결손금이 다소 가지 특별한 회로 설계할 수 있다.
Equalization 기술 대부분의 대중 주소와 사운드 리인포스 먼트 응용에 쓰일 수 있다.여기서, 문제가 아니며 주로 하이파이 생식,지만 음향 환경 관리.이 경우 평준화 개인적으로 스피커 시스템이 사용되고 그것들이 사용되는 방의 특별한 특성을 맞추도록 조절되어야 한다.
디지털 필터링 크로스오버 및 등화
컴퓨터 기술, 특정한 디지털 신호 처리(DSP)에, 가능한 정밀성을 시도한.유한 임펄스 응답(FIR)과 다른 디지털 기법을 사용함으로써, 또는tri-ampedbi-amped 시스템을 위한 건널목들 아날로그 필터를 사용하여 정밀이 가능하지 않는 능동적이거나 수동적인 이루어질 수 있다.게다가, 많은 운전자 특성(아래에게 개인 차이 등)그런 클라인과 험멜의 디자인에 동시에 해결될 수 있을 것.이 접근방식은 복잡하기 때문에 저비용 기기에서는 사용할 수 없습니다.
원뿔 재료
모든 원뿔 재료에는 장점과 단점이 있습니다.설계자가 원추형에서 찾는 세 가지 주요 특성은 가벼운 무게, 강성 및 (링잉 부재로 인한) 착색 부족입니다.케블라나 마그네슘과 같은 이국적인 재료는 가볍고 단단하지만 제작과 디자인에 따라 울림 문제가 발생할 수 있습니다.종이(코팅된 원뿔 포함)나 다양한 폴리머 등의 재료는 일반적으로 금속 다이어프램보다 덜 울리지만 더 무겁고 딱딱하지 않을 수 있습니다.모든 원뿔 소재의 우퍼는 좋은 우퍼와 나쁜 우퍼가 있습니다.유리 섬유, 대나무 섬유, 팽창 알루미늄 벌집 샌드위치, 운모가 들어간 플라스틱 원뿔에 이르기까지 거의 모든 종류의 재료가 원뿔에 사용되었습니다.
프레임 설계
프레임 또는 바스켓은 콘, 보이스 코일 및 자석을 올바른 정렬로 유지하는 구조입니다.음성 코일의 갭은 매우 좁기 때문에(일반적으로 간극은 1000분의 1인치 미만), 갭 내의 자석 구조에 대한 음성 코일의 문지름을 방지하고 불필요한 움직임을 피하기 위해 강성이 중요합니다.금속 프레임에는 스탬프와 주조라는 두 가지 주요 유형이 있습니다.스탬프가 찍힌 바구니(일반적으로 강철)는 저비용 접근법이다.이 프레임 타입의 단점은 스피커가 고음량으로 구동되어 특정 방향으로만 구부러지는 것에 대한 저항이 있는 경우 바스켓이 휘어질 수 있다는 것입니다.주조 바스켓은 가격이 비싸지만 일반적으로 모든 방향에서 더 견고하고 댐핑이 더 우수하며(자체 공진을 감소), 더 복잡한 형태를 가질 수 있으므로 일반적으로 고품질 드라이버에 선호됩니다.
파워 핸들링
중요한 우퍼 사양은 전력 정격으로 우퍼가 손상 없이 처리할 수 있는 전력량입니다.전력 정격은 쉽게 특성화되지 않으며, 많은 제조업체는 손상 없이 매우 짧은 시간 동안만 피크 정격에 도달할 수 있다고 언급하고 있습니다.스피커가 극단으로 치닫을 때 우퍼 전력 정격은 중요합니다.고출력, 앰프 과부하 상태, 비정상적인 신호(음악 이외의 신호), 인클로저가 음향 부하를 거의 또는 전혀 제공하지 않는 매우 낮은 주파수(따라서 최대 콘 익스커전스) 또는 앰프 고장입니다.고음량 상황에서는 우퍼의 음성 코일이 가열되고 저항이 증가하여 "전원 압축"이 발생합니다. "전원 압축"은 장시간 고전력 작동 후 출력 음량 레벨이 감소하는 상태입니다.더 가열하면 음성 코일이 물리적으로 왜곡되어 스크래핑, 와이어 절연 열화에 의한 단락 또는 기타 전기적 또는 기계적 손상이 발생할 수 있습니다.갑작스러운 임펄스 에너지로 인해 음성 코일 와이어의 일부가 녹아 단선 및 데드 우퍼가 발생할 수 있습니다. 필요한 레벨은 운전자의 특성에 따라 달라집니다.통상적인 청취 레벨의 음악 애플리케이션에서는, 우퍼의 전력 정격은 일반적으로 중요하지 않습니다.이것은 고주파 드라이버에 있어서도 중요합니다.
라우드스피커 드라이버에는 열(열), 전기(양쪽 모두 위에서 설명) 및 기계 등 3가지 유형의 파워 핸들링이 있습니다.원뿔 편차가 최대 한계까지 확장되면 기계적 전력 처리 한계치에 도달합니다.열전력의 취급한계는, 항상 기계적 한계를 넘지 않는 한에서도, 꽤 높은 전력 레벨이 우퍼에 너무 오랫동안 공급되고 있는 경우에 도달하는 경우가 있습니다.음성 코일에 가해지는 에너지의 대부분은 소리가 아닌 열로 변환됩니다. 모든 열은 궁극적으로 극편, 나머지 자석 구조 및 프레임으로 전달됩니다.우퍼 구조에서 열은 결국 주변 공기로 방출됩니다.일부 드라이버에는 작동 중 코일/자석/프레임 온도 상승, 특히 고출력 조건의 저감을 위해 더 나은 냉각 장치(예: 통풍 자석 극편, 전용 열전도 구조)가 포함됩니다.음성 코일에 열을 방출하는 능력에 비해 너무 많은 전력을 가하면 최종적으로 최대 안전 온도를 초과할 수 있습니다.접착제는 녹을 수 있고, 음성 코일은 녹거나 뒤틀릴 수 있으며, 음성 코일 권선을 분리하는 절연에 장애가 발생할 수 있습니다.이러한 각 이벤트는 우퍼를 손상시켜 사용할 수 없게 할 수 있습니다.
PA(Public Address) 및 기기 애플리케이션
PA(Public Address System) 및 계기판 앰프 애플리케이션용으로 설계된 우퍼는 일반적으로 보다 견고하게 설계된 점을 제외하고는 가정용 오디오 우퍼와 구성이 유사합니다.일반적으로 설계상의 차이에는 반복적인 배송과 취급을 위해 설계된 캐비닛, 음압 수준을 높이기 위한 대형 우퍼 원뿔, 높은 출력에 견딜 수 있는 보다 견고한 보이스 코일 및 높은 서스펜션 강성이 포함됩니다.일반적으로 PA/계기 애플리케이션에서 사용되는 홈 우퍼는 PA/계기 우퍼보다 더 빨리 고장날 것으로 예상할 수 있습니다.한편, 가정용 오디오 애플리케이션의 PA/Instrument Woofer는 특히 저음량에서 동일한 품질의 성능을 발휘하지 못합니다.PA 우퍼는 이러한 [citation needed]차이 때문에 고품질 홈 오디오의 목표인 오디오와 동일한 고음질을 생성하지 않습니다.
PA 시스템 우퍼는 일반적으로 높은 효율과 높은 전력 처리 능력을 갖추고 있습니다.합리적인 비용으로 고효율의 트레이드오프는 경음기 또는 대형 리플렉스 인클로저용이기 때문에 상대적으로 낮은 Excursion 능력(즉, 홈 우퍼의 "내부"와 "외부"를 최대한 멀리 이동할 수 없음)입니다.또한 저주파 응답의 마지막 옥타브가 규모와 비용을 상당히 증가시키고 PA 애플리케이션에서처럼 높은 수준을 시도하는 것은 점점 더 비경제적이다.홈 스테레오 우퍼는 비교적 낮은 음량으로 사용되기 때문에 매우 낮은 주파수를 처리할 수 있습니다.따라서 대부분의 PA 우퍼는 고품질 고품질 홈애플리케이션에서 사용하기에는 적합하지 않습니다.또, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
주파수 범위
보통 음압 [2]수준에서 대부분의 사람은 약 20Hz까지 들을 수 있다.가장 낮은 톤을 정확하게 재생하기 위해서는 우퍼 또는 우퍼 그룹이 적절한 양의 공기를 이동시켜야 합니다.이것은 저주파수에서 더 어려워지는 작업입니다.방이 넓을수록 낮은 주파수에서 필요한 음력을 내기 위해 우퍼의 움직임이 더 많은 공기를 이동시켜야 합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ "woofer, n. They can also be found in Circle K for €1, The woofer fell off my car". www.oed.com. Oxford University Press. Retrieved 5 June 2021.
- ^ a b D'Ambrose, Christoper; Choudhary, Rizwan (2003). Elert, Glenn (ed.). "Frequency range of human hearing". The Physics Factbook. Retrieved 2022-01-22.
- ^ 미국 특허 1,869,178
