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우퍼
우퍼(woofer 또는 bass speaker)는 보통 낮은 주파수 (40 Hz에서 최대 수 킬로 Hz 이상)의 소리를 만들어 내도록 고안된 스피커 드라이버에 사용되는 용어이다. 다시 말해, 우퍼는 낮은 소리를 높여 주고, 웅장감을 제공하므로 영화 등을 감상할 때에 많은 사람들이 만족할만한 음질을 제공한다고 볼 수 있다. 기술의 발전으로 20hz, 더 나아가 불가청 음역대인 10hz까지도 소리를 낼수도 있는 서브우퍼가 개발되었다.
스피커 유닛을 보면 고역을 담당하는 것은 '트위터 (사운드)(Tweeter)', 중역을 담당하는 것은 '미드레인지(Midrange), 저역을 담당하는 것은 '우퍼(Woofer)'라고 부른다. 카오디오에서는 중저역을 동시에 커버하는 미드우퍼(Mid-Woofer) 유닛을 주로 쓴다. 도어 안쪽에 그릴로 씌워진 커다란 스피커가 바로 이 미드우퍼이다. 이에 비해 작은 크기의 트위터는 대개 양쪽 A필러나 대시보드 양 사이드에 위치한다. 중요한 것은 스테레오 이미지를 위해 이들 스피커 유닛이 좌우에 동일한 위치에 있어야 한다는 것이다. 따라서 제대로 된 카오디오 사운드를 즐기기 위해서는 최소한 4채널 이상의 파워앰프가 필요하다. 패시브 크로스오버 없이 왼쪽 트위터+미드우퍼, 오른쪽 트위터+미드우퍼를 각각 구동하기 위해서다. 추후 서브우퍼를 장착하는 경우를 대비해서라도 처음 시작할 때 멀티채널 앰프를 선택하는 것이 좋다. 카오디오 업그레이드를 할 때 아주 중요한 팁이다.[1]
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개요[편집]
우퍼는 스피커에서 저음역을 담당하는 유닛을 의미한다. 기본적인 형태는 대체로 동일하게 유지되어 왔으나 오디오 관련 기술이 발전되면서 재질이나 제작 콘셉트가 바뀌었는데, 다음과 같이 간단하게 설명할 수 있다.
예전 앰프가 매우 저출력이었던 시대에는 어떻게 해서든 스피커의 효율을 높여야 들을만한 음량을 얻을 수 있었다. 이 때문에 중고역은 혼을 사용한 컴프레션 드라이버를 사용하는 등의 방법을 써서 재생효율을 높였으며, 우퍼는 재질의 무게가 가벼워 효율을 높이기 쉬운 펄프 콘을 사용하고 중고역 유니트와의 음량 밸런스를 맞추기 위하여 콘의 사이즈를 늘렸다. 소리를 내는 면적이 늘어나면 소리가 커질테니까. 우퍼의 구경을 키운 것이 음량을 키우기 위한 것이었던 관계로 현대의 대구경 우퍼가 주력하는 초저역 재생과는 사실 거리가 있었다. 40Hz 정도가 실질적 한계였다고 한다.
현대에 들어와서는 앰프의 출력이 향상되어 기존처럼 재생효율에만 집중할 필요가 줄어들어 우퍼 유니트의 저역재생에 보다 더 집중할 수 있게 되었다. 그 결과로 우퍼 유니트가 효율이 약간 떨어지게 되더라도 저음 재생 성능이 향상되는 방향으로 발전했다. 일반적인 페이퍼콘에도 코팅 처리 등 다양한 종류가 등장하였으며 종이 외에 다른 재질도 활발하게 사용되게 되었고 관련 기술이 발전되면서 조그만 우퍼 유니트로도 훌륭한 저역 성능을 보여주는 사례가 늘고 있다. 이 경우는 충분한 울림을 끌어내기 위하여 콘의 지름을 키우는 대신 콘이 앞뒤로 많이 움직일 수 있도록(롱 스트로크) 서라운드(엣지)를 크고 움직이기 쉬운 재질로 만든다. 6인치가 채 안되는 유니트로 30Hz대의 저역을 울려대는 정신나간 제품도 종종 보인다. 다만 이런 제품들은 번인(Burn-in)이 되어 제 소리를 찾아가는 동안에는 특정 저역만 벙벙거리거나 하는 당황스러운 상황이 벌어지기도 하는데, 괜히 놀라지 말고 그냥 마음 비우고 번인이 되기를 기다리자.
한편 층간소음 보복 용도로 악용되기도 한다. 우퍼 스피커로 층간소음 보복한 아래층 부부에 벌금 700만원을 선고하고 40시간의 스토킹 치료 프로그램 이수를 명했다.
서브우퍼[편집]
서브우퍼는 저음영역의 굵고 웅장한 음을 재생하는 스피커이다. 기존에 장착된 스피커에서 부족한 저음을 보충해 주는 역할을 한다. 서브우퍼와 미드우퍼를 사용할 때는 가능하면 우퍼 전용 앰프를 사용하는 것이 좋으며, 앰프는 소리를 크게 확장시켜주는 힘이 클수록 좋다.
특징[편집]
스피커에서 저역을 담당하는 큰 유닛으로 4~15인치 정도의 구경을 갖는다. 우퍼는 거의 대부분이 콘형이며 드물게는 리본을 쓰는 경우도 있다. 콘형인 경우 진동판으로는 종이 재질이나 고분자 화합물을 주로 사용하는데 알루미늄과 같은 금속 박을 이용하는 경우도 있다. 물리적으로는 우퍼의 구경이 크면 클수록 저역 재생의 한계가 낮아지게 되므로, 단순하게 생각할 때 우퍼는 크면 클수록 좋은 것. 하지만 좋은 성질을 지닌 큰 우퍼 유닛을 만드는 것은 매우 힘든 일이다. 작은 사이즈의 진동판은 흔들릴 때, 진동판 전체가 균일하게 흔들리는 것이 비교적 수월하지만, 사이즈가 커질수록 진동판 전체를 균일하게 흔드는 것은 무척 힘이 든다. 예를 들어 큰 우퍼 유닛의 중심을 잡고 흔들어 본다면, 콘 중앙에서 스피커 바깥으로 나올 때, 스피커 외주부는 안쪽으로 들어가는 경우도 있을 수 있을 것이다. 이렇게 원하지 않은 진동 모드를 분할 진동이라고 한다. 보통 큰 우퍼를 보면 우퍼 표면에 주름을 접어 넣은 경우도 있고, 방사형의 무늬가 들어 있는 경우도 있다. 이런 무늬들은 모두 분할 진동을 억제하기 위해 고안한 것들이다. 물론 분할 진동은 좋지 않은 것이지만, 빅터처럼 우퍼의 진동판에 특이한 형상을 만들어 넣어 음조성을 하는 회사도 있다.[2]
우퍼의 재질[편집]
종이[편집]
재질이 펄프라서 편하게 종이라고 부르지만 그냥 종이와는 약간 다르다. 무게가 가벼워 효율이 좋다. 재질 특성상 순간적인 큰 입력 상황에서는 뒤틀림 현상이 일어나게 되어 반응성은 떨어진다. 게다가 습기에 매우 민감하며 내구성도 그리 좋지 못하다. 그래서 대부분 페이퍼 콘 우퍼들은 표면에 코팅처리가 되어 있다. 그러나 따뜻하고 산뜻한 음색에 아직까지도 애호가가 많으며 JBL의 경우 이런 팬 층을 의식하여 아직도 펄프 콘 재질 우퍼를 계속 발전시켜나가고 있다. JBL뿐만 아니라 PMC나 여러 하이파이 업체들에서도 종이 재질을 즐겨 사용하며 달리(DALI)의 경우는 펄프와 목질 섬유를 섞어서 만든 우퍼를 사용한다.
PA나 SR의 경우 가혹한 환경에서 쓰이는 것이기에 과열 등을 피하기 위해 가벼워서 구동계에 부담이 적은 종이나 펄프를 가공한 재질을 널리 사용하고 있으며 특히 저역에서 초저역대를 담당하는 12~18인치급 우퍼의 경우 JBL, EV, Eminence, DAS 등을 비롯하여 대부분의 회사에서 종이나 펄프를 가공한 재질을 사용하고 있다.
금속[편집]
알루미늄이나 마그네슘 또는 그 합금을 주로 사용한다. 매우 단단하면서도 가볍기 때문에 펄프나 합성수지 등에 비해 매우 반응성이 좋으며 섬세하고 해상력있는 소리를 재생한다는 것이 특징이다. 또한 잔향을 제어하기 쉬워서 원음에 가까운 소리를 재생하며 중음역이 뛰어나다. 저음에 있어서는 종이에 비해서는 묵직한 저음은 기대하기 어렵고 단단한 저음을 가지고 있다.
모니터오디오, 모던쇼트, 패러다임, 인피니티 등에서 알미늄 합금을 사용한 우퍼를 사용하고 있으며 모니터오디오 고가형 모델이나 엘락의 경우 매우 얇은 알미늄과 더 얇은 종이를 증착시킨 재질을 사용한다. 최근에는 마그네슘이나 티타늄 합금을 쓴 우퍼들도 사용되고 있다.
합성수지[편집]
90년대부터 보였던 재질이다. 휨에 대한 저항이 큰 재질로 순간적인 큰 입력에서의 반응성이 좋으며 소리의 순도를 떨어뜨리는 불필요한 잔향 등을 제어하기에 유리하므로 펄프 재질 콘을 대체하는 양상이었다.
그러나 무게가 무거워 효율이 떨어지며 대구경으로 만들면 진동계의 무게가 늘어나 전체적인 반응성이 떨어지게 되기 때문에 대구경 우퍼가 잘 안보인다. 이 부분은 자기회로 관련 기술이 향상되면서 개선되었고 이 덕분에 폴리프로필렌 소재의 유니트들이 환영받게 되었다. 이런 유니트들은 스피커 유니트 뒤쪽의 자석 부분이 콘과 비교할 때 매우 크고 아름답다. 프로악 1sc가 투명한 PP재질 우퍼를 사용하여 인상적인 소리를 들려준 바 있으며, 유명한 BBC모니터 역시도 PP단일재질은 아니지만 합성재질을 사용하여 인상적인 소리를 들려준 바 있다. 현대에는 클립시, 에포스(일부 모델), 토템(일부 모델), 프로악 등에서 볼 수 있는 재질.
합성수지와 다른 재질을 섞어 굳인 방식을 사용하기도 하며 위의 클립시 스피커도 그라파이트 분말을 섞어 굳힌 재질이다. 다인오디오의 우퍼도 마그네슘과 규소분말을 합성수지에 굳힌 재질을 사용한다.
참고로 헤드폰과 이어폰은 대부분 합성수지로 된 진동판을 사용한다. 보통 PET 재질[14]이 많으며 제조사에 따라 그 외 다른 합성수지로 만든 진동판도 사용된다.
케블라[편집]
B&W와 와피데일 등에 의해 처음 소개되어 최근 각광받는 소재이다. 총알을 막을 수 있을 정도로 충격감쇄력이 크며 가볍다. 실제로 케블라가 방탄복의 주 소재이기도 하다. 이 재료를 천처럼 직조한 것을 합성수지 재료로 굳혀 사용하는 경우가 대부분인데, 이렇게 하면 스피커 콘의 뒤틀림이 최소화되는것은 소재 특성 때문에 기본으로 깔리고 만약 뒤틀림이 발생하더라도 스피커 콘의 부분 부분이 스피커 중심에서 볼 때 각도별로 다른 형태로 직조된 꼴이 되기 때문에 불규칙적으로 발생하게 되므로 서로 상쇄되어 줄어드는 효과가 있다. 콘 자체의 자체적인 추가 진동이 억제되고 보이스 코일의 움직임을 따르게 하는 경향이 커진다는 것. 소리가 무척 투명하다고 한다. Bowers & Wilkins의 경우 감쇄력이 크고 가벼운 소재 특성 덕분에 우퍼/미드레인지의 최고 재생대역을 높게 잡을 수 있다는 점을 십분 활용하고 있다. 2웨이 스피커의 경우 보통 크로스오버 주파수를 2 ~2.5kHz 정도로 잡는데 이 회사 제품은 4kHz 정도로 설정하여 인간이 가장 민감하게 느끼는 1kHz 대역에서 저 멀리 떨어트려 버린 것. 앞에 언급한 Bowers & Wilkins의 제품이 대표적이며 와피데일에서도 일찍부터 채택하여 사용하였다. 또한 이 외의 회사에서도 일부 모델에 채택되고 있는데, 이를테면 프로악(ProAc)[18]이 있으며, 심지어 크리에이티브의 Gigaworks 모델에는 컴퓨터 스피커인데 케블라 우퍼를 적용한 모델이 있다. 다만 케블라 재질의 경우 엣지의 고무부분을 제외하고 재질 탄성이 물리적 변형이 안되므로 속징 에이징이 안되는 재질이다. 그러므로 처음이나 시간이 지나도 성향이 안변하는 점은 장점이자 단점이 될 수 있다.
동영상[편집]
각주[편집]
- ↑ KRELL Automotive, 〈<크렐 오토모티브> 앰프, 우퍼, 트위터, 미드레인지 이게 다 뭐야?〉, 《네이버 포스트》, 2018-11-20
- ↑ 바벨2세, 〈스피커의 유닛 (2) 미드레인지와 우퍼〉, 《네이버 블로그》, 2009-01-14
참고자료[편집]
- 〈우퍼〉, 《위키백과》
- 〈우퍼〉, 《나무위키》
- 〈서브우퍼〉, 《쇼핑용어사전명》
- 바벨2세, 〈스피커의 유닛 (2) 미드레인지와 우퍼〉, 《네이버 블로그》, 2009-01-14
- KRELL Automotive, 〈<크렐 오토모티브> 앰프, 우퍼, 트위터, 미드레인지 이게 다 뭐야?〉, 《네이버 포스트》, 2018-11-20
같이 보기[편집]
