1.1. 공간 – 무향실
스피커의 소리는 공간을 통하여 전달이 되기 때문에 공간의 특성에 따른 영향을 많이 받습니다. 때문에 공간의 영향을 제외한 스피커 자체의 특성만을 측정하기 위해서는 Free Sound Field (벽에 의한 반사파(Reflected Sound)가 전혀 없는 가상의 공간)에서 측정을 해야 공간의 특성이 반영되지 않은 정확한 측정결과를 얻을 수가 있습니다. 그런데 Free Sound Field라는 공간은 가상의 공간(Sound Field)이기 때문에 실제 세계에서는 Free Sound Field와 유사한 특성의 공간을 만들기 위하여 벽면에 흡음을 위한 쐐기를 설치하여 스피커의 측정 및 기타 장비의 소음측정 등에 사용을 하고 있는데 이러한 공간을 무향실(Anechoic Room)이라고 합니다.

참고.
공간의 특성에 따른 소리의 변화에 대한 내용이 궁금하신 분은 아래의 링크를 읽어보시면 도움이 되실겁니다.
링크 : 공간특성에 따른 소리의 변화

1.2. 마이크의 위치 – 스피커의 트위터와 동축으로 1m 거리
소리의 모든 대역폭을 담당하는 Full Range 스피커나 트위터가 우퍼와 동축에서 재생되는 형태의 Coaxial 스피커와 같은 형태의 스피커들은 소리가 재생되는 위치를 하나의 점으로(point sound source) 볼 수가 있지만 일반적인 하이파이 스피커의 경우 스피커에서 소리가 재생되는 유닛이 여러 개가 있습니다.

참고.
일반적으로 2-way 방식의 경우에는 스피커의 유닛이 2개 (woofer + tweeter) 그리고 3-way 방식의 경우에는 스피커의 유닛이 3개 (woofer + squawker + tweeter)가 들어가 있습니다. (반드시 일치하는 것은 아닙니다만… )

이렇게 multi-way 혹은 multi-unit 스피커의 경우 하나의 스피커라도 스피커 유닛이 여러개이므로 소리가 나오는 위치가 여러곳(multi-point sound source)이 되고 때문에 측정하는 마이크의 위치에 따라서 측정되는 결과가 달라집니다. (스피커 유닛간 거리차(기하 위상차)에 의한 comb filter효과가 발생합니다.)

이러한 comb filter효과는 스피커와 마이크 사이의 거리가 멀어질수록 작아지는데 (comb filter효과가 별로 없는 깨끗한 데이터를 얻을 수 있음) 반대로 스피커와 마이크 사이의 거리가 멀어지면 벽면 반사파에 의한 영향은 더욱 커지게(Reflected sound에 의한 지저분한 데이터를 얻게 됨) 됩니다.

참고.
무향실이라도 벽면 반사파가 100% 제거되는 것은 아니기 때문에 스피커와 마이크 사이의 거리가 멀어질수록 어느 정도는 영향을 받습니다.

때문에 이 2가지 요소를 적당한 선에서 타협을 하여 측정을 해야 하는데, 스피커를 측정하는 국제표준은 고음부가 재생되는 트위터와 동축상(tweeter on-axis) 에서 1m 떨어진 거리에서 측정을 하는 것이 국제표준입니다.

그런데 무향실의 경우 공간의 크기 자체도 많이 필요한데다가 공사비용 또한 많이 소요됩니다. 국내에 있는 80Hz짜리 무향실의 경우 2000년도에 공사비용만 약 8억이 소요되었다고 합니다. (벽에 달려 있는 쐐기의 비용만 1억이 들었다고 하시네요.) 즉 무향실에서 스피커의 테스트를 하려면 공사를 하기도 힘들뿐더러 돈도 상당히 많이 필요합니다.

무향실이 없는 경우에 스피커의 성능측정을 하려면, 건물의 옥상에서 Ground Plane방식으로 측정을 하거나, 미국의 어느 스피커 업체처럼 사막에서 스피커의 측정을 하는 방식 등이 있긴 합니다만 그러한 방식들은 대부분 현실적으로 매우 노가다적인 방법입니다.

때문에 골든이어스에서는 보다 간편한 아래의 방법으로 스피커의 측정을 합니다.

2.1. 공간 – 골든이어스 사무실, 스피커와 마이크 사이의 거리 – near field
골든이어스에서 스피커를 측정하는 공간은 일반적인 사무실 환경이므로 벽면에 의한 반사파가 많이 발생합니다. 때문에 이러한 효과를 가능한 줄이기 위하여 골든이어스에서는 Near Field에서 측정을 합니다. Near Field에서 측정을 하게 되면 reflected sound에 의한 영향이 direct sound에 의한 영향에 비하여 상대적으로 매우 작아지므로 깨끗한 데이터를 얻을 수가 있습니다.

하지만 near field에서 측정을 하게 되면 위에서 설명을 한 comb filter효과가 많이 발생을 하게 되는데 여기에 대한 해결책으로 마이크의 위치조정과 마이크의 각도에 대한 보상작업을 하여 데이터를 표기합니다.

이론적으로는 골든이어스에서 스피커의 측정을 하는 방식으로 스피커의 측정을 해도 무향실에서측정을 한 데이터와 오차가 많이 발생을 하지는 않을 것이라고 생각을 하고는 있었지만, 실제로 무향실에서 측정을 해 보지는 않아서 과연 얼마나 차이가 발생하는지에 대한 검증을 그 동안은 해 보지 못 했었습니다. 그러던 중 감사하게도 A박사님의 도움으로 무향실(80Hz까지 측정가능, 소음차단을 위하여 벽면은 2중으로 띄워져 있음)에서 ADAM S2.5A 스피커를 측정 해 보았습니다.

아래는 데이터는 무향실의 스피커 측정 데이터와 골든이어스에서 스피커 측정시에 사용을 하는 측정방법으로 측정을 한 ADAM S2.5A 스피커의 측정 데이터입니다.

ADAM S2.5A Speaker (Tweeter Gain:+2dB, EQ 6kHz > : -2)

빨강 - 덕트 / 우퍼+트위터 - 파랑:무향실 측정 데이터 / 초록: 사무실 측정 데이터

약간의 차이는 있지만 다행스럽게도 크게 신경을 쓸 정도는 아니네요. ^^

덤으로.

무향실에서 스피커 테스트를 하면서 갑자기 궁금해 지는 것이 하나 있었습니다. 그래서 해 보았습니다. (궁금한 건 못 참아...)

남정네들 4명이 뭐 하는 것일까요?

무향실에서 아담으로 음악을 들으면 어떤 소리가 들릴까요?

예정에 없던 짓(?)이라서 스피커 스탠드는 실험실 장비로 급조 ㅎㅎㅎ

무향실에서 음악을 들어 보니 .... 역시나 예상대로...

고음이 엄청 강하게 들립니다. 상대적으로 해상력은 거의 환상적으로 칼같이 정확하게 느껴지는데, 재미있는 것은 머리의 위치가 5cm만 움직여도 스피커의 좌우음량차가 엄청나게 크게 느껴집니다.

끝으로 무향실 대여에 협조해주신 A박사님께 다시 한번 감사드립니다. ^_____^ b