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2011-Nov

중급 골든이어스 스피커 측정방법

작성자: 토미™ 조회 수: 162412

00.Subjectjpg.jpg

 

 

 

1.png

 

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.

 

DSC01714.jpg

 

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.

 

 

 

2.png

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.

 

 

 

3.png
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.

 

DSC01703.jpg

 

DSC01731.jpg

 

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

 

ADAM_S2.5A_Comparison.png

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

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

 

DP1_Anechoic.png 

DP1_GO.png DP2_Anechoic.png DP2_GO.png

 

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...)

 

DSC01738.jpg

남정네들 4명이 뭐 하는 것일까요?

 

DSC01739.jpg

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

 

 

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토미™

2011.11.28 15:36

댓글이 왜 이렇게 안 달리나 했더니... 제가 실수로 "댓글허용" 옵션에 체크를 안 했던..... T.T

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#17

2011.11.28 16:08

ㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎ

이제야 댓글이 열렸군요!!!

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예티

2011.11.29 12:08

우와 직접 가보셨나보네요 ㅎㅎ

무향실 한번 꼭 가보고싶어요  ㅠㅠ

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HUE'

2011.11.29 21:50

무향실 아담 감상은 제 음원으로 들었습니다! ㅋㅋㅋ

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HUE'

2011.11.29 21:53

다시 한 번 살펴보건대, 무향실 측정과 황금귀 사무실 측정의 오차 차이는 정말 미비한 거 같아요.

 

비 무향실 측정에서 저정도로까지 오차를 줄인 토미님의 덕력에 박수를.. ㅋ

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스타포지

2011.11.30 11:30

무향실에서의 CSD그래프는 없네요.

별로 중요한거 같진 않지만.. 그래도 궁금하군요.

저음 실종이라니

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토미™

2011.12.02 09:55

무향실에서의 소리는 저음이 안 나온다기 보다는 고음이 너무 많이 들려서 그렇습니다. (Reflected Sound는 거의 없고 Direct Sound만 존재하다 보니) ^^

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깨끗 백지

2012.03.07 08:49

우와 5cm차이로도 음 돈모아 집에다 설치 해야 겠군 (잼디 나댐)

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몽키제트

2012.03.29 15:15

FR그래프에서 smooth를 1/3으로 하면 잃는 정보값이 너무 많기에 최소 1/12 이나 1/24로 하면 좀더 디테일 하게 FR특성을 알 수 있을꺼 같습니다 ^^
실내공간에서 무향실과 비슷한 결과값을 얻기란 무지 어렵죠 ㅠ,ㅠ

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우브

2013.07.10 07:12

"한국에도 이런 사이트가 있다니!" 놀라워하면서 가입했는데요, 한번 글을 올려봅니다. 저는 현재 미국에 거주하고 있고, 헤드폰보다는 스피커 측정과 제작에 주로 관심이 있어서, 이런 글을 보니 반갑네요. 부족한 지식이지만 혹시나 해서 한 마디 올려 봅니다. 우선, 스피커 측정시 nearfield 로 측정하여 보정과정을 거친다고 하셨는데, 혹시 gating을 이용하여 room effect를 제거하는 방법은 써보지 않으셨는지 궁금합니다. 물론 저음은  nearfield 외에는 방법이 없기 때문에 특정 주파수에서 farfield (gated response) 와 nearfield를 연결 (splice) 해야 하지만, 측정 환경에 맞는 방법을 일단 터득하면 상당히 정확한 system response를 매번 큰 수고 없이 얻을 수 있습니다. Nearfield 측정을 위해 마이크 위치를 유닛 위치로, 그리고 유닛 사이로 등등, 바꾼다면 여간 불편한 것이 아니지요. 3-way 라면 더 큰 일이구요. 또 그 후의 보정작업의 일관성, 크로스오버에 따른 편차 등등 다른 스피커에 적용시 오류의 가능성이 있을 것이라 여겨집니다. Gated far-field and near-field splicing 방법은 이미 체계화되어 있는 방법이기도 합니다.


이미 이러한 방법을 쓰고 계시고, 거기에 더해서 나름 노하우를 가미하고 계신데도, 제가 주저리 주저리 적었다면 부끄럽구요. :-)


아, 그리고 거의 모든 multi-way 스피커가 그렇지만, Adam S2.5a도 방향성에 딥이 있군요. 디자인 상 어쩔 수 없는 부분이지요. 아주 가까이에서 들으신다면 문제가 없지만 보통 방에서 2미터 이상 거리에서 듣는 경우 (일반적인 상황이죠), 사운드에 룸 영향이 없을 수가 없습니다 (좀더 구체적으로 제가 의미하는 바는, 직접음과 간접음 사이의 간섭 현상, 그리고 저음 공진 현상 외에, 스피커의 power response (방향성의 합)으로 인해 생기는 굴곡 현상으로, 개별 스피커의 특성을 고려하지 않는 room measurement로는 보정이 안되는 현상 ). 레퍼런스로 사용하신다기에 말씀드려 봅니다. 방향성 그래프만으로는 판단할 수 없지만, 크로스오버 포인트가 보통 리본 트위터를 사용한 스피커보다 상당히 낮아 보입니다. Adam 스피커만의 ART 트위터가 좋긴 하나보네요, 그러니까 9" 우퍼와 2-way로 매칭을 하는 과감한 시도를 한 것 같습니다. 어떻든, 일반 룸에서 사용하는 스피커의 경우 평탄한 방향성이 매우 중요하다는 것을 경험으로 깨달았습니다. 평탄한 방향성을 얻을 수 있는 디자인 방법에는 여러가지가 있는데, 다음에 기회 될 때에 한번 끄적거려 보지요.


아, 마지막으로, multi-way 스피커 측정시 마이크 위치를 달리 했을때, 크로스오버를 거친 유닛간의 간섭에 의해 생기는 filtering 현상은, acoustic lobing effect 라는 표현을 많이 씁니다. Comb filtering과 똑같은 원인에 의한 것이지만, 스피커의 특성을표현하기 위해서 쓰는 말입니다. 물론, 동일한 두스피커를 단순히 거리를 달리 해서 측정하면 comb filtering (빗 모양처럼 dip과 peak이 반복되는) 현상이 생기지만요.

profile

꼬꼬

2014.02.04 07:29

웹서핑 중 우연히 발견한 JBL 탐방기인데요 ㅎ

http://www.hificlub.co.kr/web10/board/brd_wz_view_n10.asp?table=brd_10216&pid=10092&f_lid=100078&lid=100&level=0&ishtml=c&p_f_lid=100110&p_lid=100

 

토미님께서 좋아하실 것 같아서요 ㅎㅎ

역시 하이파이 명가답게 대단한 전문성을 갖추었더군요 ㅎ

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