이중 가진기 어레이를 이용한 판형 스피커의 음질 개선

Abstract

판형 스피커는 가진기가 평판의 1점을 가진해서 발생된 진동장을 이용해 소리를 방사하는 원리를 이용한다. 가능한 넓은 주파수 대역을 cover하는 스피커를 염두에 두면, 판형 스피커는 해당 주파수 대역 내에 존재하는 사각형 평판 구조물의 많은 공진 모드들을 동시에 발현시키게 되어 평탄한 주파수 응답을 구현하기 어렵다. 특히, 인접한 공진 모드들의 간격이 넓은 중-저주파수 영역에서는, 그 영향으로 방사 음향의 스펙트럼에 수많은 peak와 trough들이 나타나고, 평판의 낮은 감쇠 성능으로 인해 긴 응답 시간을 가진다. 이러한 요인들은 판형 스피커의 음질을 저하시키게 되어, hifi 스피커로서의 사용은 어렵게 된다. 본 연구에서는 사각판의 기하 중심에 위치한 주 가진기가 발생시키는 진동장을 둘러 싼 여러 개의 제어 가진기들을 이용해 제어함으로서 방사 음향의 음질을 높이는 것을 목적으로 한다. 제어하고자 하는 진동장은 주된 음향 방사가 이루어지는 스피커 영역과 진동이 억제되는 배플 영역으로 구성된다. 스피커 영역에서는 목표로 하는 음향 파워를 발생시키는 동일한 위상의 진동속도장을 가지게 하며, 배플 영역에서는 스피커 영역 대비 방사 음향이 최소가 되도록 하는 것이 이상적인 조건이다. 이를 위하여 사용된 제어 가진기 배열은 이중으로 구성되어 있으며, 두 개의 원형 array 배열과 원형 및 가장자리에 배치된 array 배열에 대해 제어 성능의 차이를 비교하였다. 이러한 가상의 스피커-배플 시스템은 평판스피커가 가지고 있는 다중 모드 특성이 방사 음향 스펙트럼에 반영되는 문제를 해결함과 동시에 음향 방사 효율을 높이고 음질을 개선시킬 수 있게 된다.