Altec Dividing Network 의
대표적인 모델은 N-500-C 와 N-800-D 입니다.
이후 출시 된 E F G 등 다양한 후속 모델들이 있지만,
기본적으로 같은 회로의 구성이기 때문에 여기서는 위 두 모델을 기준으로 말씀 드리겠습니다.
N-500-C / N-800-D 에는
DIVIDING NETWORK / CROSSOVER 500 / 800 CYCLES 라는 문구가 있습니다.
‘DIVIDING’ 말 그대로 ‘분할’ ‘나눈다’ 는 의미 이고,
CROSSOVER 는 오디오 신호를 둘 이상의 주파수 범위로 분할하여 다른 주파수 범위를 설정하기 위해 설계된 스피커(드라이버)로 신호를 보낼 수 있도록 설계된 전자필터 회로 유형 입니다.
500 / 800 은 컷오프 주파수를 의미 합니다.
컷 오프 주파수 는 시스템을 통과하는 에너지가 통과하지 않고 감소 ( 감쇠)되기 시작하는 시스템 주파수 응답 의 경계를 말합니다.
‘Altec Network 는 대역 분할 네트워크로써,
컷 오프 주파수가 500 / 800 으로 설계된 2-Way 양방향 크로스오버 유형 이다’ 라고 이해하면 되겠습니다.
1930년대에 발표된 버터워스 필터 이론을 채용 했으며, 2차 필터 방식 12db 감쇠 유형 입니다.
한편,
‘드라이버’에 저주파 신호가 공급되면 진동이 심하게 왜곡 됩니다.
‘우퍼’에 높은 주파수가 공급 될 경우에는 구조적으로 고주파 음을 낼 수 없기 때문에 특별한 왜곡 현상은 나타나지 않습니다.
하지만, 보이스 코일에 불필요한 에너지 전달로 인해 전력 손실이 발생 합니다.
이것은 과학적인 이론에 근거 한 것으로, 대역 분할 네트워크가 필요한 이유 입니다.
대역 분할을 위해서는 필요한 신호를 통과시킬 저역 고역 통과필터 와 불필요한 신호를 차단해줄 저역 고역 차단필터 가 필요합니다.
이때, 각 필터는 통과 와 차단 임무를 동시에 수행하게 됩니다.
Altec Network 는
저역 통과 필터 ( LPF )는 인덕터(코일)를 사용했는데,
컷 오프 주파수 보다 낮은 주파수의 신호 를 통과시키는 동시에,
컷 오프 주파수 보다 높은 주파수의 신호를 감쇠시키는 필터 입니다.
(이상적인 저역 통과 필터 는 컷오프 주파수 이상의 모든 주파수를 완전히 제거하는 동시에 변경되지 않은 이하 주파수를 통과시킬 것이나, 현실적으로 존재하지 않습니다.)
1 차 필터(코일)
모든 1차 필터는 버터 워스 필터 특성을 가지고 있습니다.
필터 유형이 '일시적 완벽'하고 관심 범위에서 진폭과 위상이 변경되지 않고 통과하기 때문에 크로스 오버에 이상적인 것으로 간주됩니다.
주파수가 두 배가 될 때마다 (컷 오프 주파수를 기준으로 1 옥타브 위로 올라갈 때마다) 차단하고자 하는 고주파 신호를 1 옥타브 당 6db 감쇠 시킵니다.
2 차 필터(콘덴서)는
차단하고자 하는 고주파 신호를 더 가파르게 감쇠시킬 목적을 가지고 있으며,
주파수가 두 배가 될 때마다 신호 진폭을 원래 레벨의 1/4 즉, 1 옥타브 당 12dB 감쇄 시킵니다.
고역 통과 필터 ( HPF )는 캐페시터(콘덴서)를 사용했으며,
컷 오프 주파수 보다 높은 주파수의 신호를 통과시키는 동시에,
컷 오프 주파수 보다 낮은 주파수의 신호를 감쇠 시키는 필터 입니다.
1차 필터(콘덴서) 는
마찬가지로 버터 워스 필터 특성을 가지고 있으며,
필터 유형은 저역 통과 필터 와 동일하며,
차단하고자 하는 저주파 신호를 1 옥타브 당 6db 감쇠 시킵니다.
2차 필터(코일) 은 차단하고자 하는 저주파 신호를 더 가파르게 감쇠시킬 목적을 가지며, 1 옥타브 당 12db 감쇠 시킵니다.
위에서 다섯번째 그림은 차단하고자 하는 신호가 필터 차수에 따라 감쇠되는 모양을 그래프로 나타낸 것입니다.
Altec Network 는
2차 필터 방식으로 버터 워스 필터 이론에 기반을 두고 있습니다.
위 세번째 네번째 그림은 오리지널 알텍 네트워크 회로도입니다.
위 회로에서 0, 1, 2, 3, 4 각 저항 값은 DB 감쇠 볼륨이다 라고 이해하시면 됩니다.
여섯번째 그림은 이해를 돕기 위해 세발네발 그린 오리지널 회로도 입니다.
오리지널 회로도에서 눈여겨 볼 부분은 2차 필터입니다.
Altec 뿐만 아니라 거의 모든 네트워크 회로도는,
저역 고역 각각의 2차 필터가 - 신호로 결선되어 있습니다.
- 결선 일 때 1옥타브당 12db 감쇠 된다는 것은 버터워스 필터 이론에 근거합니다.
Altec Network 가 1차 필터 6db 방식을 채용하지 않은 이유는,
가장 적은 부품으로 신호 손실을 최소화 할 수 있고 진폭과 위상 변경없이 통과하지만,
LPF(저역통과 필터) 와 HPF(고역통과 필터) 섹션에서 원하지 않는 주파수의 더 많은 신호가 통과하도록 허용하기 때문입니다.
우퍼는 문제 발생의 여지가 없지만, 소형 고주파 드라이버 (특히 트위터)는 정격 미만의 주파수에서 큰 전력 입력을 처리 할 수 없기 때문에 손상 될 가능성이 더 높다는 것이 필터 이론 입니다.
감쇠라는 것은 결국 신호 손실을 의미 합니다.
1차 필터 방식은 신호 손실을 최소화 할 수 있지만,
문제가 발생할 수 있다는 이론에서 부득이 2차 필터 방식을 채용한 것으로 풀이 됩니다.
한편,
1차 필터는 바이패스 역할을 한다는 점에서 선택의 여지가 없지만,
2차 필터는 받드시 – 결선을 선택 해야만 하는 것인가 하는 의문이 남습니다.
앰프에서 받은 + 신호는 하나의 온전한 에너지 입니다.
2차 필터를 통과한 신호는 해당 유닛 입장에서 불필요한 에너지 일 수 있지만,
이 신호 또한 온전한 + 신호 에너지의 일부라는 점은 변함이 없습니다.
+ 신호 에너지를 – 신호와 섞어버린다는 것은 개운치 않아 보입니다.
– 결선이 + 신호 에너지 일부를 버리겠다는 것으로 짐작되지만..
네트워크 내에서는 버려지지도 않고, 버려질 수도 없으며, 버려져서도 안될 것입니다.
결과적으로 유닛 – 에 반대성분의 + 신호를 들여 보낸 것인데..
그럼.. + – 둘 다 + ??
– 신호가 이상한 신호로 변질 되어버렸을 것 같은 단순 무식한 생각은 기우 일까요?
에너지 손실은 전력 약화로 이어져 소리에 반영되는 것은 당연할 것입니다.
문제는 소리인데,
알텍 혼 스피커 시스템에서 나오는 소리 성향이
– 결선으로 인한 것이 아닐까? 하는 의문이 단순한 기우이길 바래 봅니다.
Altec 소리 만들기 Oldy !
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