Altec 소리 만들기 과정 중 알게 된 점 과 개선 방법에 대한 정리 입니다.
1. 왜! Altec 인가 ?
처음부터 Altec이 최고다 하시는 분은 드물 것입니다.
비싼 수업료 치르면서 하나하나 공부하던 중 604 515 288 802 803을 접하면서 Lansing 이 최고의 순수 엔지니어 임을 알게 되고 Lansing 작품들이 역사적으로나 성능 면에서 최고의 물건이라 판단했기 때문입니다.
2. 말도 탈도 많은 Altec ?
시원시원하다 소리가 된다 안 된다 까다롭다 다루기 힘들다 저역이 부족하다 중역대가 좋다 초고역이 아쉽다 는 말 들이 있지만,
Altec 이 최고라 생각하는 이유는 역시 시원시원함 때문이 아닐까 싶습니다.
시원시원함은 다른 약점을 무력화 하는 마력이 있는 듯합니다.
3. Altec 소리 특징 과 원인 ?
힘없고 답답한 저역 / 중고역대의 빅마우스 / 초고역의 아쉬움 그리고 혼 과 우퍼 소리의 이질감 / 안정적이지 못한 밸런스가 대표적인 특징이지 않을까 생각 합니다.
빅 마우스는 우리에게 시원시원함으로 인식되는 부분이기도 합니다.
Altec 의 특징적인 현상들의 원인은 무엇일까?
유닛들 개별능력이 좋으면 당연히 소리도 좋아야 할 텐데.. ??
원인을 알면 해결 방법을 찾을 수 있지 않을까???
그 원인은 무엇인지 지금부터 찾아보도록 하겠습니다.
4. 소리 전달 경로
1) 턴테이블 CDP PC-Fi.. 등.. 플레이어는 미약한 소리신호를 프리앰프로 전달합니다.
2) 프리앰프는 전달받은 소리신호를 다듬어 정리하고 음색을 입혀서 질 좋은 음성신호를 파워앰프에서 필요로 하는 정도의 신호로 증폭시켜 파워앰프로 전달합니다.
3) 파워앰프는 전달받은 질 좋은 음성신호에 스피커가 제대로 구동할 수 있는 정도의 충분한 힘을 갖도록 출력을 증폭시켜 스피커 네트워크로 전달합니다.
4) 네트워크는 전달받은 충분한 힘을 가진 질 좋은 음성신호를 각각의 스피커로 전달합니다.
5) 스피커 보이스 코일은 전달받은 신호 전압의 크기에 따라 각각 다른 진폭으로 20Hz ~ 20KHz 까지 떨림을 만들어 콘지에 진동을 일으킵니다.
6) 콘지의 진동이 공기의 파동을 타고 우리 귀에 소리로 전달됩니다.
소리 경로에서,
턴테이블 프리앰프 파워앰프는 좋은 성능을 가지고 있다 는 것을 전제로 하겠습니다.
따라서, 파워앰프에서 전달되는 소리 신호의 음질 과 크기 그리고 힘 출력은 충분 합니다.
출력이 높다고 소리가 좋은 것은 아니겠지만 스피커의 구동력은 파워앰프의 힘이 결정합니다.
스피커가 정상적으로 동작하기 위해서는
파워앰프로부터 전달받은 질 좋은 출력신호에 힘 과 에너지가 그대로 유지 전달되어야 합니다.
질 좋은 신호에 힘이 부족하거나,
힘 에너지 출력이 충분하더라도 질 떨어지는 신호가 전달된다면,
스피커는 제대로 동작할 수 없게 될 것이고, 질 좋은 소리 또한 기대할 수 없게 됩니다.
요약,
플레이어는 가지고 있는 미약한 신호를 프리앰프로 전달하고,
프리앰프는 이 작은 신호를 증폭시켜 파워앰프로 전달하며,
파워앰프는 이 증폭된 신호에 힘 에너지 즉 출력을 증폭시켜 스피커로 전달합니다.
5. Altec 스피커 시스템의 핵심은?
파워앰프 신호를 스피커로 전달하는 네트워크의 역할 입니다.
네트워크는 파워앰프에서 전달받은 질 좋은 신호를 에너지 손실 없이 각 스피커로 전달할 의무를 가집니다.
소리가 정상적으로 나오고 안 나오고 하는 것은 전적으로 네트워크에 달려 있기 때문입니다.
6. 네트워크 구성 요소는
코일 과 콘덴서 2가지가 전부입니다.
필터 이론에 근거하여 필터 차수에 따라 서로를 연결하는 회로 유형으로,
파워앰프에서 받은 신호를 각 스피커로 전달하는 역할을 수행하게 됩니다.
드라이버 db 감쇠용 볼륨이 필요하지만 별개의 사안이므로 예외로 하겠습니다.
7. 네트워크 필터 이론
네트워크는 기본적으로 버터워스 필터 이론에 근거를 둡니다.
‘1차 필터(한개) 사용시 차단하고자 하는 주파수가 1옥타브 당 6db 감쇠 시킨다’는 것이 핵심 입니다.
버터워스 필터는,
필터를 통과할 수 있는 주파수 나 파장의 범위에서 가장 평탄한 주파수 응답 특성을 가짐과 동시에 원하지 않는 주파수를 감쇠시킨다는 점에서 네트워크의 대표적인 필터 이론으로 알려져 있습니다.
1930년 필터 이론 논문 발표된 이후 이를 뒤집을 만한 이론이 없기 때문에,
우리는 핵심 만 기억하면 됩니다.
주파수에는 음질 과 힘 에너지가 함께 실려 있으며,
주파수 감쇠는 음질과 에너지의 감쇠 와 직결 됩니다.
8. 필터 사용의 목적
필터 이론은 주파수 감쇠에 관한 이론이고,
네트워크에서 필터는 주파수 감쇠를 얼마나 많이 효과적으로 할 것이냐 하는 것이므로,
한마디로, 신호를 깎는데 그 목적이 있다 하겠습니다.
그림. 필터 차수별 주파수 감쇠 기울기
위 그림은 필터 차수에 따른 주파수 감쇠 기울기 인데,
차수를 높일수록 더욱 가파르게 감쇠되지만 9차 필터를 써도 여전히 차단될 수 없음을 보여주고 있습니다.
깎아도 깎아도 완전히 깎이지 않는다는 것이지요.
9. 주파수 감쇠 효과
주파수 감쇠는 신호의 음질과 출력의 감쇠와 직결되므로,
스피커 구동력 약화로 이어지게 됩니다.
네트워크로 전달된 신호는 충분한 출력 과 음질의 크기를 포함하기 때문 입니다.
10. Altec 네트워크는 2-Way 시스템에 적합한가?
결론부터 말씀 드리면, 적합하지 않습니다.
네트워크는 앰프로부터 전달되는 질 좋고 에너지(출력) 충분한 신호를 그대로 전달 할 책임이 있습니다.
파워앰프에서 전달받은 신호가
네트워크 내에서 에너지 손실 없이 스피커로 전달되고 있는지
아래 그림을 보면서 하나하나 살펴보겠습니다.
그림 1. Altec Network 회로도
그림 2. Altec 네트워크 (에너지 배분 비율)
그림 2. 는 Altec 네트워크 회로도에 에너지 배분 비율을 괄호( ) 숫자로 표기한 것입니다.
먼저,
파워앰프 신호의 힘 에너지 100%는 네트워크 입력 +로 전달됩니다.
입력 + 는 파워앰프에서 전달받은 신호 즉, 출력트랜스 2차(4옴 8옴 16옴) 입니다.
입력 – 는 파워앰프 출력트랜스 시작점 즉, 흔히 말하는 접지입니다.
네트워크 +로 들어온 100의 에너지 중,
50%은 1차 코일을 통과하여 우퍼로 전달되고,
50%는 1차 콘덴서를 통과해서 드라이버로 전달됩니다.
우퍼와 드라이버로 전달된 신호의 합이 100% 이니까 여기까지는 에너지 손실 발생이 없습니다.
다음, 2차 필터 부분 입니다.
1차코일 뒷단에 붙은 2차 콘덴서가 우퍼 – 에 연결 되어 있습니다.
코일을 통과한 에너지 50% 중에서 25%가 우퍼 – 로 전달되었다는 의미이므로,
우퍼 + 로 전달된 신호는 25% 입니다.
결국, 우퍼는 25%의 에너지로 소리를 내게 되는 것입니다.
같은 맥락에서,
콘덴서를 통과한 에너지 50% 중에서 드라이버 +로 전달되는 에너지는 25%이며,
드라이버 또한 25%의 에너지로 소리를 내게 됩니다.
최종적으로 스피커에 전달된 신호 에너지는 우퍼 25% 드라이버 25% 합계 50%입니다.
즉, 50%의 에너지만으로 소리를 낼 수밖에 없게 됩니다.
2차 필터 – 결선은 +신호 일부를 버리겠다는 의도로 풀이되지만,
신호 손실의 주범으로 작용하여 스피커 구동에 영향을 미칠 수밖에 없습니다.
솔직하게,
– 로 전달 된 25%의 에너지가 스피커에서 어떤 작용을 하는지 알지 못하지만,
– 로 전달 된 순간 정상적인 + 신호로써의 가치는 더 이상 없다 할 것입니다.
결론적으로,
Altec 오리지널 네트워크는,
신호 배분 과정에서 많은 에너지 손실이 발생함에 따라,
힘이 부족하게 되고, 이에 따른 음질 저하가 불가피하므로,
구조적인 결함을 가지고 있다 하겠습니다.
그림 3. 현재 Oldy 네트워크 회로도
그림 4. 튜닝 작업 중
Altec 네트워크 구조적 결함은,
에너지 배분의 관점 필터이론 접목으로 해결 가능 합니다.
그림 3. 과 같이,
2차 필터 +결선으로 각각 같은 성분의 신호끼리 모아주는 방식인데,
우퍼 2차 필터(콘덴서)를 통과한 고주파 신호를 드라이버 + 결선으로 25% 에너지 복원하고,
드라이버 2차 필터(코일)를 통과한 저주파 신호를 우퍼 + 결선으로 25% 에너지 복원하여,
2차필터 통과 신호 각각은 1차 바이패스 신호 25%와 합쳐져 우퍼 50% 드라이버 50% 전달함으로써,
입력에너지 전체를 손실없이 전달 가능합니다.
다만, 필터 특성 상 최소한의 손실은 불가피하다는 점 오해 없으셨으면 좋겠습니다.
오리지널은 신호 손실을 용인하는 방식을 택한 반면,
위 방식은 신호 손실을 최소화 하는 방식이라 하겠습니다.
오리지널은 컷 오프 주파수 기준 단순 대역 분할인 반면,
위 방식은 4개의 필터 모두 별개의 컷 오프 주파수를 가지고 있으며 상호 보완 기능을 하는 구조입니다.
저역 고역 1차 필터는 에너지 중첩 현상 방지를 위해 일정 거리를 두고 있습니다.
2차 필터의 컷 오프 주파수가 다른 것은,
2차 필터의 용량에 따라 배음의 정도와 음의 굵기가 변하기 때문입니다.
고역 2차 필터는 우퍼 에너지를 보충함과 동시에 배음의 양 조절로 음장감 형성에 기여하고,
저역 2차 필터는 중 고역 에너지를 보충함과 동시에 배음 과 음의 굵기를 조절 함으로써 입체감과 질감 형성에 기여 합니다.
원하는 소리 얻기 까지,
밸런스 와 질감. 음장감 과 입체감. 중첩현상 방지 등.. 고난의 과정이 필요하지만,
전 대역 해상도 높은 하나의 풀레인지 소리 결코 실망하지 않을 것임을 보장합니다.
Altec 소리 만들기는 다양한 접근 방식이 있을 수 있을텐데,
완벽하다 할 수는 없겠지만,
확실한 접근방식 중 하나다 라는 말씀 드립니다.
궁금하신 분은 언제든지 청음 가능 합니다.
Altec 소리 만들기 ! Oldy !
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