15/18 인치 동축 스피커 만들기
동축 스피커란 무엇인가?
동축 스피커는 스피커의 중심축에 우퍼와 트윗터가 한점으로 결합되어 있는 스피커입니다. 이런한 형태의 스피커는 고음과 저음의 이질감이 없습니다. 그리고 고음 중음 저음이 하나의 목소리에서 노래 나오듯이 일체성이 있습니다. 그래서 공연의 정위감이 명확합니다. 또한 음상의 이미지가 뚜렷합니다.
특히 15인치 우퍼와 트윗터에서 나오는 15인치 동축 스피커는 15인치 우퍼에서 나오는 광대한 저음과 20khz 까지 올라가는 3인치 트윗터에서 나오는 아름다운 고음이 한 스피커에서 나오면서 일체성을 가지고 있으니 얼마나 감동적이겠습니까?
인간의 입과 목구멍이 고음용 중음용 저음용이 없이 오직 한입에서 나오는 저음과 고음이 이질감이 없이 일체성을 가지는 것과 동일한 원리인 것입니다. 이 원리를 그래로 실현것이 본 스피커입니다.
그래서 태생적으로 자연스런 소리가 나오는 것입니다. 특히나 "우퍼와 트윗터의 소재가 펄프로 동일" 하여 이질감이 전혀 없는 인간의 목소리 처럼 귀에 거슬림이 없습니다.
15인치 우퍼에 3인치 트윗터를 결합한 동축 스피커의 역사
15인치 우퍼에 3인치 트윗터를 결합한 형태의 스피커는 오랜 역사를 가지고 있습니다. 미국의 ALTEC사등도 위와 같이 결합한 스피커를 아래와 같이 몇 종류 제작한바 있습니다.
한지 3인치 트윗터를 동축용 트윗터로 사용합니다
동축하면 ALTEC604스피커가 유명한데 이것은 트윗터로서 1.75인치 알루미늄 진동판을 사용하고 있습니다. 진동판의 면적이 좁으면 고음의 구현에는 유리하지만 중음의 재현에는 약점이 되는 것이죠. "중음이 빈다" 란 오명을 들을 수 있습니다.
본 동축 스피커는 3인치 진동판을 사용하기 때문에 위것 보다는 진동판의 면적이 커서 중음의 구현에 큰 장점을 가지고 있습니다. "중음이 빈다"란 비판을 받고 있는 것들과 비교되는 것입니다. ALTEC604보다는 좀 더 두툼한 중음의 재생이 물리적으로 가능합니다.
고음에 있어서도 위 ALTEC604는 20khz까지 올라 가지 못합니다. 아래가 본 3인치 트윗터와 SPL 곡선입니다. 이것은 20KHZ이상까지 구현합니다.
본 드라이버는 꽉찬 중음을 재현 하면서 20KHZ가 넘는 초고음까지 재생이 가능하다는점에서 차이가 있습니다.
빨강색은 처음에 실험한 샘플의 곡선이고, 청색이 메카니즘을 수정하여 나온 완제품의 곡선입니다. 평균 음압이 98.2DB정도 되며,700HZ부터 20KHZ까지 평탄하게 재현 하고 있습니다.
3인치 트윗터가 위와 같이 20KHZ이상까지 재현하는 트윗터가 거의 없습니다. 본 트윗터가 음압이 98db로 높고, 구현 범위가 20khz까지 평탄하게 이루어 지기 때문에 15인치 우퍼에 동축용 트윗터로 사용이 가능한 것입니다.
본 3인치 트윗터는 한지 섬유와 북구라파의 펄프를 혼합하여 진동판을 제작 하였습니다.
보이스 코일을 원자로에서 이온 주입을 하고, -196도에 극저온 처리 하였습니다.
그리고 플레이트와 요크 사이에 특수 오일을 주입하여 보이스 코일이 중심을 유지 하는데 기여 하도록 하였습니다.
그리고 요크를 기성품을 사용하지 않고 알루미늄을 45도로 깍아서 특수제작 하였습니다.이것이 발열을 방지하여 트윗터의 기능을 정상적으로 유지하는데 많은 역할을 합니다.
본 트윗터는 위와 같은 여러가지 특수 기술과 메커니즘을 적용하여 98db를 실현하고, 20khz까지 평탄하게 재현하게 되었습니다. 전 세계에서도 위 정도의 품질을 가지고 있는 3인치 트윗터는 못 본것 같습니다.
위와 같이 우수한 3인치 트윗터가 없었다면 15인치용 동축 스피커도 탄생되지 않았을 것입니다. 트윗터는 후면이 밀폐되어 있어야 동축용으로 사용이 가능합니다. 본 트윗터는 후면 밀폐형입니다.
동축용 스피커에 필요한 브릿지 지지대 제작
15인치 우퍼에 3인치 트윗터를 결합하기 위하여는 브릿지 지지대가 필요합니다. 그래서 지지대를 새로 제작 하였습니다. 기성품의 두께가 얕아서 좀더 두꺼운 소재를 사용 하였습니다.
그리고 도장을 하여야 하는데, 착색과 분채도장이 있더군요. 착색은 철을 물감에 넣고 꺼내서 건조 시키는 단순한 방법이고 가격이 저렴합니다.그러나 시간이 지나면 부딪치기만 해도 칠이 볏겨 진다고 하더군요.
분채 도장은 철에 페인트를 칠하고 215도의 고온에 30분 동안 구운다고하는데 전기열에 가열하므로 가격이 비쌉니다. 그런데 내구성이 아주 좋다고 합니다.
그래서 215도에 구운 무광 분채 도장을 하였습니다.칼로 그어도 표시가 나지 않을 만큼 표면이 단단합니다.
15인치 우퍼와 3인치 트윗터를 결합한 15인치 동축 스피커의 탄생
15인치 우퍼는 어떤제품을 사용하더라도 상관 없습니다. 음압이 97db 이상이면 편리합니다. 여기에 네트워크를 구성하면 95db정도로 떨어짐니다. 우퍼의 음압이 높아야 1w짜리 진공관 싱글 앰프로도 15인치 동축 스피를 울릴 수 있기 때문입니다. 지금껏 노력한 것이 저출력인 6v6 싱글 진공관 앰프등에서 15인치 스피커를 울리기 위한 것입니다.
드디어 15인치 우퍼에 분채 도장 브릿지 지지대를 사용하여 3인치 트윗터를 결합하였습니다. 15인치 동축 스피커의 탄생입니다.
아래는 18인치 동축 스피커 모습입니다. 5 1/4인치 풀레인지와 결합하였습니다. 6.5인치도 잘 맞습니다. 5 1/4인치 풀레인지도 별도 판매합니다.
아래는 브릿지 지지대를 이용하여 15인치우퍼에 3인치 트윗터를 결합한 것입니다. 결합 부위에 순간 접착제를 한방울씩 떨궈주니 완전히 부착 되네요.
필요한 것들을 보면,
15인치 우퍼/3인치 내지 4인치 트윗터가 필요 합니다.
18-16awg wire........케이블의 외피가 두꺼우면 6파이 구멍에 볼트와 함께 들어 가기가 벅참니다. 외피가 두껍지 않아야 함니다. 미제 테프론 은도금선이 외피가 가늘고, 미끄러으며, 내구성이 좋아서 작업 하기가 쉽네요.
/케이블 타이/ M2X50mm 볼트와 넛트 두개로 좌우에다 부착 시킴니다.
극장용 우퍼가 음압이 대체로 99db로 높습니다. 그래서 우퍼의 음압을 내려 줄려면 저항을 사용 하여야 하는데 우퍼 마다 음압이 다르므로 가변 권선 저항을 사용하면 쉽게 조정 하여 맞출 수가 있습니다.
가변 권선저항을 가지고 있으면 우퍼가 음압이 높으로면 우퍼에 달고, 트윗터가 음압이 높으로면 트윗터에 달면 되므로 편리합니다. 가장 좋은점은 다른 저항이나 L-PAD 볼륨보다 음질의 열화가 덜 생긴다는점입니다.
미제 25옴 짜리 가변 권선 저항입니다.
네트워크는 1500HZ 안쪽으로 크로스 오버 포인트를 설정한 것이 좋은것 같습니다. 알텍604 네트워크가 1000HZ-2000HZ 사이에 있습니다. 필자가 실험을 해보니 15인치 우퍼를 너무 많이 사용하면 음이 거친맛이 나네요. 그래서 3인치와 4인치 트윗터를 사용하면 1100hz-1500hz사이가 적당해 보임니다.
집에 굴러다닌 아래의 알텍604-8G 네트워크를 이용해 보았습니다.
극장용 15인치 우퍼의 음압이 높아서 트윗터 볼륨의 결선을 떼어 내고,우퍼에 8옴짜리 저항을 달아서 들으니 적당 하군요.
가격은
동축용 브릿지용 지지대 4개; 5만원, 3인치 트윗터 2개: 10만원, 가변 권선 저항 25옴 : 12000원/개,
미제 MIL-SPEC 16awg wire pair: 2만원/1m. 010-2767-5192
아래 저의 블로그에도 소개되 있습니다.
https://blog.naver.com/epro115/223311356405
