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Power ratings (2) - 스피커편

작성자 김재관(ip:)

작성일 2010-01-27 18:01:30

조회 685

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내용
 
Power ratings (2) - 스피커편 2008/10/06

Power ratings (성능 평가) 스피커의 능률 평가

스피커의 성능을 평가하는 것은 앰프의 성능을 평가하는 것보다 복잡하다.
우선, 스피커의 성능을 표시하는 방법으로는 열적 성능평가(Thermal Power Rating), 기계적 성능평가(Mechanical Power Rating)의 두 가지 있다.

 

Thermal power rating 이라는 것은 스피커를 구동 시키는 코일에 손상이 가기 시작하는 최대 공급 가능 레벨을 의미한다. 만약 과부하가 발생하면, 내부의 냉각 오일이 타버린다는 의미하는데, 이것은 코일이 견딜 수 있는 온도와 상관 관계가 있다.


Mechanical power rating 이라는 것은 스피커의 콘이나 하이드라이브의 다이아프램이 기계적인 손상(물리적인 탈선, 즉 찢어짐) 없이 사용할 수 있는 최대 레벨을 의미하는데, 이 레벨을 초과하면, 스피커 자체가 상하게 될 뿐만 아니라 코일이 타버릴 수도 있다.

 

스피커에 있어서 thermal power rating

앰프에서와 마찬가지로 열적 성능평가(thermal power rating)는 몇 가지 변수의 영향을 받는데,
1)
측정 사용시간, 2) 재생 주파수 대역에 영향을 받는다.


예를 들어, 스피커의 능률은 측정시간이 짧을수록, 입력신호가 짧을수록 높아진다.


또한 스피커의 능률은 재생 주파수 대역이 증가할수록 낮아진다.


그림 2-1는 라우드 스피커의 thermal power capability를 보여준다.

 

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위에서 핑크노이즈를 테스트 시그널로 사용하였음을 알 수 있다. 또한 세 가지 주파수에서 실시되었다.
위의 실험결과를 보면 8시간 동안 70watt에서 100시간 동안 35watt로 줄어 들은 것을 볼 수 있다.


이것은 측정시간이 길어지면 스피커 능률이 감소함을 나타내는 것이다.


또한 500Hz-23khz 70watt, 800Hz -23kHz 100watt, 1200Hz-23kHz 150watt을 볼 수 있다.


이것은 측정 주파수 대역이 커지면, 스피커 능률이 감소하는 것을 알 수 있는 증거이다.

 

실험을 위해서, 일반적으로 다음의 두 가지 테스트신호를 사용하는데, 사이 파(Sine Wave Sweeps 혹은 Sine Wave Fixed)와 핑크 노이즈(Pink Noise)를 사용한다.


스피커 생산 산업 분야에서는 여러 가지 측정시간을 적용시키는데, 다음에 나오는 분류들이 일반적으로 사용된다. 크게 Continuous Power, Program Power, Peak Power로 분류한다.

continuous 혹은 long term 혹은 RMS측정 (test 시간은 1시간 이상)


이 측정은 continuous pink noise (pink noise를 쓰는 경우) 혹은long term sine wave (sine wave fixed를 사용하는 경우) 혹은 long term sine sweeps (sine wave sweeps를 사용하는 경우) 등으로 불린다. 이중 long term sine sweeps 가 가장 낮은 수치를 나타낸다.

 

program or music (음악의 특성을 갖는 테스트신호를 사용: 1초간 지속) 이 측정은 continuous program이라고도 불리는데 이 경우는 pink noise를 테스트 신호로 사용하는 측정으로 pink noise program 이라고 부르는 것이 맞지만, 이렇게 사용하지 않고 위의 이름으로 부른다) 이 측정 법은 continuous/program/RMS 측정보다 3dB(2배의 power) 높게 나온다.

 

peak & short term(테스트 신호가 0.1초 보다 짧다) 이 측정으로 나오는 값은continuous/program/RMS 보다 6dB (4배의 power) 높게 나온다.

 

우리를 혼란스럽게 하는 것은, 어떤 제작사들은 스피커 스펙을 continuous/program/RMS 측정방법으로 하며, 또 어떤 회사는 program or music, 어떤 회사는 peak & short term으로 제시한다는 점이다.
이런 것들이 소비자들을 혼란스럽게 만들고, 잘못된 정보를 제공 받게 한다. 이것은 곧 잘못 된 선택을 유도하는 결과를 가져 올 수 있는데, 이는 시스템을 선정하는 사람에게 치명적인 실수를 만들게 하는 원인이 되기도 한다.

 

예를 들어 다음 중 어떤 앰프가 가장 능률이 좋을까?

모델 A, 300 watt (continuous) power rating
모델 B. 400 watt (program) power rating
모델 C. 500 watt (peak) power rating

 

그냥 수치상으로 보면 모델 C 500watt로 가장 우수해 보인다.
그러나 성능을 비교하려면 같은 조건에서 비교해야 하므로

 

모델 A 300watt cont. 혹은 600watt program
모델 B 200watt cont. 혹은 400watt program
모델 C 500watt peak 혹은 250watt program

 

우리는 이 데이터로부터 A모델이 가장 성능이 우수한 것을 알 수 있다.
(300watt continuous, 600watts program or peak)

 

즉 가장 약해 보이던 A가 가장 우수하고 가장 좋아 보이던 C가 가장 약한 것이다.

- 그림 2-3는 핑크노이즈를 이용한 RMS peak의 용량차이를 볼 수 있다.

 

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그 동안 몇몇 협회들이 스피커의 성능을 평가하는 기준 측정법을 제시하였는데, 그 단체는Audio Engineering Society (A.E.S), Electronic Industries Association (EIA), American National Standards Institute (ANSI) 등 이다.

 

-  AES ANSI는 스피커 능률측정 기준을 연구하였다. (아직 모든 스피커 제작사에 적용되지는 않는다.) 이것은 AES-1984 ANSI-S4.26-1988로 알려진 측정방법으로 다음과 같은 조건을 제시한다.


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AES ANSI의 성능평가 측정법은 우리가 이미 알고 있는 program 측정법과 아주 유사하다. 그림 2-4 2-5 AES/ANSI power rating 측정법을 보여 준다.


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스피커의 Mechanical power rating

기계적 성능평가(mechanical power rating)은 생산자들이 스펙에 포함시키지 않는다.
mechanical power rating
에서 가장 중요한 고려사항은 드라이버에 의해 재생된 소리의 왜곡률이다.
이 왜곡은 스피커 코일이 과도하게 움직여 적정치 이상을 벗어나면서 발생한다.


그러므로 아주 높은 thermal power rating을 갖는 스피커를 찾기는 쉽지만, 구체적으로 왜곡량을 언급하지는 않는다일반적으로 스피커의 thermal power rating 1/4이나 1/5 정도 만 공급하여도 왜곡률이 1%를 초과한다.

 

| SOVICO 음향기술연구소

자료출처 | MeyerSound2000 Optimization UserGuide,

Crown MacroTech Reference Manual

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댓글목록

  • 작성자 qnwvgbnt

    작성일 2010-05-04 00:37:31

    평점 0점  

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    작성일 2011-05-23 21:04:00

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    작성일 2012-12-27 03:29:53

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