ID번호 : 945
크로스오버의 이해하기
조회 : 5924
글쓴이 : 류태성 ( ryu251@hotmail.com )
크로스오버의 이해하기
크로스오버의 원리
크로스오버는 동선을 원형으로 감은 코일(저항)과 콘덴서의 조합으로 이루어집니다. 저항의 성격은 저역통과에는 유리하나 고역통과는 어려워 이득이 떨어지고, 콘덴서는 고역 통과는 유리하나 저역통과는 어려워 이득이 떨어지는 성격을 이용한 것입니다. 이 원리는 음향기기 모든 곳에 적용되고 있으며 모든 음향기기는 한마디로 저항과 콘덴서가 조합된 덩어리라고 보면 됩니다. 그러나 Low-pass와 High-pass 크로스오버는 순수한 저항대신 코일을 사용합니다. 이는 높은 저항을 사용할 경우 저역의 전체이득이 떨어지므로 높은 저항값에 비하여 상대적으로 직류에 대한 저항값은 작은 코일의 성질을 이용한 것입니다.
트위터와 크로스오버
크로스오버는 앰프에서 나오는 전 대역의 음을 고음과 저음으로 분리하여 각각의 스피커로 내보내는 역할을 합니다. 중 저음용 스피커의 경우는 크로스오버를 달지 않아도 고음부에서 음이 찌그러진다는 것 이외에는 스피커에 별 지장이 없습니다. 그러나 트위터의 경우는 하이패스 크로스오버가 필수적입니다. 왜냐하면 하이패스 크로스오버는 중음과 저음을 잘라내고 고음만을 보내는 역할을 하는데 만약 트위터에 중음과 저음을 잘라내지 않고 그냥 전 대역의 음을 보내게 되면 트위터는 고음을 재대로 낼 수 없을뿐더러 저음 때문에 쉽게 파손되어 버리기 때문입니다.
High-pass& Low-pass & Band-pass
High-pass : Cut-off 주파수를 기준으로 그 이하는 버리고 그 이상의 주파수 대역만 사용하는 것을 의미합니다. 중음 스피커에서 저음을 잘라 낼 때나, 트위터에서 중음을 잘라낼 때 사용됩니다.
Low-pass : Cut-off 주파수를 기준으로 그 이상은 버리고 그 이하의 주파수 대역만 사용하는 것을 의미합니다. 서브우퍼에서 중음을 잘라 낼 때나, 중음 스피커에서 고음을 잘라 낼 때 사용됩니다.
Band-pass : Cut-off 주파수가 두 개이며 High-pass 와 Low-pass 필터를 혼합하여 필요한 대역만 사용하는 것을 의미합니다. 중음 스피커에서 저음과 고음을 잘라내고 특정 부분만 사용할 때 주로 사용됩니다.
주파수 감소특성과 위상의 변화
크로스오버의 구성요소인 코일과 콘덴서를 통과하므로써 신호에 두 가지 변화가 발생합니다. 코일은 고역의 감소 특성을 가지며 -90도의 위상변화가 생기고 콘덴서는 저역의 감소특성을 가지며 +90도의 위상변화가 생깁니다. 그러므로 감소특성에 따른 위상의 변화를 수정해 주어야 하며 180도의 경우 +/-를 바꿈으로써 수정가능하나 90도와 270도인 경우에는 음의 도달거리의 수정에 따른 스피커의 위치 변경이나 크로스오버 포인트의 변경으로 수정해야 합니다.
감소특성 : 1옥타브당 몇 dB 씩 감소하는가를 감소특성이라고 하고 수치가 많을수록 Cut-off 주파수를 기준으로 날카롭게 자른다는 것을 의미합니다. 6dB/oct, 12dB/oct, 18dB/oct, 24dB/oct 감소특성을 가진 크로스오버를 주로 사용합니다. 예를 들면 서브우퍼의 경우 90Hz를 12dB/oct로 Low-pass 하면 90Hz이하만을 담당하게 한 것인데 이 90Hz는 -3dB 지점을 나타내며 그 2배(1옥타브위)인 180Hz에서는 -12dB, (2옥타브위)인 360Hz에서는 -24dB로 감소합니다. 20dB은 음량으로 1/10 이므로 서브우퍼에서는 200Hz이상의 음은 거의 들리지 않게 되는 감소 특성이 있습니다. 이러한 감소 특성을 이용한 것이 크로스오버입니다.
위상의 변화 감소특성이 6dB증가할 때마다 위상은 90도씩 이동하며 6dB/oct일 때 90도, 12dB/oct일 때 180도, 18dB/oct일 때 270도, 24dB/oct일 때 360도 이동합니다. 예를 들면 12dB/oct의 Low-pass와 High-pass는 서로 180도 곧 역상의 관계로 이어져 있고, 크로스오버 주파수에서는 전기적으로 같은 레벨이 되기 때문에 합성했을 때의 음압은 서로 지워지면서 큰 골을 만듭니다. 그래서 한쪽스피커의 +/-를 거꾸로 연결하면 동상이 되고 골은 없어지지만 +3dB의 산이 발생합니다. 골보다는 산이 해가 적으므로 보통 어느 한쪽의 스피커를 거꾸로 접속해 주어야 합니다. 이렇듯 전자식과 기계식의 크로스오버를 통과할 때 마다 위상의 변화가 생기므로 시스템 완성 후 최종적인 위상체크는 필수적입니다.
크로스오버의 Q반응
Q값은 크로스오버 포인트를 기점으로 감소되는 시그널 레벨의 형태가 완만 또는 급격한 정도의 차이를 나타내며 사용된 회로방식에 따라 특성이 다르게 나타납니다.
버터워스 ( Butter Worth : Q=0.707 ) : 가장 많이 사용되는 방식으로 두 스피커가 같은 평면상에 있고 청취자와 각도가 일치할 때 이상적입니다.
베쓸 ( Bessel : Q=0.58 ) : 중저음 스피커는 문에 장착하고, 고음 스피커는 대시보드에 장착하는 것처럼 두
크로스오버의 원리
크로스오버는 동선을 원형으로 감은 코일(저항)과 콘덴서의 조합으로 이루어집니다. 저항의 성격은 저역통과에는 유리하나 고역통과는 어려워 이득이 떨어지고, 콘덴서는 고역 통과는 유리하나 저역통과는 어려워 이득이 떨어지는 성격을 이용한 것입니다. 이 원리는 음향기기 모든 곳에 적용되고 있으며 모든 음향기기는 한마디로 저항과 콘덴서가 조합된 덩어리라고 보면 됩니다. 그러나 Low-pass와 High-pass 크로스오버는 순수한 저항대신 코일을 사용합니다. 이는 높은 저항을 사용할 경우 저역의 전체이득이 떨어지므로 높은 저항값에 비하여 상대적으로 직류에 대한 저항값은 작은 코일의 성질을 이용한 것입니다.
트위터와 크로스오버
크로스오버는 앰프에서 나오는 전 대역의 음을 고음과 저음으로 분리하여 각각의 스피커로 내보내는 역할을 합니다. 중 저음용 스피커의 경우는 크로스오버를 달지 않아도 고음부에서 음이 찌그러진다는 것 이외에는 스피커에 별 지장이 없습니다. 그러나 트위터의 경우는 하이패스 크로스오버가 필수적입니다. 왜냐하면 하이패스 크로스오버는 중음과 저음을 잘라내고 고음만을 보내는 역할을 하는데 만약 트위터에 중음과 저음을 잘라내지 않고 그냥 전 대역의 음을 보내게 되면 트위터는 고음을 재대로 낼 수 없을뿐더러 저음 때문에 쉽게 파손되어 버리기 때문입니다.
High-pass& Low-pass & Band-pass
High-pass : Cut-off 주파수를 기준으로 그 이하는 버리고 그 이상의 주파수 대역만 사용하는 것을 의미합니다. 중음 스피커에서 저음을 잘라 낼 때나, 트위터에서 중음을 잘라낼 때 사용됩니다.
Low-pass : Cut-off 주파수를 기준으로 그 이상은 버리고 그 이하의 주파수 대역만 사용하는 것을 의미합니다. 서브우퍼에서 중음을 잘라 낼 때나, 중음 스피커에서 고음을 잘라 낼 때 사용됩니다.
Band-pass : Cut-off 주파수가 두 개이며 High-pass 와 Low-pass 필터를 혼합하여 필요한 대역만 사용하는 것을 의미합니다. 중음 스피커에서 저음과 고음을 잘라내고 특정 부분만 사용할 때 주로 사용됩니다.
주파수 감소특성과 위상의 변화
크로스오버의 구성요소인 코일과 콘덴서를 통과하므로써 신호에 두 가지 변화가 발생합니다. 코일은 고역의 감소 특성을 가지며 -90도의 위상변화가 생기고 콘덴서는 저역의 감소특성을 가지며 +90도의 위상변화가 생깁니다. 그러므로 감소특성에 따른 위상의 변화를 수정해 주어야 하며 180도의 경우 +/-를 바꿈으로써 수정가능하나 90도와 270도인 경우에는 음의 도달거리의 수정에 따른 스피커의 위치 변경이나 크로스오버 포인트의 변경으로 수정해야 합니다.
감소특성 : 1옥타브당 몇 dB 씩 감소하는가를 감소특성이라고 하고 수치가 많을수록 Cut-off 주파수를 기준으로 날카롭게 자른다는 것을 의미합니다. 6dB/oct, 12dB/oct, 18dB/oct, 24dB/oct 감소특성을 가진 크로스오버를 주로 사용합니다. 예를 들면 서브우퍼의 경우 90Hz를 12dB/oct로 Low-pass 하면 90Hz이하만을 담당하게 한 것인데 이 90Hz는 -3dB 지점을 나타내며 그 2배(1옥타브위)인 180Hz에서는 -12dB, (2옥타브위)인 360Hz에서는 -24dB로 감소합니다. 20dB은 음량으로 1/10 이므로 서브우퍼에서는 200Hz이상의 음은 거의 들리지 않게 되는 감소 특성이 있습니다. 이러한 감소 특성을 이용한 것이 크로스오버입니다.
위상의 변화 감소특성이 6dB증가할 때마다 위상은 90도씩 이동하며 6dB/oct일 때 90도, 12dB/oct일 때 180도, 18dB/oct일 때 270도, 24dB/oct일 때 360도 이동합니다. 예를 들면 12dB/oct의 Low-pass와 High-pass는 서로 180도 곧 역상의 관계로 이어져 있고, 크로스오버 주파수에서는 전기적으로 같은 레벨이 되기 때문에 합성했을 때의 음압은 서로 지워지면서 큰 골을 만듭니다. 그래서 한쪽스피커의 +/-를 거꾸로 연결하면 동상이 되고 골은 없어지지만 +3dB의 산이 발생합니다. 골보다는 산이 해가 적으므로 보통 어느 한쪽의 스피커를 거꾸로 접속해 주어야 합니다. 이렇듯 전자식과 기계식의 크로스오버를 통과할 때 마다 위상의 변화가 생기므로 시스템 완성 후 최종적인 위상체크는 필수적입니다.
크로스오버의 Q반응
Q값은 크로스오버 포인트를 기점으로 감소되는 시그널 레벨의 형태가 완만 또는 급격한 정도의 차이를 나타내며 사용된 회로방식에 따라 특성이 다르게 나타납니다.
버터워스 ( Butter Worth : Q=0.707 ) : 가장 많이 사용되는 방식으로 두 스피커가 같은 평면상에 있고 청취자와 각도가 일치할 때 이상적입니다.
베쓸 ( Bessel : Q=0.58 ) : 중저음 스피커는 문에 장착하고, 고음 스피커는 대시보드에 장착하는 것처럼 두
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