안녕하세요.
이곳 주제글을 통해서 기초적인 서브우퍼 설계방법에 대해 소개해드립니다.
우선 설계에 사용되는 소프트웨어는 여러가지가 있지만 개인적으로 선호하는 winisd를 이용해볼께요.
모델링에 사용할 제품은 Dayton Um10 이며, 간단히 하기위해 우선 밀폐형으로 만드는거부터 해볼께요.
아래 링크에서 winisd 받아서 설치
설치 후 실행하면 위 화면이 나타납니다.
새 프로젝터를 진행하기 위해 상단 왼쪽 빨간색 체크버튼 클릭
Add New 클릭
General 탭에서는 사용할 유닛에 대한 대략적인 모델명과 회사를 기입해주시고,
Parameters 값에는 필요한 파라미터 값을 넣어주면 됩니다.
이때 파라미터 값은 제조사 홈피 제공값을 넣어 주면 됩니다.
위 링크에서 원하는 모델이 있다면 애써 수기로 넣을 필요는 없으며,
이렇게 원하는 모델 검색후 Winisd 항목을 클릭하면 해당 유닛에 대한 winisd에 들어갈 파라미터값을 파일로 받을 수 있습니다.
이 파일을 불러오기 위해 Load 클릭
드라이버는 1개 사용할꺼니 1개 선택
밀폐형으로 만들꺼라 Closed 선택
Choose Alignment에서는 가장 이상적이라고 하는 0.707을 우선 선택해주면 되세요. 이부분은 나중에 얼마든지 박스 용적변경으로 바꿀수 있기에 아무거나 선택해도 무방합니다.
그럼 기본적으로 이런 화면이 나타나면서 응답그래프가 만들어집니다.
왼쪽 Box를 클릭하면 .707에 가장 근접한 형태로 박스 볼륨(내부용적)이 자동으로 산출되는걸 알 수 있어요. Um10 기준 24리터 정도가 이상적입니다. 물론 이 부분은 필요에 따라 용적을 더 키우거나 줄여도 됩니다. 요건 나중에 서로 비교하며 따로 설명드릴께요.
상단 중앙에 메뉴를 클릭하면 여러가지 정보를 볼 수 있습니다.
우선 Group Delay 항목 먼저 살펴볼께요
그룹딜레이에서는 해당 박스크기 + 유닛을 계산하여 예상 그룹딜레이를 표기해줍니다.
그룹딜레이는 밀폐형이 개방형보다 훨씬 더 낮으며, 왼쪽 Signal 항목에서 EQ나 필터등이 추가되면 그룹딜레이가 증가하게 됩니다. 이를 통해서 EQ나 필터를 어느정도까지 사용해야 할건지 선택해주면 됩니다.
Cone Excursion 에서는 입력와트에 따른 콘의 변위(왕복운동)를 체크할 수 있습니다.
왼쪽 Signal 탭에서 원하는 인풋파워를 입력해주면 실시간으로 변위를 확인할 수 있습니다. UM10의 경우 입력한 파라미터에 의해 자동으로 최대 변위값이 빨간색으로 표시가 되며, 표에서는 19mm에 빨간줄이 그어져 있는걸 확인할 수 있습니다. 저 빨간색만 넘지 않고 허용전압 내에서만 전압이 들어온다면 일단 안전하다고 봐도 됩니다.
500W 입력에서 거의 최대 변위게 도달하는걸 알 수 있습니다. 500W 넘는 입력에서는 유닛이 위험해질 수 있으니 입력은 500W 정도선에서 끝내는걸로 하면 됩니다.
Maximum Power 에서는 최대 변위에 도달 + 파라미터에 입력한 허용와트수를 기준으로 최대치를 자동으로 산출해 줍니다.
위 내용을 바탕으로, 이제 필요한 박스 사이즈를 구해볼 수 있습니다.
간단히 서로 비교하기 위해 각각 다른 용적의 3개의 박스를 샘플로 만들어 보았어요.
초록: 50리터 / 파랑: 24리터 (.707) / 빨강: 12리터
기본 FR 응답에서 .707를 만족하는 24리터에서 가장 예쁜 모습을 보여줍니다.
50리터에서는 30Hz아래 극저역에서의 감도는 높아지지만 그위로는 아주 살짝 줄어든 모습이 보이며
12리터에서는 너무 작은 박스용적으로 롤오프가 급격하게 생기는걸 알 수 있습니다. 물론 이 부분은 EQ를 통해서 올려줘도 무방하지만, 그럴경우 입력해줘야할 전압이 상대적으로 높아지기에 높은 볼륨에서 컴프레션이 일찍발생할 여지가 있습니다.
500W 기준 xmax 체크 입니다.
12리터 박스(빨강)의 경우 최대허용입력인 500W에서도 내부댐핑으로 인해 xmax가 안전하게 유지 됨을 알 수 있습니다. 반대로 내부댐핑이 강해서 30Hz아래 최대 출력이 부족해집니다.
50리터 박스(초록)에서는 내부댐핑이 약해져서 xmax 위로 변위가 생겨버립니다. 이럴경우 500W 보다 낮은 앰프를 사용하거나, EQ로 줄여줘야 합니다.
24리터 박스(파랑)은 한계점에 딱맞게 이상적인 모습을 보여줍니다.
최대 출력 비교입니다.
24리터 vs 50리터 비교해보아도, 결국 최대 출력에서는 변화가 크게 없는걸 알 수 있습니다. 굳이 50리터까지 박스를 키울 필요가 없다는 뜻이기도 합니다.
박스가 필요이상으로 커질경우 그룹딜레이에서도 불리하다는걸 알 수 있습니다.
앞서 초록선의 경우 500W 입력 상태에서는 xmax 범위를 넘어가기에 유닛 보호를 위해 EQ를 해줘야 한다고 알려드렸는데, EQ가 추가로 들어갈 경우 그룹딜레이는 더 길어지게 됩니다.
