| 다인오디오의 Esotar2 650 6.5인치 MSP[1] 콘 우퍼 |
Woofer.[2]
1. 개요
스피커에서 저음역을 담당하는 유닛을 의미한다. 기본적인 형태는 대체로 동일하게 유지되어 왔으나 오디오 관련 기술이 발전되면서 재질이나 제작 유형이 바뀌었는데 다음과 같다.예전 앰프가 매우 저출력이었던 시대[3]에는 어떻게 해서든 스피커의 효율을 높여야 들을만한 음량을 얻을 수 있었다. 이때문에 중고역은 혼을 사용한 컴프레션 드라이버[4]를 사용하는 등의 방법을 써서 재생효율을 높였으며, 우퍼는 재질의 무게가 가벼워 효율을 높이기 쉬운 펄프 콘을 사용하고 중고역 유니트와의 음량 밸런스를 맞추기 위하여 콘의 사이즈를 늘렸다.[5] 소리를 내는 면적이 늘어나면 소리가 커질테니까. 우퍼의 구경을 키운 것이 음량을 키우기 위한 것이었던 관계로 현대의 대구경 우퍼가 주력하는 초저역 재생과는 사실 거리가 있었다. 40Hz 정도가 실질적 한계였다고 한다. 그리고 최근에는 그 초저역 재생을 위한 우퍼가 별도로 파생되어 서브우퍼라는 이름으로 사용되고 있다.
현대에 들어와서는 앰프의 출력이 향상되어 기존처럼 재생효율에만 집중할 필요가 줄어들어 우퍼 유니트의 저역재생에 보다 더 집중할 수 있게 되었다. 그 결과로 우퍼 유니트가 효율이 약간 떨어지게 되더라도 저음 재생 성능이 향상되는 방향으로 발전했다. 일반적인 페이퍼콘에도 코팅 처리 등 다양한 종류가 등장하였으며 종이 외에 다른 재질도 활발하게 사용되게 되었고 관련 기술이 발전되면서 조그만 우퍼 유니트로도 훌륭한 저역 성능을 보여주는 사례가 늘고 있다. 이 경우는 충분한 울림을 끌어내기 위하여 콘의 지름을 키우는 대신 콘이 앞뒤로 많이 움직일 수 있도록(롱 스트로크) 서라운드(엣지)를 크고 움직이기 쉬운 재질로 만든다. 6인치가 채 안되는 유니트로 30Hz대의 저역을 울려대는 정신나간 제품도 종종 보인다. 다만 이런 제품들은 번인(Burn-in)[6]이 되어 제 소리를 찾아가는 동안에는 특정 저역만 벙벙거리거나 하는 당황스러운 상황이 벌어지기도 하는데, 괜히 놀라지 말고 그냥 마음 비우고 번인이 되기를 기다리자.[7][8]
2. 우퍼의 재질
2.1. 종이
| Vifa M17WG09 6.5" 코팅 페이퍼 콘 우퍼. PMC의 일부 모델에 사용되었다. |
재질이 펄프라서 편하게 종이(페이퍼)라고 부르지만 두께도 상당히 두껍고 재질 자체도 이런저런 첨가물을 넣고 코팅처리까지 하기에 그냥 종이와는 꽤 다르다. 무게가 가벼워 구동 효율이 좋으나, 재질 특성 상 순간적으로 큰 출력이 걸리는 상황에서는 뒤틀림이 일어나게 되어 반응성은 떨어진다.[9] 게다가 습기에 매우 민감하며 내구성도 그리 좋지 못하다. 대부분 페이퍼 콘 우퍼들은 표면 코팅 처리를 하는 이유도 방습 때문.
따뜻하고 산뜻한 음색에 아직까지도 애호가가 많으며 JBL의 경우 이런 팬 층을 의식하여 아직도 펄프 콘 재질 우퍼를 계속 발전시켜나가고 있다.[10] JBL뿐만 아니라 PMC나 여러 하이파이 업체들에서도 종이 재질을 즐겨 사용하며 달리(DALI)의 경우는 펄프와 목질 섬유를 섞어서 만든 우퍼를 사용한다.
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| Eminence Omega Pro 18A 18" 페이퍼 콘 우퍼. 프로 오디오 스피커 시스템용 유닛이다. |
PA나 SR의 경우 가혹한 환경에서 쓰이는 것이기에 과열 등을 피하기 위해[11] 가벼워서 구동계에 부담이 적은 종이나 펄프를 가공한 재질을 널리 사용하고 있으며 특히 저역에서 초저역대를 담당하는 12~18인치급 우퍼의 경우 JBL, EV, Eminence, DAS 등을 비롯하여 대부분의 회사에서 종이나 펄프를 가공한 재질을 사용하고 있다.
2.2. 금속
| Peerless 835025 6.5" 알루미늄 콘 우퍼. |
알루미늄이나 마그네슘 또는 그 합금을 주로 사용한다. 매우 단단하면서도 가볍기 때문에 펄프나 합성수지 등에 비해 매우 반응성이 좋으며 섬세하고 해상력있는 소리를 재생한다는 것이 특징이다. 또한 잔향을 제어하기 쉬워서 원음에 가까운 소리를 재생하며 중음역이 뛰어나다. 저음에 있어서는 종이에 비해서는 묵직한 저음은 기대하기 어렵고 단단한 저음을 가지고 있다.
모니터오디오, 모던쇼트, 패러다임, 인피니티 등에서 알미늄 합금을 사용한 우퍼를 사용하고 있으며 모니터오디오 고가형 모델이나 엘락의 경우 매우 얇은 알미늄과 더 얇은 종이를 증착시킨 재질을 사용한다. 최근에는 마그네슘이나 티타늄 합금을 쓴 우퍼들도 사용되고 있다.
2.3. 합성수지
| Seas T14RCY 5" 폴리프로필렌 콘 우퍼. 프로악 1sc에 사용되었다. |
90년대부터 보였던 재질이다. 휨에 대한 저항이 큰 재질로 순간적인 큰 입력에서의 반응성이 좋으며 소리의 순도를 떨어뜨리는 불필요한 잔향 등을 제어하기에 유리하므로[12] 펄프 재질 콘을 대체하는 양상이었다.
그러나 무게가 무거워 효율이 떨어지며 대구경으로 만들면 진동계의 무게가 늘어나 전체적인 반응성이 떨어지게 되기 때문에 대구경 우퍼가 잘 안보인다.[13] 이 부분은 자기회로 관련 기술이 향상되면서 개선되었고 이 덕분에 폴리프로필렌 소재의 유니트들이 환영받게 되었다. 이런 유니트들은 스피커 유니트 뒤쪽의 자석 부분이 콘과 비교할 때 매우 크고 아름답다. 프로악 1sc가 투명한 PP재질 우퍼를 사용하여 인상적인 소리를 들려준 바 있으며, 유명한 BBC모니터 역시도 PP단일재질은 아니지만 합성재질을 사용하여 인상적인 소리를 들려준 바 있다. 현대에는 클립시, 에포스(일부 모델), 토템(일부 모델), 프로악 등에서 볼 수 있는 재질.
합성수지와 다른 재질을 섞어 굳인 방식을 사용하기도 하며 위의 클립시 스피커도 그라파이트 분말을 섞어 굳힌 재질이다. 다인오디오의 우퍼도 마그네슘과 규소분말을 합성수지에 굳힌 재질을 사용한다.
참고로 헤드폰과 이어폰은 대부분 합성수지로 된 진동판을 사용한다. 보통 PET 재질[14]이 많으며 제조사에 따라 그 외 다른 합성수지로 만든 진동판도 사용된다.
2.4. 케블라
| B&W 6.5" 케블라 콘 우퍼. B&W의 특징 중 하나기도 하다. |
B&W와 와피데일 등에 의해 처음 소개되었고 갈수록 각광받고 있는 소재이다. 방탄복의 소재로도 쓰이는 재질이니만큼 충격 감쇄량이 좋고 무게도 가벼운 편이다.[15] 실제로는 섬유처럼 직조하고 합성수지에 합침시켜 사용하는 경우가 대부분인데, 이렇게 하면 소재 특성 덕에 뒤틀림도 최소화되고 만약 뒤틀림이 발생하더라도 스피커 콘의 부분 부분이 스피커 중심에서 볼 때 각도별로 다른 형태로 직조된 꼴이 되기 때문에 불규칙적으로 발생하게 되므로 서로 상쇄되어 줄어드는 효과가 있다.[16] 콘 자체의 자체적인 추가 진동이 억제되고 보이스 코일의 움직임을 따르게 하는 경향이 커진다는 것. 따라서 소리가 무척 투명하다고 한다.
Bowers & Wilkins의 경우 감쇄력이 크고 가벼운 소재 특성 덕분에 우퍼/미드레인지의 최고 재생대역을 높게 잡을 수 있다는 점을 십분 활용하고 있다. 2웨이 스피커의 경우 보통 크로스오버 주파수를 2 ~2.5kHz 정도로 잡는데 이 회사 제품은 4kHz 정도로 설정하여 인간이 가장 민감하게 느끼는 1kHz 대역에서 저 멀리 떨어트려 버린 것.[17] 앞에 언급한 Bowers & Wilkins의 제품이 대표적이며 와피데일에서도 일찍부터 채택하여 사용하였다. 또한 이 외의 회사에서도 일부 모델에 채택되고 있는데, 이를테면 프로악(ProAc)[18]이 있으며, 저렴한 모델로는 크리에이티브의 Gigaworks가 소형 컴퓨터 스피커에 케블라 우퍼를 적용하였다.
다만 케블라 재질의 경우 엣지의 고무부분을 제외하고 재질 탄성이 물리적 변형이 안 되므로 속칭 에이징이 안되는 재질이다. 그러므로 처음이나 시간이 지나도 성향이 안 변하는 점은 장점이자 단점이 될 수 있다.
3. 기타
4. 관련 문서
[1] Magnesium Silicate Polymer 마그네슘 분말과 규소 분말을 합성수지에 굳혀 찍어낸 것.[2] 개 짖는 소리의 의성어인 woof에서 유래했다. 한국어로 그대로 옮기면 '멍판'(...)이 된다. 야 우퍼 소리 좀 안 나게 하라[3] 요즘같으면 모니터 내장스피커에서나 볼만한 5W 출력이 으왕 고출력이야... 이런 소리를 듣던 시대 이야기다. 2A3나 300B 출력관이 극장용 앰프에 현역으로 쓰였을 시절. 당시 300B 싱글 앰프는 무려 8W의 출력을 자랑했었다.[4] 역돔형의 진동판(다이어프램)에서 나는 소리를 적절한 페이즈플러그를 통해 진동판보다 매우 좁은 면적의 구멍을 통해 뽑혀나오게 하여 음압을 높힌다. 페이즈 플러그를 통해 소리가 지나가는 통로가 혼 형상을 가지게 하는 것은 덤. 구조를 한번 보자.이 과정이 마치 소리를 압축하는 듯 하여 컴프레션 드라이버라는 이름이 붙은 듯 하다. 이 드라이버의 효율(음압)은 110dB/W가 넘는 경우도 많은데 여기에 혼을 장착해 소리를 더욱 더 키우게 된다.[5] 웨스턴 일렉트릭이나 클랑필름 같이 매우 오래된 빈티지 오디오들은 대부분 이 구성으로 되어 있다.[6] 길들인다는 뜻의 영어 단어로 그냥 길들인다는 표현도 쓰인다. 에이징이라는 말이 쓰이는데 올바른 영어 표현은 아니고 일본에서 유래되어 한국에서 사용되는 말로 알려져 있다.[7] 프로악(ProAc) Tablette Anniversary를 구입하여 길들이면서 실제 겪었던 당황스러운 상황의 경우 1주일 쯤 지나니까 소리가 안정화되면서 해결되었다고 한다.[8] 번인이라는 게 별 게 아니고 서라운드가 풀려서 제대로 움직이게 되는 과정을 의미한다. 음악 역시도 한때 황금귀들에 의해 소위 "에이징 전용" 운운하는 음원들이 나돌기도 했으나, 그냥 자기가 즐겨 듣는 음악으로 하는 게 정석. 토템 같은 업체는 얼마정도 틀어놔야 제소리가 난다고 써놓기도 한다. 우퍼 서라운드의 재질이나 구조에 따라 이 과정이 필요 없는 경우도 있다.[9] 그래서 오래되거나 고출력 등 가혹한 환경에서 사용된 페이퍼 콘 유니트의 경우 콘이 깨지는(...) 경우도 있다.[10] 최근 제품의 경우 뒤틀림을 거의 잡았다고. 이런 제품들은 저역이 더 두텁게 들린다고 한다.[11] 실제로 스피커에서 연기가 풀풀 나거나 아예 불이 나는(...) 경우도 있다.[12] 이런 특성으로 타악기의 표현이 발군이라고 함. 보통 "배경이 조용한 소리"라는 말이 많다. 역시 잔향을 컨트롤하기 유리한 금속 재질 트위터를 사용하여 원음을 지향하는 브랜드들이 있다. 에포스 등.[13] 예전 인피니티 카파 시리즈의 최상급 기종의 경우 12인치 구경 우퍼가 있었으나 보통 10인치 정도가 한계라고 한다.[14] 흔히 상품명인 Mylar로 불리는 경우도 많다.[15] 폴리프로필렌의 감쇄력과 종이(펄프)의 무게를 동시에 얻을 수 있다고 보면 될 것이다.[16] 80년대에 탄소섬유를 유사하게 직조하여 유니트를 제작한 사례가 있다. 어디 제품이냐고? 아남전자... 국산 스피커였다. 이놈은 심지어 가상동축형을 선보이기도 했다. 물론 영국 회사에서도 사용하였으며 현재도 캐슬 등의 브랜드에서 카본파이버 콘을 사용하고 있다.[17] 트위터가 2kHz를 재생하도록 하는 것보다 우퍼가 4kHz를 재생하게 하는게 훨씬 더 어렵다. 우퍼의 경우 무리하게 대역을 넓히면 응답은 있지만 심각한 피크나 딥이 생기는 문제가 발생한다고... PP나 케블라 등의 소재를 채택하고 서라운드(흔히 엣지라고 부르는 스피커콘을 감싸고 있는 부드러운 부분)의 재질과 설계를 신경써서 5khz까지 재생하도록 한 우퍼 유니트를 적용한 사례들도 있긴 하다. 대표적으로 에포스 등.[18] Tablette Anniversary라는 제품은 5 7/8인치짜리 케블라 우퍼와 1인치 실크 돔 트위터를 조합하여 35Hz~30kHz까지 재생하는 정신나간 재생대역을 보인다. 크로스오버는 B&W 제품보다 약간 낮은 3kHz.