[펌글] 카오디오 패시브 크로스오버 네트웍

2019/10/30
주의
글쓴이는 카오디오, 전기, 음향, 전자 전문가가 오디오 파일이나 하이파이 애호가가 아니다. 전자회사에 일한적이 있고 음향칩 관련 프로그래밍과 관련 하드웨어 테스팅을 해 본 적은 있으나 지식 수준은 미천하다.

따라서 이 글은 추정, 상상, 판타지에 근거하여 줏어들은 도시전설과 합성한 내용임을 밝혀둠.

1. 트위터와 미드우퍼
홈오디오의 경우 트위터와 가까이 미드우퍼가 붙어있다. 반면 카오디오의 경우 트위터와 미드우퍼의 거리가 멀다. 미드우퍼에서 나는 소리도 트위터에서 나는 것으로 착각하기 쉬운데 트위터의 고음이 더 고지향성이기 때문인 것 같다. 자동차는 청음 환경이 좁으므로 트위터의 지향각도 항상 문제가 된다. 카오디오용으로 나오는 트위터라고 지향성이 작은 것은 아니다. 아마도 카오디오의 청음환경을 고려한 저지향성 트위터가 따로 개발되어야 할 것 같다.

2. 홈오디오와 패시브 네트워크
패시브 네트워크는 중저음과 고음을 분리하여 각각 미드우퍼와 트위터로 나눠보낸다. 주파수 컷팅 부분의 슬로프는 6, 12db로 감쇄하는데 이 구간은 미드와 트위터의 중첩구간이 된다. 홈오디오라면 청음환경이 평탄하고 트위터와 미드가 가까이 있으므로 중첩 구간의 오버를 조절할 필요가 있을 것이다. 특히 5K 정도의 구간은 음악의 존재감을 형성하고 6K가 넘어서면 청량한 날카로움을 주는 구간이다. 패시브 조정에 따라 이구간이 지나치게 비어 있을 수도 있고 지나치게 중첩될 수도 있다. 아이러니하게도 이 구간의 음악의 존재감을 좌우하는 구간일 때가 많다. 3웨이를 선호하는 사람들은 아마도 그런 이유 때문이리라. 한 편으로 현대의 유닛들은 주파수 커버리지가 높거나? 관용도가 높다?고 하는 것 같다. 트위터도 더 낮은 음을 뽑아내고 미드도 더 높은 음까지 내준다는 것이다.

3. 유닛과 패시브 네트워크
미드는 사실 로우패스 필터가 필요없다. 전 주파수가 다 들어간다고 유닛이 고장나지 않는다고 한다. 다만 고음이 제대로 재현 되지 않을 뿐이다. 트위터는 이야기가 다르다. 중저음 주파수가 들어가면 십중 팔구 공진 영역에 걸치며, 진동을 하고 클리핑이 발생하고 고장이 날 수 있다. 그래서 트위터는 패시브 네트워크를 경유한 주파수가 들어가던가 캐퍼시터를 달아서 하이패스 필터를 걸어야 한다.

4. 패시브를 떼버리면?
미드의 경우 문제가 없다. 트위터는 캐퍼시터를 달아줘야 한다. 흔히 쓰는 4.7uF 캐퍼시터가 순정 트위터에 많이 달려있는 것 같다. 하이패스 필터의 주파수 계산을 인터넷으로 해보자.

HPF 주파수 계산

4옴 4.7에서 주파수 컷이 8000이 넘는다. 트위터는 아주 협소한 영역만 담당하게 된다. 순정 트위터가 주로 2옴이라고 알려져있는데 미드와 병렬 연결이라면 그 이하가 된다. 그건 좀 이상한데? 하이패스 구간은 더 높아진다. 이건 좀 더 알아봐야겠다. 중간에 직렬 저항이 있는 건 아닐까.

5. 패시브를 뗐더니 음질이 좋아지는 것 같은 착각.
패시브를 떼고 트위터에 캡만 달았다치자. 이제 스피커는 병렬연결이 된다. 따로 바이앰핑을 하지 않는 한 그렇다. 4옴 미드와 4옴 트위터는 이제 통합 2옴이 된다. 소리가 커지고 앰프가 두 배로 일을 해야 한다. 앰프가 고장날 수도 있다. 당장 소리가 커지면 음질이 좋아진 것 같은 착각을 하기 쉽다. 음향계의 라우드니스 전쟁을 참고해보자.

6. 카오디오에서 패시브를 떼는 사람들.
카오디오에서 별별 패시브 튜닝을 하다가 결국 떼버리는 사람들이 있다. 더 순수한 음향을 위해 하나라도 전기가 덜 거치게 한다는 의미로 해석하는 사람도 있다. 앞에서 말한 것 처럼 패시브를 떼면 당장 볼륨이 올라가고 라우드니스가 향상되어 음악이 더 잘 들리고 음질이 좋아진 것 같은 착각도 있다. 내 생각은 다르다.

7. 카오디오에서 패시브를 뗀 효과.
아마도 트위터와 미드가 멀어서 일어난 현상인 것 같다. 패시브 2웨이에서 트위터와 미드의 거리가 멀면 트위터의 지향성으로 미드 소리의 존재감을 부가해주는 효과를 누릴 수 없다. 그래서 미드레인지가 빈 듯한 느낌이 들고 결국 3웨이로 가는 사람들도 있다. 패시브를 떼면 어떨까. 미드가 더 높은 주파수의 소리를 낸다. 패시브로 컷팅되어야 할 영역까지 소리가 더 많이 나는 것이다. 홈오디오라면 이 구간의 중첩이 소리를 산만하게 하거나 산모양의 EQ 설정 효과를 내고 말 것이다. 그러나 카오디오에서는 오히려 구멍난 미드레인지를 커버하게 되는 형국이 아닐까? 어차피 내 수준의 카오디오 청음 환경은 여기까지 오면 잘 한 것이다.

8. 그렇다고 캐퍼시터만 달면.
병렬연결이 된다. 임피던스가 반짝이 난다. 라우드니스는 향상되지만 앰프가 맛이 갈 수도 있다. 간단히 해결 할 수 있다. 바이앰핑 하면 된다.

9. 앰프 채널이 부족한데?
카오디오의 리스너들은 대부분 후방 스피커는 사용하지 않는 것 같다. 후방 순정 스피커는 순정 헤드에서 그냥 가도록 두면 된다. 후방 스피커는 오로지 후진 경고 음 담당이다 ㅎㅎ. 그리고 4채널 앰프에서 각각 미드와 트위터로 바이앰핑하면 된다. 좋은 점은 패시브를 문짝에 장착하지 않아도 되니 가장 난이도 높은 문짝 선빼기를 안 해도 된다는 점이다. 에이필러로 대충 넣으면 된다.

10. 트위터 용량 선정.
주파수를 계산해서 하는 것 보다는 들어보고 결정해야 한다. 싸구려 캐퍼시터로 4.7부터 늘려본다. 용량을 늘릴 수록 트위터에서 더 많은 소리가 난다. 직렬저항을 다는 것은 답이 아니다. 주파수를 깎는 것만으로 트위터 볼륨의 밸런스를 조절할 수 있다. 어차피 미드는 대부분의 소리를 내고 있다. 우리는 보통 사람이기 때문에 이미 디지털 크로스오버를 포기했으며 측정기가 없다. 들어보고 판정해야 한다. 나는 엊그제 10을 달았다가 트위터가 너무 쏴대서 4.7로 옮겨달았다. 캐퍼시터는 싸구려를 달아도 되고 문도르프 솔렌을 달아도 된다. 사운드포럼, 온리프라이스를 방문해보자. 6.7까지는 전해콘덴서를 달아도 된다고 한다. 그런데 6.7까지는 필름 콘덴서도 싸다. 용량 먼저 찾은 후 문도르프로 가도 된다. 나는 그냥 문도르프 일렉 등급을 주문했다.

11. 내 트위터는 비싼 건데?
내가 10짜리 캡을 단 것은 트위터가 나름 고가 .. 그래봤자 몇 만원짜리지만 .. 이기 때문에 트위터가 더 많은 소리를 담당하면 좋을 것 같은 욕심 때문이었다. 결과적으로 과욕이다. 소리가 쏘고 자동차라는 거지같은 청음환경에서 산만함만 가중된다. 적당한 고음만 담당하게 해줘도 된다.

12. 기타
내 차는 겉모습은 순정이다. 문짝 방음을 했고, 허접 국산 미드가 달려있다. 트위터는 피어리스다. 알터 쪽에 노이즈 필터를 하나 달아놨다. 소리 장인 6db 제품이다. 순정 헤드쪽에 싸구려 캐퍼시터를 하나 달았고, 역시 6db 필터를 하나 달았다. 순정은 다 뜯어서 op와 캡을 전부 교체했다. 돈 주고 맡긴거라 IC 앰프도 교체했는지는 모르겠다. 각종 선재는 막선에 손으로 꼬아놨다. 사실 땜보다 꼬는게 낫다고 본다. 앰프는 소니 디지털 앰프를 사용했다. 아주 작다. 나는 초창기 야모 리시버를 쓰면서 디지털 앰프를 믿지 않았는데 이 앰프를 훌륭하다. 진퉁 오디오파일, 하이파이의 세계에서 서식하는 덕후가 아니라면 이 정도면 충분하다. 덤으로 하이레벨 인풋을 바로 받는다. OP를 거쳐 하이레벨 인풋을 RCS로 변환하면 좋겠지만 내 수준에서는 사치다. 소스는 폰이다. flac은 요즘 안 쓴다. 힘들다. 블루투스 리시버로 라드손의 ES-100을 쓴다. LDAC으로 날리니 일단 무손실이다. 내부에 OP가 들어있어서 장난감 같지만 프리앰프로 활용이 된다. 이렇게 프리앰핑된 신호를 aux로 넣는다. 카오디오든 뭐든 aux는 잡음 억제를 위해 고임피던스다. 소리가 작아지다보니 음질도 먹먹하게 들리기 때문에 승압을 하든 프리앰프를 달든 해야 한다. 니켈코어 트랜스로 승압시켜 넣을 수는 있으나 호불호가 있다. es-100이면 프리앰프 역할도 할 수 있으므로 괜찮다. 특히 무선으로 날리기 때문에 USB 충전과 함께 발생하는 그라운드 루프 노이즈가 없다.

여기까지 만년쪼렙 비전문가의 글이었으므로 참고만 하세요.
http://www.troot.co.kr/tech/20191030_%EC%B9%B4%EC%98%A4%EB%94%94%EC%98%A4%EC%99%80%20%ED%8C%A8%EC%8B%9C%EB%B8%8C%20%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC.md

카오디오와 패시브 네트워크