스피커 자작 - 스카닝 SK130/스캔스픽 9900 2웨이 하이파이/홈씨어터

얼마전 스캔 4531/스캔9900 조합의 2웨이 작업기를 올렸는데 또다시 자작병이 도져서 다른 조합을 시도해 봤습니다. 트위터는 9900 그대로이고 미드우퍼가 스카닝의 SK130 4옴 버전으로 교체되었습니다.


트위터의 플레이트에 펠트를 붙여놓아 스캔 9900트위터의 모습이 안보이지만 9900이 맞습니다. 9900 특유의 쌉싸름한 느낌을 좋아하지만 잘못하면 까칠하게 들릴 수도 있고, 턱가공을 하지 않아서 이를 보완하기 위해 펠트천을 사용했습니다.


우여곡절 끝에 만들어진 네트워크. 스피커 공작 방장님의 튜닝 기판을 아주 요긴하게 잘 써먹고 있습니다. (다시 한번 감사..) 개인적으로 대부분 2차로 처리하고 왠만하면 추가 필터를 안쓰는 편인데.. 이번엔 스카닝 특유의 1k 피크를 다스리기 위해 어쩔 수 없이 미드우퍼는 3차, 노치필터를 적용하고 트위터는 2차, L-PAD 적용했습니다. 따라서 평소보다 다소 복잡하게 보입니다.


위 데이터 시트는 SK130의 파라메터를 측정한 것입니다. 사실 스카닝 유닛은 이미 3웨이에서 15H, 23I를 사용중이고 기존에 4H가 사용된 에이프릴 스테이트먼트1을 사용했기에 2웨이에 쓸 생각이 없었는데.. 막상 아큐톤, 모렐, 스캔스픽, 아우름칸투스, 비파, 에톤 등을 이용해서 2/3웨이를 만들다 보니 다시 스카닝 생각이 많이 나더군요.

사실 사용해보지 않은 유닛 - 시어스엑셀, SB어쿠스틱사토리, 포칼 유토피아 등 - 을 염두에 두고 있었는데 어쩌다 보니 SK130을 구하게 되었습니다. 문제는 국내에 돌아다니는 SK130, 특히 4옴 유닛은 당췌 정보를 얻기 어렵다는 점인데... 사포 사장님의 글에 따르면 SK130 이라는 모델이 따로 있는게 아니고 마디사운드에 공급되는 과정에서 5H, 18H가 그냥 라벨만 바꿔 붙인 것이라고 합니다만 여전히 석연치 않은 구석이 남습니다.

과거 마디사운드 문서를 뒤져보면 SK130이 있긴 한데, 15H 모델명을 붙이고 있습니다. 물론 C-Quenze 모델이고요. 그런데 국내 돌아다니는 유닛들은 4옴의 경우 플렉스 유닛이고 플렌지 사이즈도 170mm에 나사 홀도 5개로 5H, 4H, 18H, 5H 어느 것과도 일치하지 않습니다. 8옴 SK130으로 돌아다니는 것들은 사이즈도 180mm이고 나사홀도 6개라서 18H로 보이는데 말이죠..

암튼 8옴으로 구했으면 그냥 C-Quenze면 18H 데이터를 쓰고 플렉스 유닛이면 5H 데이터를 갖다 쓸 생각이었는데.. 4옴 유닛은 어떤 것과도 일치하지 않아서 결국 직접 측정할 수 밖에 없었습니다. 실측된 값은 현재 어떤 모델과도 같지 않습니다. 물론 경년 변화도 있고, 메이커 측정치와 DATS v2 측정치도 원래 차이가 좀 나긴 하죠.


사실 측정치 중 중요한 Vas, Fs, Qts 등은 기존의 15리터짜리 인클로져를 재활용 하는 지라 정작 중요하지 않았고(그냥 참조만 했습니다. Qts가 0.35보다 꽤 커서 이론 값과 차이가 많죠) 실제 사용한 값은 시뮬레이션에서 사용한 임피던스 커브 측정치였습니다. 물론 나중에 포트 튜닝할 때도 활용했고요.


주파수 응답 곡선은 직접 측정한 값이고 미드우퍼의 1k 피크를 잡기 위해서 어쩔 수 없이 3차 네트워크에 노치 필터를 사용했습니다. 되도록이면 부품 수를 많이 안쓰자는 주의인데, 주파수 평탄화와 크로스오버 지점의 위상을 동시에 잡다 보니 도저히 사용 안할 수가 없더군요. 하이컷, 로컷 간격을 조정히거나 경사를 조정하는 것만으로는 만족한 결과를 얻지 못했습니다. 사실 시뮬레이션에서도 1~2k 사이가 약하게 꺼져 있고 위상의 경우도 크로스오버 지점에서는 거의 0도로 잡았지만 조금 벗어나면 위상차가 좀 나는 것을 알 수 있습니다.


트위터의 극을 바꿔서 시뮬레이션 해보면 크로스 오버 지역을 중심으로 1옥타브 앞,뒤로 대략 15~18dB의 딥이 생기는데 위상에 집착하면 주파수 응답이 파탄나고 주파수 응답에 맞추면 위상이 틀어지고.. 결국 주파수 응답은 2~3dB, 위상은 25도 수준에서 절충을 했습니다.

사실 크로스오버 대역의 유닛간 위상이 틀어지면 청감상으로 쉽게 알아챌 수 있는가에 대해선 이견이 좀 있는 모양이지만 개인적으로 위상이 틀어지면 뭔가 소란스러운 느낌이 들고 악기의 위치가 잘 잡히지 않는 느낌을 받습니다. 스테이징이나 정위감에서 손해를 본다는 느낌인데, 이게 한참 듣다 보면 왠지 그런 거 같다는 수준이고 측정 없이 청감만으로 바로 알수 있냐.. 하면 그 정도는 아닌 거 같습니다. 하지만 일주일 이상 장기간 청취를 하다 보면 어느 순간 뭔가 어색한데? 하는 느낌을 받습니다.


뭐 아무리 시뮬레이션 열심히 해도 실측값과 안맞으면 말짱 꽝이죠.. ^^; 위 그래프는 실측한 값입니다. 크로스오버가 대략 2.4k이고 미드우퍼의 1k대의 피크 흔적이 약간 남아있긴 합니다만 그럭저럭 평탄한 편입니다.


트위터의 극을 바꿔 측정한 그래프입니다. 시뮬레이션과 마찬가지로 1k~4k 사이에 딥이 생기고 크로스오버 지점에서 가장 깊은 딥을 가집니다. 시뮬레이션과 거의 비슷한 15dB 정도의 딥입니다. 20dB 이상 되면 청감상 꽤 만족스러운 결과를 얻을 수 있는데 제 능력이 아직은 모자란 것 같습니다.


포트는 43Hz 정도를 타겟으로 튜닝했는데 임피던스 곡선을 보면 대략 41Hz 쯤에서 공진주파수가 설정된 것으로 나옵니다. 재생 주파수로 보면 사실 그렇게 깊이 내려가지 않는데, 스카닝 특유의 임팩트 때문인지 실제 양감이나 타격감은 전혀 부족하지 않게 느껴집니다.

애초에 SK130은 생산된 지 아마 10~15년은 됐을 거 같은 중고 유닛이어서 원래 특성과 꽤 차이가 나리라 생각되지만 실측 데이터가 없으니 비교할 방법은 없습니다. 다만 바로 전에 조합했던 스캔 4531과는 확실히 느낌이 다릅니다. 오히려 궁금한 것은 같은 제작사의 5H나 18H와의 차이점입니다. 15H, 4H는 사용 중이거나 써 본 경험이 있으니 파악이 되는데 5H, 18H는 직접 써보질 않아 얼마나 차이가 날지 궁금하네요.

다만 꽤 오래된 중고라도 코일이나 엣지 등이 수리된 게 아니라면 스카닝 유닛 특유의 느낌은 그대로 유지되는 것 같습니다. 뭐 탱탱하고 탄력있고 임팩트감 있는 찐한 저역.. 약음 포착도 잘 하고 쫄깃쫄깃한 느낌을 그대로 전해 줍니다. 사실 이번 튜닝은 이전에 제작했던 어떤 미드 우퍼보다도 꽤 애를 먹었는데, 까다롭긴 하지만 제 개인적 취향엔 가장 잘 맞아서 만족감은 높습니다.

다음엔 사용해보지 않은 유닛을 구해야 할텐데 어떤 제품이 될지 저도 궁금합니다. 머리로는 시어스 엑셀과 포컬 유토피아가 가장 먼저 후보에 오르는데, 이상하게 정이 잘 안가더군요. ^^..

그나저나 쌓여가는 유닛 들 - 아큐톤 6.5인치(95E), 스캔 6.5인치 (4531), 아큐톤 트위터(C30), 스캔 8인치(4851T), 기타 자잘한 4인치, 3인치 이하 유닛들을 어떻게 처치할까 고민입니다. 팔자니 나중에 생각날 거 같고 쌓아 두자니 이젠 더 이상 보관할 공간이 부족하고.. ㅠㅠ

아마 지난 겨울(올 봄?) 마지막 눈이 될 듯.. 오늘 아침 홍천 드라이브. 자동차

어제 밤 홍천, 횡성, 평창 등지에 눈이 꽤 왔다는 소식을 듣고 눈구경하러 오늘 아침 일찍 길을 나섰습니다. 오늘 아침 9시 이전에 찍은 사진들입니다. 기온이 따뜻해서 낮엔 모두 녹았을 것 같네요. 아마 마지막 눈이 될 것 같은데 꽤 예쁜 모습이라 이른 시간에 힐링 잘 하고 왔습니다.














2웨이 자작스피커 리뉴얼 작업기(유닛 교체 및 네트워크 튜닝) 하이파이/홈씨어터

얼마전 아큐톤 유닛을 사용한 2웨이 자작스피커의 리뉴얼 작업을 올린 적 있습니다. 시뮬레이션을 적극 활용해서 상당히 맘에 드는 소리를 얻을 수 있었는데요. 어느 정도 제가 끌어낼 수 있는 최대치까지 끌어낸 느낌이 드니 다른 유닛에 눈이 갑니다. 사실 아큐톤 소리는 특유의 매력이 있지만 확실히 개성이 강한 소리입니다. 물론 실제로 제작해 보고 세라믹 재질에 따른 선입견이 많이 사라지긴 했지만 여전히 개성 강하고 취향을 탈 소지가 많지요.


아큐톤 소리가 싫어진 건 아니지만 한때 에이프릴의 스테이트먼트1에서 들었던 스캔스픽 9900의 소리가 늘 그리웠고 6~7인치 페이퍼콘도 제대로 2웨이로 만들어보고 싶었던 탓에 또 일을 벌였습니다. ^^ 


트위터는 무조건 9900이었지만 미드우퍼는 뭘로 할까.. 가장 큰 고민이었습니다. 페이퍼콘 2웨이 자작스피커의 표준(?)이나 다름 없는 스캔스픽 8545와 이후 개발된 바람개비 8531 미드우퍼를 두고 고민끝에 8531을 선택했습니다. 두 유닛은 중고 거래도 활발한 유닛들이라 구하는데 어려움은 없었는데 문제는 인클로져..


스피커 자작에서 제일 큰 어려움은 인클로져라고 생각하는데, 단순히 목공기술이나 비용적 문제 뿐만 아니라 재활용이 어렵기 때문입니다. 물론 그냥 한번 쓰고 버리고 새로 만들고 할 수도 있겠지만 시간, 비용, 노력에서 너무 낭비가 심합니다. 재활용하자니 유닛의 크기나 용적 차이, 작업 도중 손상되는 마감등 어려움이 많고요. 덕분에 배플 교체형 인클로져나 여러가지 아이디어가 동원되지만 암튼 골치아픈 문제입니다.

사실 저는 아큐톤 트위터와 아우룸칸투스 조합으로 2웨이를 자작한 이후 인클로져를 계속 재활용하면서 다른 유닛을 조합하고 있습니다. 그 과정에서 홀가공 수정과 볼륨 확장 등 여러 작업들이 있었고요. (위 사진에서 첫번째 사진의 미드우퍼는 5.5인치, 아큐톤은 6.5인치여서 사이즈가 다릅니다. 우퍼 사이즈가 커지면서 통을 아래로 확장해서 11리터 -> 15.5리터 정도로 확장도 했습니다)


이번에는 130mm 지름의 스캔 9900을 장착하려니 82mm 사각형태인 아큐톤 트위터 홀과는 전혀 맞질 않습니다. 단순히 홀을 넓혀 해결할 수가 없는게 사이드 면치기한 부분때문에 전면 배플의 면적이 모자라기 때문입니다. 결국 시바툴을 이용해서 전면 배플을 새로 성형했습니다. MDF로 된 전면 배플의 두께 50mm는 그대로입니다.


같은 통을 갖고 이리저리 가공을 하다보니 아무래도 마감은 많이 훼손됩니다. 처음엔 마감도 꼼꼼히 정성들여 했지만 한 대 만들고 말게 아니라면 마감은 신경 안쓰는게 맘 편하더군요. 물론 마지막 작품이라 생각한다면 그 시점에서 새로 인클로져를 짜는게 나을 것 같기도 합니다.


미드우퍼는 8531을 선정했지만 스펙을 살펴보니 4531과 8531이 단순히 임피던스만 다른게 아니라 다른 스펙도 미묘하게 차이나더군요. 제한된 용적(15.5리터)을 고려할 때 4옴 버전인 4531이 오히려 적절하다고 생각되어 4531로 조합했습니다.


아래는 직접 집에서 측정한 SPL 그래프입니다. 이제까지 다뤄왔던 우퍼들에 비해 1~3k 대의 피크가 상당히 완만합니다. 덕분에 우퍼의 직렬 코일 용량도 이전에 제가 사용하던 값보다는 더 적은 값이 사용되었습니다.




아래는 스캔 9900을 직접 측정한 것인데, 전면 배풀이 성형되기 전에 측정해서 피크와 딥이 좀 심하게 측정되었습니다. 보호용 콘덴서도 걸지 않고 순수하게 유닛자체의 응답을 측정한 것입니다 (보호용 콘덴서가 없기 때문에 주파수는 500Hz 이상부터 측정되었습니다)


직접 측정한 두 유닛의 주파수응답 그래프와 메이커에서 제시하는 임피던스 그래프를 이용해서 여러가지 차수와 소자값, 필터를 바꿔가며 시뮬레이션 해 봅니다.


트위터는 2차와 3차를 반복 테스트한 끝에 2차로 결정했고, 우퍼는 분할공진 피크가 낮아 1차까지도 테스트를 하다가 최종적으로는 2차로 정했습니다. 대략 2.8k에서 크로스오버가 잡혔고 해당 지점에서의 위상차는 10도 이내로 잡습니다 (물론 이건 시뮬레이션에 의한 전기적 위상차만 나타낸 것이므로 배플면의 기울기나 유닛간의 거리를 고려해서 소자값을 재조정합니다)



최종적으로 결정된 응답 그래프입니다. 시뮬레이션과 마찬가지로 2.8k 정도에서 크로스 오버가 되고 실제 기울기는 2차에 살짝 못미치는 기울기입니다.



트위터는 정극으로 연결했으며 위 그래프의 청색 그래프는 역극으로 연결했을 때의 그래프입니다. 위상이 정확하게 일치되었을 때만큼 딥이 깊진 않지만 청감상 위상차에 의한 어색함을 느낄 정도는 아닙니다. 


확실히 스캔스픽 9900은 다인의 에소타등 일부 최고가의 유닛을 제외하면 실크 중에서 가장 두툼하고 진득한 소리를 내 주는 것 같습니다. 개인적으로 사용해본 실크 트위터는 모두 스캔스픽의 것이었는데 (7000, 9900, 6600, 9500) 제 취향에는 9900이 가장 잘 맞습니다. 


미드우퍼인 18W/4531G00 역시 풍성하고 스케일 큰 소리를 내 주는데 PP재질이나 아큐톤의 세라믹 재질에 비해 음의 윤곽은 살짝 흐린 편입니다. 돌처럼 단단하거나 탱탱한 탄력도 덜합니다. 하지만 든든하게 받쳐주는 저음은 전체 재생음을 풍성하고 스케일 크게 재생해주어 4평 정도의 작은 방을 꽉 채우는 느낌이 나게 합니다.


마지막으로 한가지 고민인 사항은 현재 포트형인 인클로져를 밀폐형으로 바꿔볼까 하는 점입니다. 유닛 자체는 포트형에 더 적합한 스펙을 갖고 있지만 타이트한 용적과 50Hz 대에 룸 모드가 존재하는 제 방에서 포트의 공진주파수와 맞물려 약간의 부밍이 생기기 때문입니다. 사실 순수하게 스피커 자체의 특성만 튜닝하는게 아니라 청취공간까지 네트워크에 반영할 수 있는 것은 스피커를 자작하는 장점 중의 하나죠. (물론 그만큼 특정 청취 공간에 최적화된 네트워크이므로 공간이 달라지면 재튜닝이 필요하지만.. 어차피 토인이나 케이블링, 액세서리 등으로 튜닝할 바엔 오히려 네트워크로 튜닝하는 것이 훨씬 더 뚜렷한 효과를 볼 수 있을 겁니다)


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