본문 바로가기
IT/IT월드

스피커는 어떻게 소리를 낼까? 스피커 구조를 소개한 애니메이션

by 썬도그 2014. 12. 22.
반응형

음향 기기에 대한 리뷰를 가끔 하다보니 자연스럽게 음향에 대한 관심이 늘고 있습니다. 그러나 인터넷을 뒤져봐도 도서관에 가봐도 음향의 원리와 구조에 대한 내용이 나온 책이나 정보는 거의 없습니다. 

이런 갈증 속에 단비 같은 정보가 있네요. 


How speakers make sound (스피커는 어떻게 소리를 만드나?)

http://animagraffs.com/loudspeaker/ 에 올라온 글을 소개합니다. 참고로 이 Animagraffs는 항공기 엔진이나 자동차 등의 복잡한 기술을 gif애니메이션으로 쉽게 설명해주는 사이트입니다. 


스피커를 분해한 모습을 보여주고 있습니다. 
스피커의 간단하게 주요한 부분을 보면 맨부분에서 가장 중요한 곳은 콘(Cone)입니다. 이 깔대기를 통해서 소리가 증폭 됩니다. 그 뒤에 이 콘을 받쳐주는 프레임인 바스켓(Basket)이 있습니다. 그리고 그 뒤에 보이스 코일(voice coil)과 영구 자석(magnet)으로 구성되어 있습니다.  어려서 스피커 한 번 정도 다 분해해 보실텐데 대충 이 구성은 잘 아실 것입니다. 특히 맨 뒤에 있는 자석을 얻기 위해서 버려진 스피커 주워다가 다 분해새서 자석을 득템했던 기억이 나네요

스피커의 작동 원리는 콘을 움직여서 소리를 냅니다. 이 콘이 앞뒤로 움직이면서 소리를 만들어 냅니다. 이 앞뒤로 움직이는 힘은 전자석을 이용한 자력입니다. 증폭기에 입력된 소리는 구리선이 돌돌 감긴 보이스 코일과 본체 맨 뒷 부분에 있는 도넛 모양의 자석이 보이스 코일에 입력되는 소리 신호에 따라서 영구 자석이 고정 되어 있고 보이스 코일이 앞으로 뒤로 움직이면서 진동을 만들어지고 이 진동이 스피커를 움직여서 소리를 만듭니다. 



보이스 코일과 자석 부분을 확대한 이미지입니다. 보이스 코일과 전자석을 가진 타입을 필드 스피커라고 하는데 이 필드 스피커는 1900년 초반에서 중반까지 널리 사용했지만 영구 자석이 개발 된 후 사용하고 있지 않습니다. 

보이스 코일과 자석의 음극과 양극이 수시로 변하면서 보이스 코일을 밀당하면서 진동을 만들어냅니다. 이 진동은 콘에 의해서 좀 더 증폭이 됩니다. 


콘에는 spider라는 것이 있는데 맨 앞에 surround라는 것과 함께 콘을 지지하는 역할을 합니다. 한 마디로 서스펜션이라고 할 수 있네요. 항상 앞뒤로 움직이다보니 이걸 잡아주는 역할을 합니다. 



소리는 공기의 파동입니다. 그 파동을 콘이 진동하면서 파동을 만듭니다. 이 파동은 다시 인간의 귀 안에 있는 고막이라는 얇은 막을 진동하면서 우리가  소리를 듣게 됩니다. 

소리의 파동 속도가 느리면 낮은 음. 빠르면 고음이 납니다. 낮은 음과 고음이 동시에 나오는 소리는 맨 아래 파동처럼 표시 됩니다. 



악기들은 특유의 주파수가 있습니다. 피아노와 베이스 기타는 비슷하지만 음색이 다르죠. 이게 다 고유 파동의 차이죠. 
베이스는 큰 굴곡이 없지만 같은 음을 친 피아노는 굴곡이 심합니다. 이게 바로 각 악기의 음색입니다. 인간의 목소리도 마찬가지입니다. 


인간의 가청주파수는 20Hz에서 20,000Hz입니다. 이는 귀로 듣는 소리이고 우리는 소리를 피부로도 듣습니다. 그래서 귀로는 안들리지만 20Hz 이하의 소리는 피부의 진동을 통해서 느낍니다. 그래서 뒤에서 소리는 안 들리는데 뭔가 있다고 느껴질때 있죠. 그게 바로 피부가 소리를 듣는 경우라고 하죠


반응형