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| 패시브 크로스오버 |
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| 액티브 크로스오버 |
1. 개요
우퍼, 트위터 등 스피커 유닛에 입력되는 전기 신호를 담당하는 주파수 대역별로 나누는 회로이다.2way이상의 스피커에 들어가며, 카센터에서 사제 스피커를 장착할 때 대부분 장착된다.
크게 보면 오디오의 주파수 계열 이펙터이다. 2way 이상 시스템 구축시 각 유닛별로 주파수를 나누어 준다. 극저음 영역은 저주파 통과 필터(low pass filter)를 통과하여 서브우퍼에 연결된다. 저음 영역과 중저음 영역은 대역 통과 필터(band pass filter)를 통과하여 우퍼와 미드레인지 드라이버에 연결된다. 고음 영역은 고주파 통과 필터(hi pass filter)를 통과하여 트위터에 연결된다.
2. 패시브 크로스오버
패시브 크로스오버는 파워앰프의 출력 단자와 스피커 유닛 사이에 연결된다. 앰프에서 증폭되어 나온 강한 전기신호를 나누기 때문에 하이 레벨 크로스오버(Hi-Level-Crossover)라고도 한다3. 액티브 크로스오버
액티브 크로스오버 혹은 채널 디바이더는 주로 멀티앰핑을 할 때 주파수 대역을 미리 나눠줄 때 사용하며, 별도의 전원을 넣어야 동작하기 때문에 액티브라고 한다. 액티브 크로스오버는 프리앰프의 출력 단자와 파워앰프 사이에 설치되어 프리앰프에서 나온 신호를 주파수 대역별로 분리하여 각각의 대역을 담당하는 파워 앰프에 보내준다. 파워앰프로 들어가는 약한 전기신호를 나누기 때문에 로우 레벨 크로스오버(Low-Level-Crossover)라고도 한다.이러한 멀티앰핑은 홈 오디오에서는 대부분 선택사항이나, 카오디오나 PA 시스템에서는 어느 이상으로 업그레이드 하려면 필수조건이 된다. 카 오디오는 차량이라는 설치 공간상의 문제로 각각의 유닛을 전혀 다른 위치[1]에 설치해야 하는데, 각각의 유닛과 청취자 사이의 거리가 일정하지 않아 음파가 귀에 도달하는 시간차에 의한 주파수 간섭에 취약하다. 그래서 미리 크로스오버로 주파수를 나누어 두고 각각의 유닛마다 오디오 딜레이를 걸어서 이를 보정하는 방식의 튜닝을 한다.
PA에서는 대음량을 다루게 되면서 대역간의 음압이 달라지는 문제와 손실을 크게 고려해아 한다. 그런 면에서는 멀티앰핑은 필수조건이 된다. 그래서 해당 분야에서는 멀티앰핑에 사용하는 액티브 크로스오버를 많이 볼수있다. 과거에는 주로 아날로그 크로스오버를 사용하였지만 현재에는 DSP 프로세서에서는 EQ, 리미터, 컴프레서, 크로스오버 등이 한번에 가능함으로 DSP 프로세서를 사용한다.
액티브 크로스오버가 음질 면에서는 비교적 낫다. 이미 파워 엠프를 거쳐서 크게 증폭된 신호를 나누는것은 많은 손실을 가져오기 때문이다. 그리고 트위터용은 30W(와트), 스쿼커용은 50W,우퍼용은 100W식으로 스피커별 출력을 자유로이 설정가능하고 음 손실이 패시브형에 비해 거의 없으므로 유닛의 상태나 성향에 맞게 입맛대로 튜닝이 가능하다는 장점이 있다.
하지만 네트워크 설정을 유닛 성향에 맞게 구성하는 것은 매우 어려운 작업이기 때문에 액티브 크로스오버를 잘못 설정한다면 오히려 음질이 매우 나빠진다. 그에 반해 스피커에 장착되는 패시브 크로스오버는 이미 스피커 설계자의 주의깊은 설계가 들어가 있으므로 사용하기 편리하다.
4. 이어폰
다중 듀서 이어폰이 각광을 받으면서, 특히 BA 이어폰이나 하이브리드 유닛을 채택한 이어폰에서 크로스오버 회로의 언급이 늘고 있다. 하지만, 이어폰 수준의 소형 회로에서는 사용할 수 있는 부품에 물리적 제한이 크기 때문에 스피커에 쓰이는 것과 같이 소위 "칼같이" 대역폭을 잘라내면서 위상 문제는 적은 좋은 성능의 크로스 오버 회로 구현이 매우 난감하다. 실질적으로 시장에 풀리는 대부분의 제품들은 유닛별로 대충 저항만 달아서 크로스오버 회로를 흉내내거나, 조악한 물건이 대부분이다.[2]5. 종류
5.1. 아날로그
아날로그 크로스오버의 경우 유도자와 축전기를 이용하여 제작한다. 유도자를 부하와 직렬 연결하면 고주파 신호가 줄어들고 축전기를 직렬 연결하면 저주파 신호가 줄어든다. 각각 소자를 부하와 병렬 연결하면 반대로 작동한다. 축전기를 병렬 연결하면 고주파 신호가 줄어든다.디지털 방식의 개발로 인해 스피커에 내장된 패시브 크로스오버를 제외하면 많이 사용되지 않는 방식이다.
외국의 유명 오디오 브렌드는 오직 이 크로스오버 네트워크를 위해 만든 전용 유도자와 축전기를 사용한다. 아예 오디오용 고급 유도자와 축전기를 제작하는 회사도 있다. 아무거나 쓸때보다 음질이 좀더 좋다고는 하는데 이게 정말 좋아지는건지 황금귀 논리인지는 불명.
5.2. 디지털
입력된 음향 신호를 ADC를 통해 디지털로 변환시킨뒤 IIR 이나 FIR 디지탈 필터를 사용해서 필터링한다.디지털 크로스오버는 보통 스피커 구입 시 제공하는 전용 DSP프로세서에 내장되어 있다. 액티브 스피커의 경우에는 내장 파워앰프의 전단에 DSP프로세서가 있다.
[1]
우퍼는 트렁크에, 미드레인지는 도어에, 트위터는 A필러에 설치하는 식으로
[2]
물론 중요한건 최종적으로 나오는 소리가 어떻냐는 것이지만, 회로의 상태가 엉망인 것은 수백만 원대 고급 제품들도 예외는 아니므로 구입 시 충분한 정보 수집이 필요하다.