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| 모렐(Morel)의 ET338 소프트 돔 트위터. |
1. 개요
Tweeter[1]멀티 채널 스피커에서 고음을 담당하는 유닛을 의미한다.[2]
PA 등의 대형 음향에서는 혼과 컴프레션 드라이버를 조합하여 사용하며, 하이파이 오디오에서는 주로 돔형이나 역돔형 트위터를 사용한다. 물론 회사에 따라 하이파이 시스템에 혼형 트위터를 사용하는 경우도 있다( 클립쉬, JBL 등). 그리고 일부 저가형 오디오에선 우퍼에 주로 사용되는 콘형 유니트를 소형화하여 사용하기도 한다.
멤브레인 재질 및 형태는 선형 매개변수인 주파수 응답 (고역 확장 등) 및 지향성에 크게 관련되어 있다. 비 선형 매개변수는 이들 요소와 관련도가 낮고 주로 모터와 인덕턴스 효과 등 모터 시스템과 관련한다.
2. 멤브레인 재질
2.1. 연질
가장 널리 사용되는 재질. 이 소재들의 브레이크 업 특성은 소재 자체에 내재된 댐핑 특성으로 인해 절충되므로, 타 소재에 비해 상대적으로 부드럽다.| Silk |
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| Dynaudio Cerota |
| 밀도(p): - kg/m^3 |
| 영률(E): - * 10^6 Pa |
| 음속(√(E/p)): - m/s |
| Textile Fabric |
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| ATC SH34-76 |
| 밀도(p): - kg/m^3 |
| 영률(E): - * 10^6 Pa |
| 음속(√(E/p)): - m/s |
2.2. 세미
소프트와 하드의 특성을 공유하는 재질.| Paper |
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| JBL LE25 |
| 밀도(p): - kg/m^3 |
| 영률(E): - * 10^6 Pa |
| 음속(√(E/p)): - m/s |
| Aramid |
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| Focal tkmx |
| 밀도(p): 1,380 kg/m^3 |
| 영률(E): 76 * 10^6 Pa |
| 음속(√(E/p)): - m/s |
| Carbon Fibre |
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| Satori TW29TXN-B-4 |
| 밀도(p): 1,750 kg/m^3 |
| 영률(E): 230 * 10^6 Pa |
| 음속(√(E/p)): - m/s |
2.3. 하드
소프트와 함께 자주 볼 수 있는 재질. 이 소재들은 가청 주파수 한계 내에서 큰 피크를 초래하는 심각한 브레이크 업을 생성 하기도 하는데, 이를 해상력/디테일 향상으로 오인하는 경우가 많다.| Aluminium |
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| Vivid audio CDP |
| 밀도(p): 2,700 kg/m^3 |
| 영률(E): 90 * 10^6 Pa |
| 음속(√(E/p)): 5,020 m/s |
| Titanium |
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| Yamaha PSD2013-8DIA |
| 밀도(p): 4,500 kg/m^3 |
| 영률(E): 140 * 10^6 Pa |
| 음속(√(E/p)): 5,080 m/s |
이후 세 재질들은 상대적으로 높은 강성 대 질량 비율[3]이 알루미늄이나 타이타늄을 능가한다는 점에서, 이론적으로 더 큰 고주파 출력과 동시에 더 낮은 왜곡을 가지며, 특히 상호변조 왜곡[4]에서 뚜렷한 이점이 있다. 그 중 베릴륨으로 예를 들자면, 매우 가볍고 뻣뻣하므로 하중이 가해질 때 구조적 무결성을 유지하고 브레이크 업[5]을 완화하는 데에 더 나은 역할을 한다. 베릴륨을 통한 음속[6]은 알루미늄이나 타이타늄을 통한 음속보다 약 2.5배 더 빠른데, 이것은 1차 브레이크 업이 더 높은 주파수에서 발생한다는 것을 의미한다.
| Beryllium | |
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| Rockport tweeter by Scanspeak | |
| 밀도(p): 1,840 kg/m^3 | |
| 영률(E): 240 * 10^6 Pa | |
| 음속(√(E/p)): 12,830 m/s | |
베릴륨 트위터를 사용하는 브랜드는 과거 일본의 야마하의 미드레인지와 트위터, 1970년대 파이오니어의 TAD 드라이버에 이르기까지 그 수가 적지 않았으나, 베릴륨 포일의 공급이 원활치 않던 과정에서 대부분 단종되었으며, 수십년이 흐른 현재에서는 포칼이 고급 모델에 베릴륨 트위터를 사용하고 있다.
| Ceramic | |
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| Accuton C30-6-24 | |
| 밀도(p): 3.800 kg/m^3 | |
| 영률(E): 393 * 10^6 Pa | |
| 음속(√(E/p)): -- m/s | |
Accuton의 대부분의 모델에 사용된다.
| CVD Diamond |
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| Magico MBD |
| 밀도(p): 3,515 kg/m^3 |
| 영률(E): 750 * 10^6 Pa |
| 음속(√(E/p)): 17,300 m/s |
B&W 최상위 모델 등 일부 하이엔드 메이커에 들어간다.
3. 멤브레인 구조
3.1. 돔형
이들은 공통적으로 다이나믹 구동방식을 기반으로 콘 또는 돔 타입의 다이어프램이 진동하는 형태이다. 대체로 돔 타입은 콘 타입에 비해 고음역대 구동에 용이한 구조이며, 현재에는 돔 타입이 보편적이다. 컴프레션 드라이버도 마찬가지. 돔 타입은 대개 중간 정도의 방사각을 가진다.| Conventional |
| Inverted |
| Donut |
| 파일:Donut 트위터 구조.jpg |
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| Scanspeak r2904-700000 |
3.2. 평면
이들은 공통적으로 아주 얇고 평평한 다이어 프램이 진동하는 형태이다. 트루 리본과 AMT는 음향적으로 수직 치수가 크고 수평 치수가 작다는 점을 공유한다. 즉, 공통적으로 수직보다 수평으로 더 넓은 방사각을 가진다. 문제는, 더 높은 출력과 더 낮은 크로스오버 포인트를 목표로 하는 디자인은 더 큰 다이어프램을 사용하는데[7], 이때 이들은 약 8kHz 이상의 매우 좁은 수직 범위를 갖는 고주파수 빔을 생성한다.구동되는 방식에 따라 다음과 같은 다섯가지 유형이 존재한다.
| True-ribbon |
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| Viawave SRT-7 |
리본의 극도록 얇은 두께와 가벼운 무게[9] 덕에 초고음역까지의 넓은 고역확장이 용이하며, 더불어 매우 빠르고 섬세한 반응성을 갖는다. 그러나, 이러한 양질의 재생을 제공하는 디자인이 매우 한정 되어있고, 이러한 디자인은 신뢰할 수 있는 일관성으로 제조하기 까다롭다는 점에서 RAAL 등의 일부 전문 유닛 제조사에서 고가에 판매된다. 게다가 얇은 두께 탓에 깨지기 쉽고 호일은 시간이 지남에 따라 또는 과도하게 구동될 때 기하학적 안정성을 쉽게 잃을 수 있으며, 상대적으로 제한된 동적 범위를 갖는다.
| Air-motion |
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| Mundorf AMT19CM2.1-C |
내구성이 리본에 비해 비교적 좋으며, 비용 효율적이라는 점에서 리본보다 사용되는 방식이다.[10] 하지만 단점 또한 상당히 명확하다. 우선, 고출력 재생 시 빠르게 가열되고 모양이 왜곡되어 내부 응력과 왜곡이 발생한다. 뿐만 아니라, 접힌 다이어 프램은 아코디언 패턴을 가지고 있어 당연히 비선형적이고 변조효과를 관찰할 수 있다.[11] 더욱이, 좁은 주름 사이의 공기가 비선형 및 점성이 되어 더 높은 손실, 압축 및 상호 변조로 이어지는 더 큰 변위를 필요로 한다. 또 다른 문제점은 도체의 약 50%는 자석으로 닫혀 있고 약 50%는 소리가 빠져나갈 수 있는 구멍이 되어 구동력 분포가 고르지 않고 다양한 형태의 왜곡이 발생한다. 마지막으로, 다이어프램이 접혀서 제자리에 유지되는 방식이 도체에 대해 동일한 폼 팩터와 위치를 안정적으로 제공하지 않기 때문에 필연적으로 유닛 별 매개변수 편차가 증가한다.
| Magnetostatic |
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| Electrostatic |
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| Piezoelectric |
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3.3. 가상
물리적 멤브레인이 없다.| Ion |
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| Lansche corona |
현재 이온 트위터에는 플라스마 아크, 테슬라 코일, 발화 방식이 있다. 먼저, 플라스마 아크 방식은 위의 기본 원리를 그대로 재현한 방식이나, 높은 전기 장으로 인해 필연적인 부식이 발생하며, 상당히 위험하다.( 산소 에서 오존 이 생성된다, 고농도의 오존은 인체에 독성이 있고 전선이나 회로를 부식시킨다. 이러한 스피커를 환기가 잘 되는 공간에서 쓴다고 보기에는 어려우므로 간과해서는 안 되는 문제다.) 둘째로, 테슬라 코일 방식은 상당한 전기적 간섭을 일으킨다. 마지막으로, 발화 방식은 분젠 버너를 이용한다. 세 방식 모두 반 영구적인 실용화가 불가능하며 주파수 대역폭과 고음압에서 상당한 성능 상 제약이 존재한다.
4. 지향특성 제어
4.1. 초 지향
4.2. 정 지향
| Conventional Horn |
| 파일:18 Sound XT1464.jpg |
| 18 Sound XT1464 |
지향성을 좁히는 만큼, 소리가 멀리 나가고 게인이 발생하므로, 능률이 좋은 특성을 지진다. 허나, 특유의 혼 특유의 왜곡[16]을 컨트롤하기 어려워서 거칠고 과도하게 밝은 소리가 나는 경우가 있어 가정용 스피커에는 일부(클립쉬, JBL 등)의 경우를 제외하면 찾아보기 힘들다.
| Waveguide Horn |
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| Scanspeak R2904/700005 트위터 |
4.3. 무 지향
5. 기타
5.1. 모터
| Ferrofluid |
5.2. 챔버
| Absorber |
[1]
새가 지저귀는 소리 tweet에서 온 말. SNS서비스인 Twitter와는 스펠링이 다르다.
[2]
과거의 풀레인지 시스템에서는 하나의 유닛이 모든 대역을 담당하였으나, 고음과 저음에 어울리는 구조와 방식의 스피커가 다르다는 점에 착안하여, 고음 영역에 특화된 유니트를 고음에만 사용하도록 제작한 것을 트위터라고 한다. 여기엔 좀더 음향학적인 이유도 있다. 유닛이 한개만 있을 경우 저음에 의해 콘이 심하게(크게) 흔들리게 되고, 이에 따라 소리가 발생하는 위치도 매 순간 변하게 된다. 즉 소리의 위상이 틀어지게 되는데, 아무래도 떨림이 작고 주파수가 높은 고역대가 영향을 심하게 받는다. 이런 현상을 막기 위해 저음부와 고음부를 나눈 것이기도 하다.
[3]
stiffness-to-mass ratio
[4]
intermodulate distorton
[5]
break-up; 이상적인 진동판 다이어프램은 모든 지점이 균일하게 원하는 방향으로만 움직이는, 즉 완벽한 피스톤 운동을 한다. 그러나, 현실에서는 다이어프램에 작용하는 힘이 구조적 무결성을 압도하고 표면의 다른 지점이 서로에 대해 다른 시간에 움직이므로 필연적으로 파손 (분리), 즉 브레이크 업 (break-up) 이 발생한다. 브레이크 업은 일반적으로 시간 영역에서 긴 감쇠 (ringing) 를 유발하는 거친 피크주파수 응답을 초래한다.
[6]
12800 m/s
[7]
이때 다이어프램의 너비는 1인치 보다 넓고 높이는 3인치 보다 길어진다.
[8]
약 2-20 µm
[9]
코일의 부재로 인한
[10]
또한 이론적으로 AMT의 접혀있는 구조상 동일한 동작에 대해 리본보다 더 많은 공기를 이동 시킬 수 있으므로 주어진 음압(SPL)에 대해 트루리본 보다 더 낮은 주파수를 재생할 수 있다.
[11]
접힌 부분이 안쪽으로 이동하여 공기를 압착하면 출구 영역이 작아지고 접힌 부분이 멀어지면 방사 영역이 커지기 때문이다.
[12]
약 2-20 µm
[13]
PVDF; polyvinylidene fluoride film
[14]
magnetic and suspension nonlinearities
[15]
컴프레션 드라이버 자체는 돔형의 다이어프렘(진동판)을 사용한다 재질은 보통 가볍고 강한 알루미늄이나 타이타늄 등 금속 소재를 사용하나 합성소재를 사용하는 경우도 있다.
[16]
그냥 말하는 것과 입 앞에 손나팔을 대고 말하는 것을 생각해 보자.