SUBWOOFER ARRAYS (A PRACTICAL GUIDE) 서브우퍼 어레이 III

8. 그래디언트 어레이 Gradient Arrays

* SSM 8호에서 이어집니다.

그래디언트 어레이(Gradient Arrays)는 불필요한 방향으로 소리 방출을 억제시키는 방법이다. 스피커 캐비닛마다 진폭과 위상을 다르게 설정하여 스피커를 배치한다. 그래디언트 어레이는 스피커 크기가 파장에 비하여 작은 경우에만 유효한 성능을 나타낸다. 이 어레이 방식은 기존의 스피커 배치 형태가 커야만 유효한 성능을 발휘하는 빔 포밍(Beamforming)과 엔드 파이어 어레이(Endfire arrays)와는 반대되는 것이다. 그 이유는 기울기가 있는 스피커 배열에서 스피커 캐비닛마다 각각의 구동 압력차를 조정하는 방식이므로 ‘음파’ 내에서 작동할 수 있는 작은 것이여야 한다.

그래디언트 어레이는 지향성 마이크 특성과 비슷한 성질을 가지는 스피커 구성 방식으로 음파의 다양한 부분의 음압차를 제어하여 동작한다.

이 그래디언트 기술은 작은 사이즈의 어레이(Arrays) 구성으로 초저역 패턴을 제어할 수 있어 매우 실용적인 방법이다. 주의 깊게 잘 설치하면 그래디언트 어레이는 유용한 패턴을 제공할 수 있고, 비슷한 크기의 어레이보다 훨씬 좋은 저역 커버리지를 얻을 수 있다.

8.1. 그래디언트 어레이의 예

그림 23은 기본적인 그래디언트 어레이 방식으로 1조의 Xsub 서브우퍼를 나타낸다. 스피커 캐비닛은 각각의 구동부(Amplifier)를 가지고 있고, 캐비닛은 10[㎝] 간격으로 배치되어 있다. 후면 캐비닛은 역 위상으로 4.65[mSec]지연 시켰다. 그 결과로 하트 모양(Cardioid)의 지향성 패턴을 가지게 된다.

이 경우는 스피커를 전면과 후면으로 연속하여 설치한 것이지만, 항상 이렇게 구성할 필요는 없다. 전면 캐비닛 및 후면 캐비닛 사이에 뒷 쪽으로 스피커의 소리가 나오는 충분한 공간이 있으면, 후면 캐비닛은 전방 또는 후방의 어느 방향으로 설치해도 상관없다. 간격은 최소 50[㎝]가 필요며, 어느 쪽이라도 스피커 콘의 간격에 맞추어 딜레이 값을 조정해야 한다.

그림 23에 나타낸 Xsub 각각이 하나의 Xsub가 아닌 여러 Xsub을 스택한 경우의 그래디언트 라인 어레이가 된다. 그래디언트 라인 어레이는 유용한 특성이 있으며, 이 특성에 대해서는 다음에 자세히 설명한다.

8.2. 그래디언트 배열의 특성 

패턴 옵션 – 그래디언트 페어(Gradient pair)는 후면에 설치된 스피커 캐비닛의 지연 시간을 제어하면 패턴이 바뀌게 된다. 그 패턴은 마이크의 패턴과 비슷하고, 단일 지향성(Cardioid), 초지향성(Hyper- cardioid), 양지양성이 된다. 그림 24와 그림 25는 위의 예제의 Xsub 페어의 4개의 패턴 옵션을 나타낸다.

 캐비닛의 간격, 출력, 대역폭 – 그래디언트 페어(Gradient pair)를 구성하려면 캐비닛의 간격에 대한 역할을 이해할 필요가 있다. “캐비닛의 간격”은 전면 스피커 콘과 후면 스피커 콘의 거리를 의미한다. 캐비닛의 간격이 클수록 초저역의 출력은 증가하지만, 최대 동작 주파수는 낮아진다. 또한 캐비닛의 간격이 작을수록 출력은 감소하지만 최대 동작 주파수는 올라간다.

 예를 들어, 캐비닛의 간격은 157[㎝]에서 최대 동작 주파수는 약 90[㎐]가 된다. 그림 26에 나타낸 것과 같이 90[㎐] 이상 주파수가 높아질수록 패턴이 매우 좋지 못하게 되는 것을 알 수 있다.

  인접면의 영향(Effect of Nearby Surfaces) – 그래디언트 페어(Gradient pair)는 벽이나 다른 반사면 앞에 설치 시에는 제대로 작동하지 않는다. 그림 27은 벽에서 60[㎝] 떨어뜨려 놓은 Xsub 페어의 지향성을 나타낸다. 그래프 중앙의 세로 선으로 나타낸 것이 벽으로 왼쪽의 2개의 우퍼 캐비닛(Red 및 Green)은 가상 스피커로 벽 반사음에 의해서 만들어지는 음향적 가상 이미지이다. 오른쪽의 2개의 우퍼 캐비닛(Blue 및 Brown)은 실제 우퍼이다.

잔향 공간의 소리 균형(Reverberant Field Tonal Balance) – 대부분의 서브우퍼 어레이는 저주파수에서 지향 성능이 떨어진다. 따라서, 주파수가 낮아지면 비례적으로 더 많은 출력을 공연장의 잔향 필드로 방출하게 된다. 이 때문에 잔향 필드에 초저역이 과도하게 된다(Bass bloom이라고도 함). 

거의 모든 종류의 스피커와는 달리 그래디언트 스피커는 가장 낮은 주파수까지 그 패턴 제어를 유지할 수 있다. 따라서 잔향 필드의 저주파수 에너지가 많지 않은 프로그램에 유용하다.

캐비닛 구동 레벨과 우퍼의 수량(Element Drive Level and Woofer Count) – 실제의 그래디언트 어레이에서는 후면 스피커(Steering element)가 전면의 캐비닛의 출력보다 약 6[㏈] 작을 때, 후면 방사가 최소가 되는 것을 알 수 있다. 이 결과는 캐비닛의 형상 효과에 따른 것으로 실제 후면 우퍼의 수는 전면 우퍼의 수의 절반이면 충분한 것을 의미한다.

8.3. 고도의 그래디언트 구동 방법

딜레이를 이용하여 지향성 패턴을 만드는 기술은 저주파수에서 효과적인 기법이지만, 스피커 캐비닛의 형상이 음파에 미치는 영향을 고려하지는 않는다. 따라서 어레이의 주파수 범위의 상한으로 방사 패턴이 예상한 모양에서 벗어날 수 있다. 

Electro-Voice의 XCS-312 카디오이드 서브우퍼처럼 전면 스피커와 후면 스피커가 하나의 캐비닛에 결합시켜 구성된 경우에는 이러한 영향을 보정하는 고도의 구동 프로세싱 방식을 개발할 수 있으며, 스피커는 주파수 범위 전체에서 정해진 지향성을 유지한다. 이 구동 시스템은 주파수 종속 지연(All-Pass filters)을 사용하여 캐비닛 주변의 음파 전파의 영향을 보정한다.

8.4. 그래디언트 라인 어레이 

그래디언트 페어(Gradient pair)를 나란히 라인 어레이로 배치하면 그 지향성은 그래디언트 특성과 브로드 사이드(Broadside) 특성을 모두 얻을 수 있다. 그림 28은 두 개의 캐비닛을 스택한 그래디언트 라인의 방사 패턴이지만 2개의 스피커만으로는 브로드 사이드 어레이의 효과를 얻기에는 길이가 너무 짧다. 패턴은 심플한 단일지향성(Cardioid)이다.

그림 29는 브로드 사이드의 특성을 얻을 수 있도록 스피커 배치 길이를 가진 그래디언트 라인 어레이의 패턴을 나타낸다. 패턴은 플랫(Flat)한 단일지향성이다.

실제 그래디언트 라인 어레이는 XCS-312 서브우퍼 등의 전용 그래디언트 스피커나 기존의 스피커를 전면과 후면으로 세로 2열로 스택하거나 플라잉하여 구성한다. 

빔 포밍을 적용한 그래디언트 라인 어레이(Beamformed Gradient Line Arrays) – 빔 포밍 딜레이를 그래디언트 라인 어레이에 적용하여 패턴을 그래디언트 방식의 것으로 변화시킬 수 있다. 이 경우 빔 포밍 딜레이는 어레이의 그래디언트 페어의 전면 스피커와 후면 스피커에 똑같이 적용해야 한다.

그림 30은 아래쪽(Downtilt)으로 빔을 형성하기 위해 빔 포밍용으로 딜레이를 추가한 것으로 그래디언트 라인 어레이의 패턴을 나타낸다. 이 패턴은 플랫(Flat)하고, 다운틸팅(Downtilt)된 단일지향성이다. 고도의 딜레이 프로파일을 이용하면 좀 더 복잡한 수직 패턴의 형상을 얻을 수 있다.

8.5. 그래디언트 어레이 애플리케이션

앞에서 설명한 것과 같이 그래디언트 어레이는 수직 길이는 크더라도 수평 길이는 작은 소규모인 서브우퍼 라인 어레이와 라인 어레이에 사용할 수 있다. 

작은 어레이의 문제는 다음 두 가지로 나눌 수 있다.

  – 왼쪽 스택과 오른쪽 스택의 양쪽 스피커 간섭에 의한 로빙(Lobing)

  – 지나치게 넓은 커버리지

또한 그래디언트 어레이는 후방 저역 방사가 문제가 되는 경우에도 유용하다. 일반적인 문제 는 다음과 같다.

  – 무대 위에서 저역이 너무 강하다.

  – 딜레이 클러스터에서 바람직하지 않은 저역 후방 방사

  좌, 우 어레이 – 스택형 또는 플라잉형의 좌, 우 서브우퍼 시스템은 방사 어레이를 무대 밖으로 향하게 하면 로빙(Lobing)을 줄일 수 있다. 그림 31은 무대 양쪽에 배치한 1대 폭의 Xsub 커버리지이고, 같은 크기로 그래디언트 방식으로 구성하여 커버리지를 비교한 것이다.

무대(Stage) 위에서의 저역 – 그림 31에서는 알 수 없지만, 각도를 만든 하이퍼 카디오이드 구성은 일반적 서브우퍼 구성보다 무대 위의 저역이 상당히 약해진다. 

왼쪽의 일반적인 배치 방식에서 무대 중앙의 출연자는 비교적 짧은 거리에서 두 초저역 스택의 합산된 출력을 듣게 된다. 공연장 내에서 초저역이 이보다 더 큰 곳은 어디에도 없을 것이다. 반면 오른쪽의 구성은 그래디언트 우퍼의 하이퍼 카디오이드의 영점이 무대 전면으로 직접 향하고 있다. 일반적으로 구성된 경우 무대 앞의 중앙에서 초저역 레벨이 15[㏈] 이상 감소한다. 

보다 소규모 어레이의 커버 레인지 조정 – 평평한 바닥의 작은 공연장에서는 서브우퍼를 늘어 놓으면, 무대에서 가까운 관객 지역은 저역 레벨이 매우 강하게 된다. 댄스 클럽이라면 문제가 없지만, 보통의 공연장 및 행사장에서는 바람직하지 않다. 이 경우에는 중앙에 소형 서브우퍼를 매달면, 어떠한 지역에서도 저역 레벨이 강하지 않고 우수한 커버리지를 제공할 수 있다. 그러나 기존의 우퍼를 사용하면 기본적으로 무지향성이며, (a) 대량의 저역 에너지가 잔향 필드에 방출되고, 탁하고 좋지 못한 사운드가 되고, (b) 무대 위의 저역이 매우 커진다.

이에 대해 카디오이드 또는 하이퍼 카디오이드 우퍼를 무대 위에 매달면, 저역 에너지는 필요한 장소, 즉 관중석으로만 에너지가 전달되고 잔향 필드에 들어가지 않고 무대에서도 저역 에너지가 들어오지 않아 좋게 된다. 

그림 32는 120도 하이퍼 카디오이드 우퍼의 패턴이다. 다이어그램을 수평 극좌표(Horizontal polar plot)로 생각하면 저역 에너지의 대부분은 전방으로 방출되어 불필요한 방향으로는 에너지가 전달되지 않는다. 수직 극좌표(Vertical plot)라고 생각하면 하이퍼 카디오이드의 영점은 무대를 가리킨다. 

대규모 중앙 클러스터 : 대규모 중앙 우퍼 라인 어레이는 훌륭한 사운드를 재생할 수 있지만 360도 초저역 커버리지가 필요하지 않은 쇼에서는 그래디언트 기법을 사용하면 더 좋은 결과를 얻을 수 있다. 그런 쇼에서 우퍼 클러스터를 그래디언트 라인 어레이로 세팅하면 잔향 공간에 방사되는 저역 에너지가 줄어든다. 그 결과 초저역은 더 선명하고, 소리의 중압감이 좋고, 임팩트와 저역 느낌도 강해진다. 음향 이론에 그래디언트 우퍼를 사용하면 무지향성 우퍼에 비해 잔향 공간의 초저역 에너지가 4[㏈]에서 6[㏈] 줄어든다.

딜레이 클러스터 : 대형 공연장, 특히 야외 경기장과 야외 공연장에서는 딜레이 클러스터를 사용하여 무대에서 멀리 떨어진 청취지역에서 사운드 레벨과 음질을 강화시키는 세팅이 일반적이다. 이 클러스터의 주요 목적은 고주파 레벨을 높이고 공기에 의해서 흡수되는 비교적 높은 고주파 에너지를 보정하는 것이다. 

또한 딜레이 클러스터에서 저주파 에너지를 추가하는 것이 좋을 수 있다. 이 경우에는 기존의 스피커에서 문제가 발생한다. 낮은 주파수에서는 일반적인 딜레이 클러스터는 본질적으로 무지향성이다. 따라서, 상당한 양의 사운드가 무대쪽으로 다시 돌아오게 된다. 이 후방 방사는 메인 스피커 시스템에서 직접 사운드와 시간 동기화가 어긋나 원하지 않는 간섭을 일으키는 것이다.

이 문제를 해결하려면 저주파 딜레이 그래디언트 스피커를 사용하는 것이다. 이 경우에 선택하는 패턴은 후방 방사 레벨이 가장 낮은 카디오이드 패턴이다.

8.6. 엔드 파이어 어레이(Endfire arrays)

 엔드 파이어 어레이는 엔클로저를 하나의 공통 축으로 정렬하여 세팅하고, 사운드의 기본 방사가 축 방향이 되도록 구동시킨다.

각 캐비닛은 별도의 딜레이를 가하여 구동하고 모든 캐비닛은 같은 위상으로 설정한다. 가장 간단한 세팅으로 캐비닛을 일정한 간격으로 배치하고, 캐비닛 사이의 지연 시간은 음파가 1개의 캐비닛에서 다음 캐비짓에 닿을 때까지의 소요 시간에 동일한 값으로 설정한다(그림 34 참조).

여기에 사용된 그래프는 최대 출력은 임의로 0[㏈]로 표시한다. 실제로 긴 엔드 파이어 어레이라면 강력한 지향성이 있는 저역을 멀리까지 보낼 수 있다.

9. 서브우퍼 설정 

9.1. 서브우퍼 크로스오버 설정

서브우퍼 크로스오버 설정은 서브우퍼의 배치 문제와는 관계 없지만, 크로스오버의 조정은 초저역 사운드의 중요한 요소이다. 다음 단계는 N8000 MatrixProcessor용 FIR 드라이브 크로스오버 소프트웨어 Electro-Voice의 FIR.1과 함께 제공되는 설명서 “FIR.1 : 사용 전에”를 편집한 것이다.

필요한 작업은 메인(고중역) 클러스터와 서브우퍼의 주파수, 유형, 딜레이, 극성(위상), 게인 파라미터의 설정이다. 이 설정은 어렵고 번거롭다고 생각되지만 정해진 절차를 수행하면 실제로 그렇게 어렵지 않다. 서브우퍼의 크로스오버 조정 방법은 많다. 여기에서 설명하는 조정 방법은 실내 및 야외 공연장에서 좋은 결과를 얻을 수 있다.

① 음향 신호 발생기 또는 초저역 크로스오버 주파수를 중심으로 한 주파수 레인지에서 정현파를 생성할 수 있는 테스트 CD를 설치한다. 소리가 메인 시스템, 서브우퍼 또는 둘 다 나오도록 시스템을 구성한다. 

② 표준 좌우 시스템의 경우에는 시스템 한 쪽만이 활성화되도록 신호 경로를 설정한다. 단일 중앙 서브우퍼 클러스터(플라잉 또는 스택 세팅)을 사용하는 경우에는 좌우 양쪽의 기본 클러스터를 사용하도록 신호 경로를 설정한다. 

③ 초기 크로스오버 파라메터를 다음과 같이 설정한다.

크로스오버의 유형은 다음 두 가지 중에서 선택할 수 있다. 

– 18 [㏈/oct] 버터워스(Butterworth) : 이 크로스오버 방식은 서브우퍼가 메인 스택에서 비교적 멀리 떨어져 구성(메인 플라잉 / 서브우퍼는 스택 세팅)할 경우와 잔향이 많은 환경에 적합하다. 위치의 편차도 상대적으로 허용된다.

– 24 [㏈/oct] 링크위츠 릴리(Linkwitz-Riley) : 이 크로스오버는 우퍼가 메인 스택 부근에 구성 시(예를 들어, 메인 플라잉 / 서브우퍼도 좌우에 플라잉 세팅), 잔향이 적은 환경에서 좋은 결과를 얻을 수 있다. 또한 메인 스택이 중, 저역에서 우수하다. 깨끗하고, 저역을 강조하지 않은 사운드를 만들기 위해 정밀한 위치 조정이 필요하다. 

두 유형을 선택한 경우에도 메인 및 서브우퍼에 동일한 크로스오버 방식을 사용한다.

	MAIN ARRAY	SUBWOOFERS
Frequency	X-Line 80㎐ XLC DVX 80㎐ XLC other 90㎐ XLD 100㎐ XLE 100㎐	same as Main
Type	See below	18 dB/octave Butterworth OR 24 dB/Octave Linkwitz/Riley – see below
Delay	0.0 mS	0.0 mS
Polarity	Normal	18 dB/octave Butterworth: Inverted 24 dB/Octave Linkwitz/Riley: Normal
Gain	0.0 dB	0.0 dB

④ 신호 발생기의 주파수를 위에서 입력한 크로스오버 주파수를 설정한다. 레벨은 낮은 값(-30 이하)으로 설정하고, 시스템의 음소거를 선택적으로 해제한다. 음의 레벨은 공연장의 잔류 노이즈보다 높게 조정한다.

⑤ 서브우퍼를 음소거하고 신호 발생기의 주파수를 크로스오버 주파수의 약 2배의 값으로 설정한다. SPL 측정기 또는 SysTune®과 같은 PC 측정 시스템을 사용하여 레벨을 측정한다. 측정기가 없는 경우는 저역 응답이 뛰어난 마이크와 믹싱 콘솔의 레벨 미터, 만약 그것도 없고 활용할 것이 없다면 청각을 이용해도 된다. 이 단계에서 보컬용 핸드 마이크는 사용하지 않는다. 이 보컬용 마이크는 저역 응답이 평탄하지 못하다.

⑥ 메인 어레이를 음소거하고, 신호 발생기 주파수를 크로스오버 주파수의 약 2/3 값으로 설정한다. 서브우퍼의 음소거를 해제하고, 서브우퍼의 레벨을 ③항에서 측정 한 기본 레벨과 동일한 값으로 조정한다. 상기 단계 후, 메인 채널과 서브우퍼 채널은 전체적인 음향 이득이 거의 일치할 것이다. 이 설정이 가장 부드러운 크로스오버를 제공한다.

연주 곡목에서 초저역의 부스트 또는 컷이 필요한 경우, 서브우퍼 게인을 조정하지 않는다. 음질 보정 이퀄라이저를 사용한다. 서브우퍼의 음질 보정 이퀄라이제이션 내용은 9.2항에서 설명한다.

⑦ 청취 포인트에서 메인 어레이와 서브우퍼 어레이까지의 거리 차이를 추정한다. 그림 35의 D(LF) – D(SB)의 값이 이것에 해당한다. 음속은 약 3[mSec]인 것을 고려하여 사운드를 딜레이 시간으로 변환한다. 이 숫자가 필요한 딜레이 시간의 추정치가 된다. 

셋업 시간이 제한되어있는 경우에는 크로스오버 딜레이 추정 값을 입력하는 것만으로, 다른 조정 과정은 생략할 수 있다. 딜레이는 청취 포인트에 가까운 쪽의 클러스터 (메인 또는 서브우퍼)에 적용한다. 보다 정확하게 조정하려면 다음 단계를 수행해야 한다.

⑧ 신호 발생기 주파수를 크로스오버 주파수와 동일하게 설정한다. 메인 클러스터와 서브우퍼 클러스터의 음소거를 해제한다. 좌우 시스템을 조정하려면 조정하는 것만 음소거를 해제한다. 

⑨ 딜레이를 ⑦항에 설명된 추정 값으로 설정한다. 

⑩ 딜레이를 증감하여 청취 포인트에서 최대 음량이 되도록 조정한다. 이 단계에서는 귀나 SPL 측정 측정기 또는 측정 시스템 및 마이크와 VU 측정기를 사용할 수 있다. 

– 마지막으로 딜레이 값과 추정 값에 10~15[mSec] 이상 차이가 나는 경우는 추정이 잘못되었거나 공연장에 문제가 있다. 이 경우 추정치를 이용하여 다음 단계를 생략한다.

– ③항에서 크로스오버 타입에 링크위츠 릴리(Linkwitz-Riley)을 선택한 경우 이것으로 설정이 완료된 것이다.

– ③항에서 크로스오버 타입에 버터워스(Butterworth)를 선택한 경우 ⑪항으로 진행한다.
⑪ 버터워스 크로스오버를 선택한 경우에만 Butterworth Tweak을 적용한다. 아래 표 분량만큼 딜레이를 증가 또는 감소시킨다. 딜레이를 증가시키거나 증감시키는 판단의 기준은 조금 복잡하다. 최적의 절차는 모두 테스트를 통해 커버리지가 우수한 쪽을 선택하는 것이 바람직하다.

Crossover freq.	Tweak [mSec]
70	3.57
80	3.13
90	2.78
100	2.50

9.2.  초저역의 이퀄라이제이션

  일부 믹스 엔지니어 중에는 저역 부스트 기능을 탑재한 시스템 사용을 선호하는 경우도 있다. 예를 들어 다음 그림 36은 어떤 남성 가수가 공연장과 경기장에서 사용하는 저역 부스트 곡선이다.

  이러한 주파수 특성 곡선이 나타나도록 서브우퍼 채널의 게인을 올려서 조정하게 된다. 이 방법의 문제는 서브우퍼만의 게인을 변경하면 서브우퍼 크로스오버의 동작에 영향을 줄 수 있다는 것이다. 

  주파수 특성이 평탄하도록 서브우퍼 크로스오버를 조정하고, 이퀄라이제이션(‘초저역 Contour EQ’라고 하는 것)을 사용하여 곡선 전체를 원하는 형태로 하는 것을 추천한다. 이 이퀄라이제이션은 서브우퍼와 메인 어레이 모두 동일하게 적용하면 서브우퍼의 크로스오버에 간섭하지 않는다. 

  이 원리는 서브우퍼가 메인 믹스의 일부가 되어 구동되거나 자신의 믹스에서 구동되는지 여부에 따라 결과는 그림 37과 그림 38 두 개의 신호 경로 중 하나가 된다.

  그림 37은 서브우퍼가 메인 믹스에서 구동되는 경우이다. 초저역 Contour EQ는 프리 크로스오버 이퀄라이저로 구성된다

  그림 38은 서브우퍼가 다른 믹스에서 구동되는 경우이다. 이 경우에는 초저역 Contour EQ는 1조의 이퀄라이저, 즉 하나의 믹스에 하나의 이퀄라이저로 실행된다. 두 이퀄라이저는 항상 동일하게 설정해야 한다. 설정은 수동 또는 멀티 채널 이퀄라이저를 사용하지만 소프트웨어 제어 이퀄라이저의 경우는 소프트웨어에서 채널을 링크하여 수행한다.

9.3. 왜곡 비밍(Distortion Beaming)

스피커 커버리지를 계산하면 또는 모델링 프로그램을 사용하여 계산하면 하나의 서브우퍼 캐비닛은 기본적으로 동작 주파수 범위에서 무지향성이다. 즉, 캐비닛의 모든 면에서 같은 소리가 들리는 것이다. 그런데 대부분의 사람들이 이 사실을 믿지 않는다. 그 이유는 실제로 귀에는 이렇게 들리지 않았기 때문이다.

모든 스피커에는 다소 왜곡이 있기 때문에 이런 현상이 발생한다. 스피커는 보다 높은 주파수에서는 고조파가 발생하게 된다. 캐비닛은 기본 주파수에서는 무지향성, 하지만 고조파에서는 지향성을 가지게 된다. 

  그림 38은 1대의 Xsub(또는 같은 크기의 캐비닛)의 90[㎐], 180[㎐](90[㎐]의 제2차 고조파), 270[㎐](90[㎐]의 제3고조파)의 지향성을 나타낸다. 고조파의 영향을 분명하게 알 수 있다. 기본 주파수는 모든 방향으로 방출 되지만 왜곡이 정면 빔으로 나타나게 된다. 

  정상적인 청취 수준에서 사람의 청각은 기본파보다 고조파에서 매우 민감하다. 따라서 왜곡이 적은 우퍼에서 왜곡 고조파의 레벨이 작아도 청각으로 인지하게 되고, 고조파의 소리를 민감하게 구별하게 되는 것이다. 따라서 캐비닛 전면에서 방출되는 고조파가 들리게 되므로 기본 주파수도 빔으로 인식하게 된다. 왜곡이 많은 우퍼의 경우 왜곡 비밍은 매우 불쾌하게 느껴지게 된다. 

10. 맺음말

무선 설비에서 안테나의 지향각을 조정하기 위해서는 다수의 안테나를 결합하여 지향성 적의 원리로 패턴 변화를 목적에 맞게 설계 및 설치를 하게 된다. 이것은 파장과 관계가 있으며, 상쇄 간섭과 보강 간섭에 의해 지향성 변화를 갖게 된다. 또한 DSP(Digital Signal Processor)를 통해 각각의 안테나 별로 위상과 전력을 적절하게 조절하게 되면, 빔포밍(Beamforming)을 통해 Pan/Tilt 없이 원하는 방향으로 빔을 조절 가능하다. 이와 마찬가지로 음향의 스피커도 여러 대를 설치하여 지향성을 목적에 맞게 설계 및 설치가 가능하며, 이것이 스마트 스피커에 해당된다. 

본고에서 다룬 것은 초저역의 스피커를 원하는 목적에 맞게 하기 위한 사전 지식에 불과하다. 실제 현장에서는 야외(자유공간)가 아닌 실내가 대부분으로 잔향과 반사음, 간섭 등에 의해서 패턴 변화는 매우 심각하다. 열악한 환경에서 저음을 부드럽고 명료성 있는 지향성을 얻기 위한 조정은 매우 힘든 과정이 될 것이다. 

따라서 스피커 제조사에서 제공하는 간단한 툴을 이용하여 예상된 패턴을 알고, 세밀한 조정을 수행한다면 보다 빠르게 원하는 목적에 맞는 저역부의 튜닝이 가능할 것이다.

알립니다.
지면 관계상 ‘서브우퍼 어레이’ 기사는 지금까지 3회에 걸쳐 연재되었습니다.

싣는 순서 
1회 (SSM Vol.07) 
개요, 음향 개념, 게인 음영

2회 (SSM Vol.08) 
그래프와 어레이 설계 도구, 우퍼 어레이 유형,
그라운드 스택 어레이, 플라잉 어레이

3회 (SSM Vol.09) 
경사(그래디언트) 어레이, 서브우퍼 설정