라인어레이 스피커의 적용

1. 라인어레이 스피커의 길이와 주파수 파장의 관계

: 50Hz의 저음역대에서는 거의 무지향성의 패턴을 보인다. 100Hz 부터 스피커의 양옆이 약간 상쇄되는데 이는 라인어레이에서 일반적으로 나타나는 패턴이다. 스피커가 길이 방향으로 배열되면 길이방향의 양 옆으로 가는 방향들의 소리가 캔슬되면서 앞뒤 방향의 지향성이 좀 더 좁아진다.  200Hz까지는 스피커 앞뒤로 출력되는 저음의 음압이 거의 동일 했는데 400Hz 부터 스피커의 앞 쪽 방향의 지향성이 더 강하게 나타난다. 주파수의 특성 보다는 스피커 자체의 특징 때문에 보여지는 특성이다. 1,600Hz 부터는 스피커의 앞쪽 방향 뿐만 아니라 정면에서 살짝 옆으로도 방사각이 생긴다. 이후 주파수가 높아질수록 앞쪽으로 조금 더 좁은 방사각의 지향성을 가지게 된다. 파장에 비해 어레이의 길이가 길어질수록 어레이 정면 방향으로의 지향성이 높아진다는 것을 알수있다.

 

 

2. 라인어레이에서 소리는 앞쪽으로만 방사되는가

: 라인어레이에서 사람들이 흔히들 착각하는 한 가지가 소리가 스피커의 앞쪽으로만 나간다고 생각하는 것이다. 그러나 실제로는 저음과 같이 음원 자체가 무지향성을 띄는 음원이고 음원을 일자로 배열하게 되면 200Hz의 경우 스피커의 앞과 뒤로 똑같은 음압이 재생된다. 이러한 특성이 일반적인 야외 공간에서는 큰 문제가 되지 않는데 체육관이나 울림이 많은 공연장의 경우에는 스피커의 뒤쪽으로 나가는 저음들이 다시 공간에서 반사되어 객석으로 돌아가면서 저음들이 탁하게 뭉개지는 현상이 발생하게 된다. 그래서 최근의 라인어레이 스피커들의 경향을 보면 스피커 자체에서 뒤쪽으로 방사되는 걸 억제하기 위해서 백프런트(서브우퍼를 카디오이드 패턴으로 만드는방법)로 하거나 스피커의 측면에 저음 드라이버를 따로 배치를 해서 뒤쪽으로 가는 소리들을 상쇄시키는 방법을 많이 사용하고 있다. 이렇게 하면 앞쪽의 저음은 조금 더 보강을 하면서 뒤로 가는 소리들을 상쇄시킬 수 있어 울림이 많은 공간에서는 저음의 해상도를 높일 수 있다. 

 

3. 라인어레이에서 임계거리 critical distance

: 임계거리는 음원으로부터 직접음과 반사음이 같아지는 거리를 말하는데. 라인어레이에서의 임계거리는 재생음은 음원으로부터 일정 거리까지는 선음원의 감쇠를 보이나 일정 거리 이후 점음원의 성질을 보이게 되는데 이 거리를 임계거리 critical distance라고 한다. 그리고 이 임계거리는  선음원의 길이가 길어질수록 멀어지고  음속이 느려질수록 멀어진다.

 

4. 라인어레이는 선음원인가? 점음원인가?

: 부분긍정, 부분부정

: 라인어레이는 주파수에 따라 근거리 near field 까지는 거리가 2배가 됨에 따라 3dB가 감쇄하는 선음원의 동작을 보이다가 임계거리 이후 원거리 far field 에서는 점음원과 같이 거리가 2배가 됨에 따라 6dB가 감쇄한다. 라인어레이의 길이를 길게 할수록 좀 더 먼 거리까지 선음원의 형태로 소리를 전달할 수 있게 된다. 선음원의 형태로 소리를 전달한다는 것은 3dB감쇄이기 때문에 소리의 감쇄를 적게 할 수 있다는 것이다. 그리고 주파수는 높을수록 먼거리 까지 전달이 가능하다. 

 

5. 라인어레이를 최대한 길게 하는 것이 좋은가

: 라인어레이 스피커 제조사 별로 스피커를 메달았을 때 그 하중을 견딜 수 있는 범퍼를 제작하는데 이 무게에는 한계가 있다. 그래서 큰 공연장에서 주로 공연을 하는 곳인 경우에는 제조가 만든 범퍼 보다 더 무거운 하중을 견딜 수 있는 범퍼를 자체 제작해서 사용하기도 한다. 그러면 이렇게 최대한 라인어레이 길이를 길게 해서 메인스피커를 설치한다면 관객석의 멀리까지 고른 음압을 전달 할 수 있을까? 아무리 라인어레이를 길게 설치하더라도 주파수의 특성에 따라 고음은 공기중에서 레벨이 낮아지기 때문에 어느 정도 까지의 길이만 메인 라인어레이로 커버하고 그 뒤로는 딜레이스피커를 설치하는 것이 효율적이다. 이렇게 해야 보다 선명한 고음을 객석 끝까지 보낼 수 있다.

 

6. 캐비넷 간 각도와 주파수에 따른 지향각도의 변화

: 캐비넷 간 각도가 커짐에 따라 지향각도는 넓어지게 되는데, 낮은 주파수 일수록 각도에 따른 변화 폭은 작아지며 주파수가 높아질 수록 각도에 따른 지향성의 변화는 더 민감하게 나타난다. 캐비넷 간 각도가 커짐에 따라 객석 위치에 따른 음압 레벨의 불규칙성 또한 커지게 된다. 

 

7. 라인어레이에서 캐비넷 간 각도를 왜 조절해야하는가 ? (= 라인어레이 스피커의 장점)

: 라인어레이 스피커를 이용하는 것은 먼 곳에 좀 더 높은 음압의 소리를 전달하고 가까운 곳은 조금 덜 높은 음압을 전달을 해서 먼 곳과 가까운 곳의 소리 크기의 차이를 줄여서 전체적으로 고른 음압을 재생하기 위함이다. 라인어레이 스피커의 이점은 캐비넷의 위쪽과 아래쪽에 다른 각도를 주어 객석의 먼곳과 가까운곳에 서로 다른 음압을 전달할수 있음이다. 

 

라인어레이 스피커의 캐비넷 간 각도를 벌릴 수록 중간음역대보다 고음역대에서 훨씬 더 지향성의 변화가 민감하게 나타난다. 변화가 민감하게 나타난다는 것은 지향성이 여러 방향으로 확연하게 넓어진다는 것이다. 이것은 라인어레이 스피커의 부작용이라고 볼 수 있다. 왜냐하면 각각의 스피커를 사용하기 때문에 라인어레이 스피커를 일자로 (각도 0)으로 사용하는 것이 가장 이상적인데, 거리에 따라 음압을 달리 하기 위해 각도를 틀게 되면서 지향성의 변화가 나타나고 그에 따라 캔슬이 생기기도 하기 때문이다. 

 

8. 어레이에서 직선과 곡선의 혼합

: 원거리와 근거리의 음압 편차를 줄이기 위한 방안으로 스피커 캐비넷 간의 각도를 달리하는 것이 있다. 라인어레이의 전체적인 각도가 같더라도 스피커 캐비넷 간의 각도를 서서히 달리 하는 것과 급격하게 달리 하는 것은 차이가 있는데 서서히 달리 했을 때는 전체적으로 소리 크기의 변화가 완만하게 나타난다. 레벨의 큰 변화는 음색의 변화를 가져오기 때문에 음색의 변화 없이 각도 조정하기 위해서는 각도를 서서히 달리하는 것이 좋다. 각도를 급격하게 달리 했을 때는 급격하게 레벨이 변하는 구간들이 생긴다. 레벨이 급격하게 변하면서 음색의 변화를 야기할수있다는 것을 인지하고 있어야한다. 

 

9. 라인어레이 각 캐비넷의 지향각도

라인어레이 스피커의 캐비넷 하나만 봤을 때 스피커 하나 트위터의 지향각도는 5도~10도로 굉장히 좁다. 라인어레이로 다른 스피커들과 합쳐 졌을 때 각 캐비넷을 간섭하지 않고 방사되는 음원이 선음원의 형태를 띄게 하기 위해서다.

 

10. 라인어레이 스피커 수량에 따른 주파수 특성의 변화

: 고음역의 레벨 변화는 크게 없으나 중저음역은 상대적으로 스피커 수량에 따라 레벨이 증가한다.

 

11. 온도와 습도에 따른 고음역의 변화

: 온도에 따라 크게 변화는 없으나 습도에 따라 고음역에 변화가 있다.