Crossover 음향 크로스오버 정확하게 알아보자!

 

 

 

 

안녕하세요 Engineer_Ethan 입니다.

 

오늘은 음향이론 중에서 크로스오버(Crossover)에 대해 말씀드리겠습니다.

 

 

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1. 스피커 내부 구성에 따른 Way 

 

일단 크로스오버라는 것을 이해하기 전에 스피커의 내부 구조를 이해할 필요가 있습니다. 일단 일단 스피커는 무조건 하나 이상의 출력되는 구멍을 통해 스피커를 조합하여 스피커 시스템을 만드는데, way 란 스피커에서 소리가 나오는 구멍 개수를 말합니다.

 

이렇게 설명을 드리면 많이 어려우실까 봐 예를 들어 설명을 드리겠습니다. 스피커는 구멍마다 전체적으로 똑같은 소리가 아닌 한쪽에서는 저음부 한쪽에서는 고음부 이렇게 나뉘어서 나오게 되는데, 이렇게 고음부와 저음부가 나뉘어 있는 2개의 출력되는 구멍을 2-way라고 합니다. 이렇게 부위별 나뉜 것을 way라고 합니다. 그래서 각 way 별 스피커의 스피커 내부 구성은 다음과 같습니다.

 

• 1-way 스피커 : 풀 레인지 스피커
  

 

• 2-way 스피커 : 고음 + 저음
  

 

 

• 3-way 스피커 : 고음 + 중음 + 저음

 

 

 

• 4-way 스피커 : 고음 + 중음 + 저음 + 서브우퍼

 

 

 

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2. 크로스오버

 

위 설명처럼 각 웨이 별 스피커 중 2-way 스피커 이상부터는 하나의 신호를 각각 신호에 맞게 주파수를 꼭 분배해주는 작업이 필요한데, 이 작업이 크로스오버(Crossover)라고 합니다. 스피커에 크로스오버가 필수로 필요한 이유로는 저음역과 고음역은 설계 자체가 달라서 분배해주지 않으면 이상한 소리가 나올 수 있기 때문입니다.

 

 

예시) KRK VXT6 스피커

스피커의 내부구조 중 저음역대의 스피커 유닛은 크고 공기 순환이 잘 돼야 하는 덕트 구멍이 있어야 하고, 저음의 진동을 버틸 수 있도록 탄력 있게 설계가 돼야 하며, 고음역대의 스피커 유닛은 작고 가볍게 설계해서 유닛이 빠르게 움직일 수 있도록 설계가 되어야 합니다. 또한 그 소리에 맞게 각 고음 유닛, 저음 유닛에 적절한 주파수 영역이 있기에 하나의 전기 신호를 두 개로 출력하기 위해서는 분배가 필요합니다.

 

그래서 그 저음역과 고음역이 크로스가 되는 주파수 대역은 겹치게 되면서 소리가 오버가 날 수 있기에 그 소리가 겹치는 부분을 -6dB, -12dB 등 상황에 따라 줄여서 고음역과 저음역에 더욱 깔끔한 신호를 보내어 소리를 좋게 들을 수 있도록 설계가 된 거죠.

 

이 크로스오버를 안 해줄 경우 소리가 중첩되어 더욱 안 좋은 소리가 출력될 가능성이 높기에 스피커의 설계가 들어갈 때에는 기본적으로 크로스오버가 필수라고 보시면 됩니다. 크로스오버가 되는 부분은 각 제조사나 스피커 특성에 따라 다 다를 수 있어서 항상 제품의 설명서를 필수로 읽어보셔야 합니다.

 

 

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3. 패시브 크로스오버

 

패시브 스피커의 경우 스피커 내부에서 이뤄지는데, 주로 XLR 라인을 통한 라인 신호 레벨이 아닌, 스피커 케이블을 통한 고출력 전기 신호를 받아 크로스오버를 하기 때문에 다른 말로는 하이 레벨 크로스오버라고도 합니다. 그만큼 많은 스피커를 스피커 케이블을 통해 크로스오버를 처리하기 때문에 설치하는 부분에 대해선 더욱 간편하다고 볼 수 있습니다.

 

하지만 액티브 크로스오버에 비해 정확하면서 세밀한 크로스오버 컨트롤을 기대할 수 없어서, 스피커를 제 값의 소리를 내기 위해 필수로 동일한 제조사의 동일한 라인업 스피커를 구매하셔서 설치하시는 것을 추천드립니다.

 

 

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4. 액티브 크로스오버

 

 

 

액티브 크로스오버는 믹서에서 XLR 라인 신호를 받아 각 주파수 음역대로 분리하여 보내줍니다. 보통 XLR 라인으로 들어오는 신호는 낮은 레벨 처리되어 로우 레벨 크로스오버라고도 불립니다. 또한 액티브 크로스오버는 각 주파수 음역을 분리해서 음압 레벨을 조절할 수 있는 장점이 있기도 하고, 소리 튜닝을 위해 사용하는 경우가 많아서 스피커가 가지고 있는 특성을 최대한 끌어내 주기 위해 사용되는 제품 중 하나입니다. 그만큼 정말 많은 시간과 함께 전문적인 튜닝을 하기 위해 많은 노력을 해야하하기도 하죠.

 

 

액티브 크로스오버

 

또한 액티브 크로스오버의 경우 낮은 신호로 들어오는 만큼 별도의 파워앰프를 필수로 사용하는 경우가 많고, 대부분 앰프가 내장된 액티브 스피커를 많이 사용하는 편이기도 합니다.

 

요즘에 나오는 컬럼 스피커나 액티브 스피커 중에서 18인치 서브우퍼와 12인치, 15인치 액티브 스피커가 라인업으로 있는 기기들 중 XLR케이블을 통해 라인을 링크 연결 해준 후 스피커에 장착된 프로그램을 사용하여 현장 세팅에 따라 설정 값을 설정해줄 수 있고,  별도의 액티브 크로스오버가 없이 내장된 프로그램의 설정으로 크로스오버를 해주는 기능들이 많이 있습니다.

 

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5. 이 글을 마치며

 

요즘에는 제조사 별로 스피커 라인업 별로 각자 스피커 크로스오버가 다르기도 하고, 다양한 브랜드에서 다양한 스피커와 파워앰프가 나오면서, 스피커 매니지먼트 시스템이나 디지털 앰프에 저장된 제조사 별, 스피커 별 특성에 맞게 손쉽게 크로스오버를 설정하여 운영하는 경우도 있습니다.

 

또한 이렇게 일자로 된 컬럼 스피커들 중에서는 액티브 스피커가 많지만 저음과 고음을 나누는 건 패시브로 나누고 신호는 XLR 케이블로 가는 패시브와 액티브를 혼용해 크로스오버를 할 수 있게 설계된 스피커도 있습니다. 그래서 사용하시고자 하는 스피커의 구성, 스피커의 특성을 파악하여 더욱 정확하고 좋은 소리를 낼 수 있도록 설계를 하는 것이 매우 중요합니다.

 

크로스오버가 필요하여 제품을 구매하게 될 경우 2채널부터 4채널까지 다양하게 크로스오버를 할 수 있도록 설정할 수 있는 기기들이 많을 텐데, 위에 적어드린 '스피커 내부 구성 별 way'를 참고하셔서 그 스피커에 맞는 크로스오버를 구매해서 사용하시는 것을 추천드립니다.

* 예를 들어 2-way speaker의 경우 2ch 크로스오버를 사용하시는 것을 추천드립니다. *