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스피커 선에 대한 연구 (1) - Re R

by 한계남 posted Jul 22, 2003
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우리가 시스템을 구성할때 스피커 선의 선택이 쉽지 않습니다....전기선, 몬스터,웨스턴,MIT 등등...또 가는것에서 부터 어린아이 팔뚝 굵기 만한 것까지....값도 미터당 2000원에서 10만원까지 다양합니다.

샾에가면 무조건 비싼게 좋다는데 과연 그런지 다음을 읽어 보시기 바랍니다.

Roger Russell은 매킨토시 연구소의 음향 연구담당 이사였으며 매킨토시 스피커의 창시자입니다.
이 정도 이력이면 믿을만 한데 글쎄요...........한번 읽어보시죠..
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서론

몇 년간 스피커 시스템을 연결하는 와이어는 라인 코드 현태로 되어 왔다. 이 연결이 길어질수록 더 두꺼운 와이어가 사용되어 왔다. 뭐 특별한 스피커 선은 없었고 단순한 구리 단선이나 여러 개가 감긴 것에 불과하였다.요즈음  아주 비싼 하이테크를 적용한  비싼 케이블의 효용성 문제가 대두되고 있다.

스피커 서킷의 저항은 스피커 성능을 가늠하는 중요 요소가 된다.이 서킷은 앰프의 터미날과 스피커 터미날을 연결하는 것과 앰프의 내부 임피던스, 스피커 내부의 임피던스가 포함된 것이다. 그리고 앰프와 스피커의 접속 저항도 포함되게 된다.

깨끗한 단자 및 성능 좋은 앰프의 내부 저항은 보통은 작다. 따라서 남은 변수는 스피커 시스템의 저항과 케이블의 저항뿐이다.

보통 8옴 저항을 갖는 스피커의 DC 저항은 7옴정도이다. 이 저항 값은 우퍼 보이스코일의 와이어에 의한 것이다. 보통 8옴 우퍼에서 4개 층으로 된  보이스코일의 길이가 28게이지 구리선의 길이가 36미터에 이르는 것을 알면 보통 사람은 놀랄 것이다. 이 선이 스피커에 있는 선의 모두이며 앰프와 스피커 시스템을 연결하는 선의 길이보다 훨씬 길게 된다. 중역이라 해도 33게이지9미터 트위터는 35게이지의 6미터에 이르게 된다.

와이어 테이블

XR5 부터 시작하여 나는 스피커 매뉴얼에 4 , 8옴 스피커 사용에 따른 선의 길이를 나타내는 차트를 넣게 되었다. 여기서는 2옴과 6옴을 추가한다. 이것은 시스템의 임피던스에서 5%를 넘지 않는 저항을 갖는 선을 기준으로 한 것이며 한쪽 채널에 두가닥을 기준으로 한것이다.

Maximum Wire Lengths For TWO CONDUCTOR Copper Wire

Wire Size              2 ohm load   4 ohm load   6 ohm load  8 ohm load

22 AWG              3 feet max    6 feet max    9 feet max   12 feet max
20 AWG              5 feet max    10 feet max   15 feet max  20 feet max
18 AWG              8 feet max    15 feet max   23 feet max  30 feet max
16 AWG             12 feet max    25 feet max   37 feet max  50 feet max
14 AWG              20 feet max   40 feet max        ----------        ----------
12 AWG              31 feet max        ----------        ----------        ----------
10 AWG              50 feet max        ----------        ----------        ----------

예를 들어 8옴 스피커에서 18게이지를 쓰면 7.5미터 가지 사용이 가능하고 9미터가 넘으면 16게이지를 써야 하며 15미터가 보통의 구리선을 쓰는 최대 거리가 될 것이다.

스피커 임피던스의 5%이내의 저항값을 가지는 선은 작동을 잘 할 것이며  보통 적당하다고 할 수 있다. 10%이내의 저항 값을 갖는 스피커 선도 어떤 시스템에서는 그런대로 쓸만하다.

케이블의 저항이 너무 클 경우

저항이 어무 크면 어떤 일이 발생할까? 첫째로 파워의 손실이 있어 스피커가 크게 울리지 않을 것이다. 더 중요한 것은 스피커 저항이 올라감에 따라 전체 저항이 올라가면 앰프는 전류를 제공하는 소스로 느껴지게 된다.이 말은 스피커 주파수 반응이 임피던스 커브에 따라 올라가고 내려가고 하게 된다는 것이다.

대부분의 스피커 저항은 주파수에 따라 일정한 형태를 지니지 않는다. 8옴 스피커는 몇 개의 어떤 주파수 대에서만 8옴을 나타내게 된다. 그 나머지는 몇 차례 이 값을 넘거나 내려가게 된다.

줄의 저항이 올라감에 따라 스피커 저항에 비하여 매우 중요하게 된다.이 것은 첫째로 적은 임피던스 값의 영역에 영향을 미칠 것이고 궁극적으로는 귀로 감지가 될 것이다. 주파수에 대하여 임피던스 변화가 적고 공칭 임피던스 밑으로 내려가지 않는 스피커라면 스피커 선의 높은 저항값에 잘 견딜 것이다. 그 반대의 경우는 더 잘 감지가 될 것이다.
만일 주파수에 대하여 일정한 임피던스를 갖는다면 오로지 출력만 저하가 될 것이다.

저항이 너무 적은 경우

이 테이블에 나와 있는 게이지 보다 더 굵은 것을 사용하면 어떻게 될까? 청감상 향상은 없고 값만 비싸 질것이다. 반대의 경우는 절약할 수는 있으나 후에 적은 임피던스 스피커를 사용할 때 더 두꺼운 케이블로 바꾸어야 할 것이다.단심 구리선은 복심 와이어보다 덜 비싼데 두꺼운 단심은 작업하기 힘들고 앰프와 스피커 터미날에 연결 할 시 특별한 커넥터를 필요로 할 지도 모른다.

무산소동 선은 어떨까?

차이를 나타내는 것은 동선안에 산소가 없다는 것이 아니다. 산소를 없앨 때 저항 값을 높이는 불순물도 없어지게 된다. 보통의 구리선과 무산소동 간의 저항의 차이는 너무 적어 스피커 연결시 무시해도 된다.그리고 값도 비싸게 된다.

은선은 어떤가?

은선은 같은 게이지의 동선에 비하여 적은 저항 값을 갖는다.같은 저항값을 갖는 적은 크기의 은선을 사용 할 수 있다..그러나 이도 또한 값이 비싸진다.

15미터보다 길면 어떻게 되나?

케이블 길이에 따른 저하 뿐만이 아니라 와이어의 사이즈에 상관없이 콘덴서와 인덕턴스의 요소로 작용하는 중요한 문제가 된다. 10-20KHz 구간은 작은 양만큼 영향을 받는다. 그렇다면 이 차이를 왜 못 듣는 것일까? 여기에는 두가지 이유가 있다. 이 두가지는 우리의 청각 능력과 관계가 있다.
1994년 Audio지에 “스피커 케이블:  측정 Vs 청력 데이터”라는 기사가 실렸는데 16.5KHz 대역에서 감지 할 수 있는 차이는 평균 3.05db 이다 라고 밝혔으며 또한 그는 다음과 같이 기술 하였다.
“어떤 주어진 레벨에서 감지 할 수 있는 차이는 10KHz 이하의 음악 소리의 마스킹 에펙트에 의한 아주 큰 차이에 의하여 증가가게 된다” 이 결과는 20KHz 까지 들을 수 있는 20-24세 사람들을 대상으로 한 결과이다. 아마 최상의 청력을 갖고 있는 사람일 것이다.

하지만 우리의 나이가 들어감에 따라 청력은 급속히 감소한다.35세의 남자가 들을 수 있는 능력은 15세이 비하여 8000Hz에서 11db 차이가 나고 여자인 경우는 단지 5db 차이가 난다. 우리의 청력은 20KHz 한참 밑인 것이다.

이러한 이유로 우리는 10-20KHz 구역의 차이를 케이블이 15미터가 넘어도 못 느끼는 것이다. 케이블의 저항이 낮으면 더 길어도 어떤 이에게는 감지가 안 될 것이다.

고든 가우의 리스닝 테스트

나는 잡지 등에서 스피커 케이블에 관한 여러 가지 기사를 읽었다. 어떤 엔지니어는 선간에는 차이가 있다는 결론을 내리기 위하여 자신들의 전문적 기술들을 적용하기도 하였다.
몇몇 저자들은 전체 페이지를 측정하는데 할애를 하였으나 어떠한 청취 테스트를 했는지도 어떤 차이가 있다는 발표도 하지 않았다.어떤 측정을 했던 간에 최종 테스트는 차이를 느
끼느냐 않느냐 하는 것이다. 이 테스트는 당신이 어떤 스피커 선을 사용하는지 모르고 또 선을 변경할 때 지연 동작이 없는 상태라면 밝힐 수 있을 것이다.

1980년 초에 특별한 스피커 선들이 시장에 나오게 되었다. 어떤 선들은 믿을 수 없는 성능등을 주장하였고 값도 상당히 비쌌다. 스피커 선에서 저항값이 가장 큰 변수라는 것을 알고 매킨토시 연구소의 소장인  Gorden Gow는 이러한 비싼 선과 보통 선간에 차이가 없다는 것을 보여주는 실험을 하였다

그는 몬스터 케이블을 공격하기 위하여 프레젠테이션을 실시 하였다. 비교에서는 15미터의
케이블이 사용되었다. 장치에는 매스터 콘트롤 릴레이 박스와 두개의 슬레이브 릴레이 박스가 사용되었다. 3개의 셀렉터가 있어 3개의 줄을 비교 할 수 있게 하였다.

하나는 라인 코드, 두개는 일반 회사 제품이었다. 8옴 스피커를 사용하였으며 두 회사 제품은 라인 코드보다도 더 무거운 제품이었다. 각각의 슬레이브 박스는 각각의 스피커를 물리고 있었다.연결은 한 개의 스피커 선이 한번에 앰프와 스피커를 같이 연결 할 수 있게끔 하였다. 어떠한 다른 장치도 없었으며 릴레이 저항은 0.1옴 이하였다.

이 테스트는 그가 옳았다는 것을 증명 하였다.나는 그때 테스트에 참가를 하였는데 몇개의 8옴 스피커 시스템을 사용했음에도 불구하고 어떤 차이를 느끼지 못하였다.
그러나 어떤 4옴의 스피커를 사용했을 때 라인 코드로 전환을 하였는데 차이점이 들렸다.
이 스피커는 어떤 특정 주파수에서는 2.6옴 이하로 다른 주파수에서는 3옴으로 떨어진 것이었다.

이 실험으로 증명된 것은 적은 옴수로 작동하는 시스템에서 선이 너무 얇으면 차이점을 들을 수 있다는 것이다. 이러한 저 임피던스 스피커는 두꺼운 선을 요하게 된다. 전의 얇은 라인코드를 두꺼운 라인코드로 바꾸니 차이점이 들리지 않았다.

보통 한 시스템은 지정된 임피던스의 20%이하에서도 작동을 한다. 비록 많은 수의 스피커 시스템이 이 범위 안에 있지만 어떤 시스템은 이 수치 이하로 떨어지게 된다.
만약 의심이 가면 메이커에 최저 작동 임피던스를 물어봐 적당한 선을 구입하면 된다.

매킨토시 앰프의  8옴 시스템에서 최저 임피던스 한계는 6.4옴으로 설계되었다. 와이어 선택 도표는 이 생각하에서 한 것이며 또 한가지 이유는 8옴 스피커 단자는 4옴으로 연결치 않고도 6.4옴 정도의 낮은 임피던스로 안전하게 구동 할 수 있다는 것이다.  ---- 계속