헤드폰 이야기 원문 (편집전)

유리창 밖에서 난 소리가 유리창이라는 다른 매질을 통해서 유리창 안쪽에 있는 사람에게 유리창이라는 다른 매질의 진동을 통해서 전달 될 때

유리창은 그 밖에서 소리를 낸 본래의 물체와는 그 물성 자체가 다른 물질이고 별도의 고유 주파수를 가지고 있음에도

바로 그 별도의 다른 진동 즉 고유 주파수의 생성을 억제할 수 있거나 실제로 억제되는 상황에서는 유리창이라는 또 다른 매질에 의한 진동이 원음을 전달하는것이 가능하며 그것이 드라이버 유닛이 소리를 내는(정확히 말하자면 내부손실도에 의해 고유주파수 생성이 억제된 상황에서 입력된 신호의 진동만을 발생 시키는것)것의 정확한 원리이다.

 

모든 고성능 스피커 또는 리시버(헤드폰등속) 에 적용된 모든 드라이버 유닛(실제로 진동하는 물체) 은 강력한 내부손실도가 적용된 물질이며

오디오와스피커의 임피던스 매칭에서 높은 댐핑팩터의 비율은 이러한 드라이버유닛의 제진성의 본래가진 의미와 실제 작용을 실제적인 전기적인 힘으로써 한결 더 완벽하게 할 수 있도록 도와준다.

(모든 입력되지 않은 진동. 그 자체를 완벽하게 억제하는것이다.)

이때 높은 댐핌팩터의 비율은(그러니까 스피커의 임피던스 즉 입력 임피던스에 비해서 오디오기기가 신호를 발생시키는 출력부의 임피던스가 도리어 한참 낮은 상황 에서는- 이때 임피던스란 직류전류에서의 저항을 말하는데 말하자면 스피커에서 발생하는 전류가 출력부쪽으로 보다 더 잘 흐를 수있도록하고 반대로 출력부에서 스피커방향으로는 전류가 흐르기가 도리어 어렵게 만드는것이다.) 스피커의 작동시 발생하는 반발력 즉 스피커의 동작으로 발생하는 역 기전력을 매우 효과적으로 억제하는것이 오히려 가능한데(스피커에서 발생한 전류를 전원부 쪽으로 흐르도록 유도함으로써)

이런 상황에서 드라이버 유닛이 소리를 내기 위해서는 대단히 강력한 전기적 힘과 동시에 스피커가 실제로 정해진 음량의 크기의 소리를 내기에 충분한 진폭으로 진동시킬수 있는 전류의 양을 정확하게 맞추어 주어야만 하기 때문이다.

즉 단 한번에 필요한 힘과 감도 만큼만 임팩트있게 출력하는 것이다.

이때 힘은 게인 조정을 통해서 얻고 전류의 양은 음압감도 혹은 이를 바탕으로 임피던스매칭에서 변화하는 게인과 그 비율을 공학적으로 알맞게 설계한 입력 감도를 조정하여 음량의 비율을 조정하게 된다.

 

이렇게 역 기전력에 의한 추가의 전기신호에의한 노이즈가 완벽하게 억제된 상황 하에서 실제적인 드라이버유닛의 내부손실도가 비로소 빛을 발하는데

 

말했다시피 유리창은 사람의 목소리나 드럼과는 물성이 다름에도 불구하고 그것이 원음을 생성하기 위해서는 오로지 입력된 전기신호에 의한 진동 주파수 이외의 다른 그어떤 진동주파수의 생성 그 일체를 완벽하게 억제할 수 있는 고유의 물성을 드라이버유닛에 사용된 재질이 갖추어야하는것이다.

 

요즘 단일 재질에 의한 고유진동주파수 생성 억제 기술은 거의 한계에 달했고

 

소니와 파나소닉등에서는 복합재질에의한 내부손실도 억제기술등을 개발한지가 대략 수년 정도 되었다.

 

물론 오디오 자체가 대단히 훌륭한경우

 

반드시 드라이버유닛의 내부손실도가 전체 주파수 대역에서 반드시 완벽할 필요성이 그리 크지는 않지만

 

모든 주파수 대역에서 고유주파수 생성을 완벽하게 억제하려면 서로 다른 물성을 가지는 두가지 이상의 재질을 겹쳐서 드라이버 유닛을 만드는 방법이 보다 더 효과적인 방법임은 주지의 사실이다.

 

소니측에서는 MDR-1A 에 사용된적 있는 진공증착 알루미늄 드라이버 유닛과 MDR-1RBT MK2 에 사용된 적 있는 액정 폴리머 재질을 서로 포개어 제작한 드라이버 유닛을 MDR-Z7 M1 모델에 적용시켜 출시한 바가 있다.

 

원리는 이러하다.

 

각기 서로 다른 고유한 진동주파수 생성조건을 가지는 두 가지의 서로 다른 물질 두개를 공학적으로 필요한 두께를 계산하여 서로 포개어두는 것이다.

이를테면 쇠를 치면 쇳소리가 나고 나무를 치면 나무 특유의 소리가 나게 되는데 이것이 모두 물질이 가진 고유 주파수이다(고유주파수 생성 조건)

이 두 물질을 일정의 두께의 비율로 서로 포개어둘경우 쇳소리는 나무가 완벽하게 흡수하게 되고 나무소리는 쇠가 흡수하게 되는 그런 방식인 것이다.

 

물론 이렇게 겹쳐둔 두 물질의 조합도 그것이 하나의 물질로써 즉 고체의 형태로써 세상에 존재하기 위해서는

어떤 특유의 고유 주파수를 가질 수밖에 없다.

 

한마디로 때려서 특유의 소리가 나지 않는 물질은 없다는 말이다.

(설혹 스폰지라고 해도 우그러트리거나 꾹꾹 눌러대면 특유의 소리가 반드시 나게 되어있으므로)

 

하지만 위와같이 두가지의 서로다른 물질을 서로의 고유주파수 생성조건을 완벽하게 상쇄시킬수있게 공학적으로 면밀히 계산된 두께 비율로 접합시킬경우

 

그 특유의 고유 주파수가 특정 주파수 대역에 편중되지 않고

전 주파수 대역으로 넓고 고르게 분산되어 이를 드라이버 유닛에 적용할 경우 현존하는 기술력으로는 가장 원음사운드에 근접하는 사운드가 생성되는 것이다.

 

다만 필자의 소견으로는 이와같은 방식이 아닌

 

단 한장의 특수 화합물 제작 방식이 보다 더 우수한 사운드 특성의 개발이 가능할것으로 보인다.

 

왜냐하면 물질의 고유사운드 특성 즉 고유 진동주파수 생성의 억제는 접합 보다는 합성 또는 합금과 같은 분자구조단위의 조합과 결정구조의 변화쪽이 보다 더 유리한 방법이기 때문이다.

 

또한 복합재질 드라이버 유닛은 그 자체의 구조적 문제로 인하여서 내구성의 문제가 있기 때문에(두장 이상의 서로 다른 물질을 '접합' 한 상태에서 반 영구적인 진동응력을 반드시 버텨야하는데 그게 어지간한 특수한 조건하의 실험이 아니라면 가능할리가 없기 때문이다.) 결국 이런 방식은 대형 스피커일 경우 비교적 구경이 작은 미드레인지 트랜듀서나 헤드폰처럼 진폭이 작은 유닛의 경우 도리어 드라이버유닛 자체의 두께와 -두장이 겹쳐진 두께- 그 두께의 드라이버유닛을 원활하게 작동시키기에에 충분한 전기적 힘 때문에라도( MDR-Z7 M1 처럼 무려70mm 크기의 대구경 드라이버유닛이 적용된 특수한 경우 정도에 필요해보이며

 

대형의 우퍼에서는 순수 금속재질(합금과 열처리를 통한 결정구조 변화 방식)이 아니라면 내구성이 버텨주기가 대단히 힘들것이라는것이 필자의 소견이다.

 

다만 파나소닉에서도

 

기존 드라이버 유닛에 테플론 코팅을 적용하는 기법으로 위와 비슷한 드라이버 유닛을 보다 저렴한 가격대에 제작하여 헤드폰으로 출시한 바 있다.