크로스 오버(Cross Over)-1

크로스오버(CrossOver) 란?

*참고 URL : 크로스오버 네트워크 - 나무위키 (namu.wiki)

              : 크로스오버(Crossover) : 네이버 블로그 (naver.com)

 

 - 크로스 오버란, 우퍼/트위터 등 스피커 유닛에 입력되는 신호를 담당하는 주파수 대역별로 나누어 주는 회로이다.

 

 - 오디오 주파수 계열 이펙터로서, 2-way 이상의 스피커 등의 시스템 구축 시 각 유닛별로 주파수를 나누어 주는 역할을 한다.

 

 - 저음 영역은 저역 통과필터(Low Pass Filter)를 통과해 서브우퍼에 연결되고, 중저음 영역은 대역 통과필터(Band Pass Filter 를 통과해 우퍼/미드레인지에 연결된다. 고음 영역은 고역 통과필터(High Pass Filter)를 통과해 트위터에 연결된다.

 

 - 크로스 오버의 종류는 패시브 크로스오버와 액티브 크로스오버, 디지털 크로스오버가 있다.

   각 종류에 대한 내용은 아래 이어서 설명하겠다.

 

 - 크로스 오버는 가청 주파수 대역인 20Hz~20kHz 사이의 특정 주파수 대역을 제거해 필요한 주파수 영역을 얻기위한 회로이며, 필요한 재생 대역을 얻고자 할 때 사용한다.

각 주파수 대역별로 상승 또는 하강하는 지점에서 교차되는 부분이 생기는데, 이때 각 주파수 대역이 만나는 지점을 크로스오버 주파수라고 한다.

 

크로스오버(Crossover)주파수

 

* 참고 내용

- 2-way 스피커는 중저역을 담당하는 우퍼(미드우퍼) 와 트위터로 구성되고, 3-way 스피커는 저역의 우퍼(서브우퍼), 중역의 미드레인지, 고역의 트위터로 구성된다.

 

- 스피커는 크게 인클로저(Enclosure), 유닛(Unit), 네트워크(Cross-Over Network) 의 3대 요소로 구성된다.

  인클로저는 스피커 박스를 의미하고, 유닛은 스피커에 달려있는 진동판 즉, 흔히 볼수 있는 스피커 단품이라고 볼 수 있다. 크로스오버 네트워크는 스피커 내부에 장착되어 있어 각 주파수 대역을 나눠 스피커에 신호를 전달해 주는 역할을 한다.

 

- 각 스피커 유닛 별 주파수 대역은 서브우퍼 : 20Hz~200Hz, 우퍼 : 40Hz~500Hz, 미드레인지 : 250Hz~10000Hz , 트위터 : 2000Hz~20kHz 정도이다. 이 외에도 전 대역을 커버하는 풀레인지 스피커도 있다.

하지만, 스피커의 재생 대역은 IEC60268-5를 기준으로 측정하기 때문에 몇 Hz 가 정해진 대역이라고 볼 수 없다.

 

  

 

패시브 크로스오버(Passive Crossover)

 

 - 패시브 크로스오버는 파워앰프의 출력 단자와 스피커 유닛 사이에 연결된다.

 

 - 앰프에서 증폭되어 나온 강한 전기신호를 나누기 때문에 하이 레벨 크로스오버(Hi-Level-Crossover)라고도 한다.

 

 - 스피커의 임피던스와 코일/콘덴서의 값에 따라 CUT-OFF 주파수가 결정되 저렴하게 사용할 수 있지만, 파워앰프에서 증폭된 신호를 분할해 사용하기 때문에 출력의 손실과 정확한 대역 구분이 어렵다는 단점이 있다.

 

 - 패시브 네트워크에서 콘덴서는 저역을 차단하고 고역을 통과하는 High Pass Filter 역할을 하기 때문에 주로 트위터로 출력되는 고음역대에 사용된다. 이때 콘덴서의 용량은 주로 "uF"단위를 사용하며, 용량이 작을수록 차단하는 주파수 대역은 높아지고, 용량이 커질수록 차단하는 주파수 대역이 낮아진다.

콘덴서는 음질적으로 가장 우수한 폴리프로필렌 필름 콘덴서가 있지만, 적은 용량과 가격이 비싸 고급 제품이 사용된다. 

 

 - 패시브 네트워크에서 코일은 콘덴서와 반대로 고역은 차단하고, 저역을 통과시키는 Low Pass Filter 역할을 하기 때문에 주로 우퍼에서 출력되는 소리를 필터링 하기 위해 사용된다.

코일의 경우에는 공심코일이 특성은 우수하나, 적은 용량이지만 부피가 커지고 비싸다는 단점이 있다.

철심코일은 일반적으로 저렴하고 부피가 작아 많이 사용하지만 음질 손상이 많다는 단점이 있다.

 

 - 패시브 네트워크에서 저항은 음압을 맞추기 위해 사용된다. 코일과 콘덴서는 필요 대역을 필터링 하는 역할을 하지만, 저항은 전 대역의 레벨을 감쇄시키는 역할을 한다.

  

패시브 크로스오버

 

 - 패시브 네트워크는 코일과 콘덴서로 구성되어 대체로 완만한 슬로프를 갖는 형태를 갖는데 기본 회로에 콘덴서와 코일을 추가로 달면 좀더 가파른 슬로프를 갖는 네트워크를 구성할 수 있다.

좌) 패시브네트워크 기본회로 , 우) 콘덴서/코일 추가 회로 (URL : http://www.libidohifi.com/)