(번역) Sennheiser HD800 파트 3: 심층 분석 #2
(전편 링크)
일러두기
- 이 글은 Rin Choi(국내명 산미천)님의 2013년 분석글로, 제가 쓴 것이 아닙니다.
- 개인적으로 쓰고 있는 HD800S 리뷰를 위해 관련 정보를 찾아보다가 영디비 회원 여러분들 중에도 관심이 있는 분이 계시지 않을까란 생각에 번역하여 올립니다.
- 번역에는 GPT-4o를 이용하였으며 일부 과도한 번역투 정도만 살짝 윤문하였습니다.
- 번역이 정확히 이루어졌는지 확실치 않은 부분(특히 하단의 Thiele-small 파라미터 표의 일부)은 부득이하게 원문을 그대로 남겨두었습니다.
- 이해가 어려우시다면, 전적으로 제 번역 검수의 탓입니다.
- 문제 시 삭제하겠습니다.
- 원문은 하단의 링크를 참조하세요.
Sennheiser HD800 파트 3: 심층 분석 #2
이전에, 유럽 특허 DE102007005620을 완전히 분석하여 Sennheiser HD800 드라이버의 이론적 개념을 논의했습니다. 드라이버는 원형 구조로 되어 있으며, 금속으로 코팅되고, 후면에 음향 통풍구가 있으며, 비반사 배플에 둘러싸여 있습니다. 이러한 모든 요소를 활용함으로써 고주파 위상 간섭, 진동, 왜곡이 최소화되며, 반사와 관련된 왜곡을 효과적으로 제어할 수 있습니다. 일반적인 분석에서는 Sennheiser의 주장을 확실히 확인할 수 있지만, 하나의 요소는 여전히 불명확합니다: 5~6 kHz에서의 피크입니다. Head-Fi 사용자인 arnaud에 따르면, 그의 FEM(유한 요소 분석) 시뮬레이션은 HD800의 비대칭 기하학이 이러한 이상 현상의 원인이라고 합니다.
위의 지향성 패턴은 내 더미 헤드, EURI에서 HD800의 위치 패턴을 나타냅니다. 피크는 모든 위치에서 나타나지만, 앞쪽(90°)에서는 약간 줄어든다는 것이 분명합니다.
(속도 v / 주파수) = 기본 모드의 파장
(340,000 mm/s) / 5,000 Hz = 68 mm
(340,000 mm/s) / 6,000 Hz = 57 mm
그리고 1/4 파장 공진의 역할을 고려할 때, 반사는 하우징에서 드라이버로부터 약 14mm에서 17mm 떨어진 지점에서 발생해야 합니다. 그러나 하우징이 음향적으로 수정되어 처리되더라도 피크는 어느 정도 여전히 존재합니다. 그렇다면 피크의 궁극적인 원인은 무엇일까요? 그 원인이 중앙의 구멍에서 비롯된 것일 가능성이 있을까요?
링 라디에이터 트랜스듀서 시뮬레이션
중앙 구멍의 효과를 알아내기 위해 Kobitone 25CE500-RO 드라이버를 사용하여 실험을 진행했습니다. 아래는 그 데이터 시트입니다.
주파수 응답
10mm 거리에 배치된 보정 자유음장 마이크
먼저 진동판 중앙에 구멍이 생기면 콘의 운동 분열이 사라집니다. 그 결과로 주파수 응답의 변화가 위와 같이 나타납니다. 대역폭은 변하지 않지만, 고주파 공진은 아래쪽으로 이동합니다. 그리고 익숙한 패턴이 분명히 나타납니다.
기존 상태 대비 상대적 차이
임피던스
기계적 공진은 상당히 증가했으며, 상향 이동이 일어났습니다.
Thiele-Small 파라미터
기존 상태 | 라디에이터 | ||
DC R | Res (Ω) | 550 | 550 |
자유 공기 공진 | Fs (Hz) | 121.01 | 139.4 |
코일의 L | Le (uH) | 2342.59 | 2255.72 |
L due to ind coupl of eddy current | L2 (uH) | 3427.82 | 1952.33 |
R due to eddy currents | R2 (Ω) | 44.08 | 52.11 |
전체 Q | Qts | 0.62 | 1.09 |
전기적 Q | Qes | 2.19 | 1.89 |
기계적 Q | Qms | 0.87 | 2.58 |
유효 질량 | Mms (g) | 0.18 | 0.12 |
드라이버 손실의 기계적 R | Rms (kg/s) | 0.16 | 0.04 |
순응성 | Cms (m/N) | 0.0096 | 0.011 |
상응하는 공기 볼륨 | Vas (liters) | 2.13 | 2.45 |
콘의 유효 면적 | Sd (cm^2) | 12.57 | 12.57 |
자력계수 | Bl (Tm) | 5.76 | 5.33 |
참조 효율 | ETA (%) | 0.17 | 0.34 |
2.83V에서 1미터 거리의 음압 레벨 |
Lp(2.83V/1m) (dB) | 66.1 | 69.27 |
Dr. Wolfgang Klippel에 따르면, 마이크로스피커의 비선형 왜곡의 주요 원인은 기계적 및 음향적 손실입니다. 따라서 이 분석에서 가장 중요한 파라미터는 Bl, Cms, Rms입니다. 서스펜션의 순응성과 기계적 저항은 확실히 개선되었으며, 자력계수는 약간 감소했습니다.
총 고조파 왜곡
흥미롭게도, 전체적인 고조파 왜곡 수치는 증가했지만, 인간의 청각이 가장 민감한 3~4 kHz 대역에서의 왜곡은 감소했습니다.
지향성 지수
0도 측정 데이터 기준
링 드라이버는 돔보다 음파를 더 균일하게 방사하기 때문에, 그 지각적 효과가 주관적으로 평가되지 않았더라도, 링 드라이버의 공간 분포는 정전식 드라이버와 더 유사할 것으로 예상할 수 있습니다.
귓바퀴(concha)의 역할
드라이버의 전기 음향적 특성 외에도 신체 부위의 물리 음향적 특성을 살펴보는 것이 중요합니다. 자연적으로 귓바퀴는 자체의 캐비티 부피로 인한 헬름홀츠 공명 때문에 5~6 kHz에서 입력 신호를 최대 10 dB까지 증폭시킵니다.
그리고 물론, 입력 신호가 그러한 주파수 범위에서 피크를 갖는다면, HD800의 경우처럼 그 결과는 더욱 증폭될 수 있습니다.
결론
Kobitone 유닛의 중앙에 구멍을 뚫어 링 라디에이터 드라이버를 시뮬레이션함으로써 그 전기 음향적 효과를 예측할 수 있었습니다. 따라서 Sennheiser HD800의 5~6 kHz에서의 피크는 다음과 같은 원인에서 비롯된다고 추정할 수 있습니다:
1. 공진하는 하우징
2. 중앙 구멍으로 인한 공진 이동
3. 귓바퀴 공명
전체적인 사운드 특성은 수정으로 변경될 수 있지만, 피크를 완전히 제거하는 것은 사실상 불가능합니다.
(Sennheiser의 공식 주파수 응답 데이터와 기존 HATS 측정 데이터 간의 편차는 다음 항목에서 논의될 예정이며, Gennadiy가 곧 Sennheiser로부터 주파수 응답 차트를 받을 예정입니다.)
(역자 주: 아래의 글도 참고하면 좋습니다.)