Sound Story/Design Passive Radiator

🎯 PR(패시브라디에이터) 공진 주파수(F₀) 설정 기준

톤King 2025. 4. 12. 19:04
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Passive Radiator의 공진 주파수는, 말 그대로 PR이 가장 효율적으로 움직이는 주파수입니다. 이 주파수를 어떻게 설정하느냐에 따라 저음의 깊이, 양감, 응답성이 크게 달라집니다.

기준 원칙

  • PR 공진 주파수(F₀)는 우퍼의 롤오프 주파수보다 1옥타브 아래가 이상적입니다.
예시 설명
우퍼 응답이 150Hz에서 급격히 감쇠됨 PR F₀는 약 75Hz 정도로 설정
우퍼 응답이 120Hz까지 유지됨 PR F₀는 60~70Hz 사이로 설정

✅ 이유

  • PR이 우퍼의 저역 손실을 보강하는 구조이므로, 우퍼의 급격한 감소점 아래에서 보강되도록 설계해야 자연스럽고 위화감 없는 저음을 만들 수 있습니다.
  • 너무 높은 F₀ → 중저역이 뿔뿔이 갈라짐 (부스트 효과 미미)
  • 너무 낮은 F₀ → 느리고 답답한 저음 (또는 PR이 제대로 움직이지 않음)

📏 2. PR 공진 주파수 계산 방법

공식은 다음과 같습니다.

 

F₀ = (1 / 2π) × √(K / M)

  • K: 공기의 스프링 상수 (인클로저의 탄성 계수, Vb에 반비례)
  • M: PR의 진동 질량 (다이어프램 + 추 + 고무 엣지 포함)

하지만 실전에서는 다음과 같이 튜닝합니다:

  • 무게가 무거울수록 → F₀가 낮아짐
  • PR에 추를 부착하거나 제거하면서 FFT 측정으로 실제 공진점 확인

🔊 3. 드라이버(스피커 유닛)의 Fs 선택 기준

✅ Fs란?

  • 드라이버 자체가 가장 자유롭게 진동할 수 있는 자체 공진 주파수
  • 보통 저역 성능은 이 Fs가 낮을수록 좋습니다

✅ 어떤 Fs를 선택해야 할까?

제품 용도 추천 Fs 범위설명
소형 포터블 스피커 80~120Hz 작지만 최대한 저역 구현 가능
중형 블루투스 스피커 50~80Hz 무게/전력 대비 저음이 강조됨
대형 홈오디오 30~50Hz 이하 진짜 서브우퍼급 저음 구현 가능

⚠️ 주의사항

  • Fs가 낮다고 무조건 좋은 것은 아님.
    • Fs↓ → 더 큰 진폭 필요 → 엑스커션(Xmax) 확보 필수
    • Fs 낮은 드라이버는 보통 비싸고 크고 전력 소모 큼
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💡 종합 전략

  1. 드라이버 Fs 선택
    • 가능한 한 저역이 필요한 수준보다 약간 낮은 Fs 선택
    • 예: 원하는 저역 범위가 100Hz 까지라면 → Fs는 70~90Hz
  2. PR F₀ 설정
    • 드라이버 감쇠점보다 1옥타브 아래로 설정
    • 예: 감쇠점 120Hz → PR 공진 주파수는 약 60Hz로 조절
  3. 질량 조절 및 FFT 측정
    • 추 무게 추가/제거 → FFT 측정 반복 → 최적값 찾기


📌 실전 예시

"내 스피커 드라이버가 Fs 90Hz이고, 응답은 140Hz부터 감쇠되기 시작한다."
→ PR의 F₀는 약 70Hz로 설정.
→ PR 무게는 약 15~20g 부착 후 FFT 확인.
→ 리미터와 Xmax 고려해 최종 조정.

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