Passive Radiator 설계 방법 및 예시

 

 

패시브 라디에이터(Passive Radiator)를 설계하는 것은 스피커 시스템의 저역 응답을 최적화하는 데 중요한 역할을 합니다. 여기에서는 스피커 시스템의 공진 주파수(fs)가 100Hz이고, 내부 용적이 0.5L인 스피커에 패시브 라디에이터를 설계하는 방법을 설명드리겠습니다.

 

1. 패시브 라디에이터의 기본 원리

패시브 라디에이터는 일반적인 덕트형 포트의 역할을 대신하며, 주로 저주파수를 강화하고 스피커 시스템의 성능을 향상하는 데 사용됩니다. 패시브 라디에이터는 스피커 시스템의 공진 주파수를 조절하여 원하는 저역 응답을 얻을 수 있게 합니다.

2. 패시브 라디에이터 설계 과정

 

2.1. 목표 공진 주파수 설정

패시브 라디에이터의 공진 주파수(fp)를 설정해야 합니다. 일반적으로, 이 주파수는 스피커의 fs보다 약간 낮게 설정합니다. 여기서는 100Hz의 fs를 고려하여, 패시브 라디에이터의 공진 주파수를 약 70Hz로 설정할 수 있습니다.

2.2. 패시브 라디에이터의 면적과 질량 결정

패시브 라디에이터의 면적(Sd)와 질량(Mms)을 결정해야 합니다. 이 두 가지 요소는 패시브 라디에이터의 공진 주파수에 직접적인 영향을 미칩니다.

• Sd (Effective Radiating Area): 패시브 라디에이터의 면적은 드라이버의 면적과 비슷하게 설정해야 합니다. 일반적인 3인치 드라이버의 경우 약 50 cm² 정도가 됩니다.
• Mms (Moving Mass): 패시브 라디에이터의 질량은 시스템의 공진 주파수를 설정하는 데 중요합니다. 패시브 라디에이터의 공진 주파수는 다음과 같은 식으로 계산됩니다.
  
  

 

여기서 fp​는 패시브 라디에이터의 공진 주파수, Sd​는 패시브 라디에이터의 면적, c는 음속 (약 343 m/s), Vb​는 인클로저의 부피, Mms​는 패시브 라디에이터의 질량입니다.

 

2.3. 질량(Mms) 계산

우리는 목표 공진 주파수(fp)와 면적(Sd)을 알고 있습니다. 이제 질량(Mms)을 계산합니다.

 

 

따라서 패시브라디에이터의 질량은 6.08g 이어야 합니다.

 

3. 패시브 라디에이터 선택 및 설치

3.1. 패시브 라디에이터 선택

시중에는 다양한 크기와 질량을 가진 패시브 라디에이터가 있습니다. 필요한 질량(약 6.08g)에 맞는 패시브 라디에이터를 선택합니다. 만약 적절한 질량의 패시브 라디에이터를 찾기 어렵다면, 추가 질량(와셔 등)을 부착하여 원하는 질량을 맞출 수 있습니다.

3.2. 설치

패시브 라디에이터를 스피커 인클로저의 적절한 위치에 설치합니다. 일반적으로 스피커 드라이버와 같은 면에 장착하되, 가능한 스피커 드라이버와 겹치지 않도록 합니다. 이를 통해 저역 응답을 최적화하고, 스피커 시스템의 성능을 극대화할 수 있습니다.

이 과정을 통해 패시브 라디에이터를 설계하고 설치하여 저음을 강화한 스피커 시스템을 만들 수 있습니다. 필요한 경우, 추가적인 테스트와 조정을 통해 최적의 성능을 달성할 수 있습니다.