스피커, 스피커, 헤드폰과 같은 전기 음향 장비에 자석이 필요하다는 것은 누구나 알고 있는데, 그렇다면 전기 음향 장치에서 자석은 어떤 역할을 할까요? 자석 성능은 사운드 출력 품질에 어떤 영향을 미치나요? 다양한 품질의 스피커에는 어떤 자석을 사용해야 합니까?
오늘 와서 스피커와 스피커 자석을 살펴보세요.
오디오 장치에서 소리를 만들어내는 핵심 부품은 흔히 스피커라고 불리는 스피커입니다. 스테레오이든 헤드폰이든 이 핵심 구성 요소는 필수입니다. 스피커는 전기 신호를 음향 신호로 변환하는 일종의 변환 장치입니다. 스피커의 성능은 음질에 큰 영향을 미칩니다. 스피커 자기를 이해하려면 먼저 스피커의 소리 원리부터 시작해야 합니다.
스피커는 일반적으로 T철, 자석, 보이스 코일, 다이어프램 등 여러 핵심 부품으로 구성됩니다. 우리는 도선에서 자기장이 생성되고 전류의 세기가 자기장의 세기에 영향을 미친다는 것을 알고 있습니다(자기장의 방향은 오른손 법칙을 따릅니다). 해당 자기장이 생성됩니다. 이 자기장은 스피커의 자석에 의해 생성된 자기장과 상호 작용합니다. 이 힘으로 인해 스피커 자기장의 오디오 전류 강도에 따라 보이스 코일이 진동하게 됩니다. 스피커의 다이어프램과 보이스 코일이 함께 연결됩니다. 보이스 코일과 스피커의 진동판이 함께 진동하여 주변 공기를 밀어 진동시키면 스피커에서 소리가 생성됩니다.
동일한 자석 볼륨과 동일한 보이스 코일의 경우 자석 성능은 스피커의 음질에 직접적인 영향을 미칩니다.
- 자석의 자속밀도(자기유도)B가 클수록 음막에 작용하는 추력이 강해집니다.
- 자속밀도(자기유도) B가 클수록 파워는 커지고, SPL 음압레벨(감도)도 높아집니다.
헤드폰 감도는 1mw 및 1khz의 사인파를 가리킬 때 이어폰이 방출할 수 있는 음압 수준을 나타냅니다. 음압의 단위는 dB(데시벨)로, 음압이 클수록 볼륨이 커지므로 감도가 높을수록 임피던스가 낮아져 헤드폰에서 소리를 내기가 더 쉬워집니다.
- 자속밀도(자기유도강도) B가 클수록 스피커 전체 품질계수 중 Q값이 상대적으로 낮아진다.
Q 값(qualityfactor)은 스피커 감쇠 계수의 매개변수 그룹을 나타냅니다. 여기서 Qms는 기계 시스템의 감쇠로, 스피커 구성 요소의 움직임에 따른 에너지 흡수 및 소비를 반영합니다. Qes는 전력 시스템의 댐핑이며 주로 보이스 코일 DC 저항의 전력 소비에 반영됩니다. Qts는 총 감쇠량이며, 위 둘의 관계는 Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes)입니다.
- 자속밀도(자기유도) B가 클수록 과도현상이 좋아진다.
과도는 신호에 대한 "빠른 응답"으로 이해될 수 있으며 Qms는 상대적으로 높습니다. 과도 응답이 좋은 이어폰은 신호가 오자마자 응답해야 하며, 신호가 멈추는 즉시 신호도 중지됩니다. 예를 들어, 리드에서 앙상블로의 전환은 더 큰 장면의 드럼과 교향곡에서 가장 분명합니다.
시중에 판매되는 스피커 자석에는 알루미늄 니켈 코발트, 페라이트, 네오디뮴 철 붕소의 세 가지 유형이 있습니다. 전기 음향학에 사용되는 자석은 주로 네오디뮴 자석과 페라이트입니다. 다양한 크기의 링이나 디스크 모양으로 존재합니다. NdFeB는 고급 제품에 자주 사용됩니다. 네오디뮴 자석이 생성하는 사운드는 우수한 음질, 우수한 사운드 탄력성, 우수한 사운드 성능 및 정확한 음장 위치 지정을 제공합니다. Honsen Magnetics의 우수한 성능에 힘입어 작고 가벼운 네오디뮴 철 붕소가 점차 크고 무거운 페라이트를 대체하기 시작했습니다.
알니코는 1950년대와 1960년대 스피커(트위터로 알려짐)와 같은 스피커에 사용된 최초의 자석이었습니다. 일반적으로 내장형 마그네틱 스피커로 제작됩니다(외부 마그네틱형도 가능). 단점은 전력이 작고 주파수 범위가 좁고 단단하며 부서지기 쉽고 처리가 매우 불편하다는 것입니다. 또한 코발트는 희소자원으로 알루미늄·니켈코발트의 가격이 상대적으로 높다. 비용 대비 성능 측면에서 스피커 자석에 알루미늄 니켈 코발트를 사용하는 것은 상대적으로 적습니다.
페라이트는 일반적으로 외부 자기 스피커로 만들어집니다. 페라이트 자기 성능은 상대적으로 낮으며 스피커의 구동력을 충족하려면 특정 볼륨이 필요합니다. 따라서 일반적으로 대용량 오디오 스피커에 사용됩니다. 페라이트의 장점은 저렴하고 비용 효율적이라는 것입니다. 단점은 볼륨이 크고 전력이 작으며 주파수 범위가 좁다는 것입니다.
NdFeB의 자기 특성은 AlNiCo 및 페라이트보다 훨씬 우수하며 현재 스피커, 특히 고급 스피커에 가장 많이 사용되는 자석입니다. 장점은 동일한 자속 하에서 부피가 작고 전력이 크며 주파수 범위가 넓다는 것입니다. 현재 HiFi 헤드폰은 기본적으로 이러한 자석을 사용합니다. 단점은 희토류 원소로 인해 재료 가격이 더 높다는 것입니다.
우선, 스피커가 작동하는 주변 온도를 명확히 하고, 온도에 따라 어떤 자석을 선택해야 하는지 결정해야 합니다. 자석마다 온도 저항 특성이 다르며 지원할 수 있는 최대 작동 온도도 다릅니다. 자석의 작업 환경 온도가 최대 작동 온도를 초과하면 자기 성능 감쇠 및 자기소거와 같은 현상이 발생할 수 있으며 이는 스피커의 음향 효과에 직접적인 영향을 미칩니다.
