파워드 스피커

파워드 스피커(powered speaker), 일명 자체 구동 스피커(self-powered speaker) 또는 액티브 스피커(active speaker)는 앰프가 내장된 스피커이다. 파워드 스피커는 다양한 환경에서 사용된다. 예를 들어, 사운드 보강 시스템 (라이브 음악 콘서트에서 사용)에서는 청중을 향한 메인 스피커와 연주자를 향한 모니터 스피커로 사용된다. 또한 댄스 이벤트 및 레이브에서 공연하는 DJ들이 사용하며, 개인 가정에서 하이파이 또는 홈 시어터 오디오 시스템의 일부로, 그리고 컴퓨터 스피커로도 사용된다. 외부 앰프 없이 오디오 믹서 또는 기타 저수준 오디오 신호 소스에 직접 연결할 수 있다. 사운드 보강 시스템용으로 설계된 일부 액티브 스피커에는 온보드 오디오 믹서와 마이크로폰 프리앰프가 내장되어 있어 마이크를 스피커에 직접 연결할 수 있다.

액티브 풀레인지 스피커

액티브 스피커는 몇 가지 장점이 있는데, 가장 분명한 것은 작고 간단하다는 것이다. 또한 앰프는 스피커의 최적 요구 사항에 가깝게 설계될 수 있으며, 스피커 설계자는 수동 크로스오버를 포함할 필요가 없어 생산 비용과 음질을 줄일 수 있다. 일부는 구성 요소 간의 거리가 짧아 외부 간섭을 줄이고 충실도를 높일 수 있다고 주장하지만, 이는 매우 의심스러우며 반대 주장도 가능하다. 단점으로는 더 무거운 스피커 인클로저; 내부의 액티브 전자 부품으로 인한 신뢰성 저하; 그리고 각 장치에 오디오 신호와 전력을 개별적으로 공급해야 하는 필요성으로, 일반적으로 각 스피커에 두 개의 케이블을 연결해야 한다는 점이 있다 (패시브 스피커와 외부 앰프는 하나의 케이블만 필요하다).

파워드 스피커는 패시브 또는 액티브 크로스오버가 내장되어 제공된다. 2000년대 초부터 액티브 크로스오버 및 기타 DSP가 내장된 파워드 스피커는 사운드 보강 애플리케이션 및 스튜디오 모니터에서 보편화되었다.^[1] 홈 시어터 및 추가적인 가정/자동차용 서브우퍼는 1980년대 후반부터 액티브 파워드 스피커 기술을 사용해 왔다.

차이점

파워드 컴퓨터 스피커.

"파워드(Powered)"와 "액티브(Active)"라는 용어는 스피커 설계에서 서로 바꿔가며 사용되어 왔지만, 다음과 같은 차이점이 있을 수 있다:^[2]

• 패시브 스피커 시스템에서는 저수준 오디오 신호가 먼저 외부 전력 앰프에 의해 증폭된 후 스피커로 전송되며, 여기서 신호는 패시브 크로스오버에 의해 적절한 주파수 범위로 분할된 후 개별 드라이버로 전송된다. 이 설계는 가정용 오디오뿐만 아니라 전문 콘서트 오디오에서도 흔하다.
• 파워드 스피커는 패시브 스피커와 동일하게 작동하지만, 전력 앰프가 스피커 인클로저 내부에 내장되어 있다. 이 설계는 휴대용 디지털 음악 장치를 증폭하는 데 사용되는 것과 같은 소형 개인용 스피커에서 흔하다.
• 완전한 액티브 스피커 시스템에서는 각 드라이버에 전용 전력 앰프가 있다. 저수준 오디오 신호는 먼저 액티브 크로스오버를 통해 오디오 신호를 적절한 주파수 범위로 분할한 후 전력 앰프로 전송되고 드라이버로 전송된다. 이 설계는 일반적으로 스튜디오 모니터 및 전문 콘서트 오디오에서 볼 수 있다.^[3][4]

내부 앰프 2개로 드라이버 3개를 구동하는 등 하이브리드 액티브 설계도 존재한다. 이 경우 액티브 2-way 크로스오버가 오디오 신호를 일반적으로 저주파와 중고주파로 분할한다. 저주파 드라이버는 자체 앰프 채널로 구동되는 반면, 중고주파 드라이버는 앰프 채널을 공유하며, 이 채널의 출력은 패시브 2-way 크로스오버에 의해 분할된다.

통합 액티브 시스템

"액티브 스피커"라는 용어는 패시브 스피커가 액티브 크로스오버에 의해 공급되는 여러 앰프의 외부 시스템에 연결되는 통합 "액티브 시스템"을 지칭하기도 한다.^[5] 이러한 액티브 스피커 시스템은 1971년 해리 맥쿤 사운드 서비스가 설계한 선구적인 JM-3 시스템과 같은 전문 콘서트 투어용으로 제작될 수도 있고,^[6] 하이엔드 가정용으로 Naim Audio 및 Linn Products의 다양한 시스템과 같이 제작될 수도 있다.^[7]

역사

초기의 파워드 스피커 중 일부는 JBL 모니터 스피커였다. 1964년에 소개된 SE401 스테레오 에너자이저가 추가되면서, 어떤 모니터 스피커 한 쌍이든 첫 번째 스피커로 두 번째 스피커에 전원을 공급하여 자체 구동 방식으로 전환할 수 있었다.^[8] 액티브 크로스오버를 사용한 최초의 스튜디오 모니터는 1967년 클라인-훔멜이 발명한 OY였다. 이것은 두 개의 내부 앰프 채널을 가진 하이브리드 3-way 설계였다.^[9] 바이앰핑 파워드 스튜디오 모니터의 초기 예는 1971년에 소개된 Altec 9846B로, 패시브 9846-8A 스피커와 새로운 771B 바이앰프를 결합하여 우퍼에 60와트, 고주파 컴프레션 드라이버에 30와트를 공급했다.^[10] 1970년대 후반, 파라마운트 픽처스는 AB 시스템즈와 계약하여 파워드 스피커 시스템을 설계했다.^[1]

1980년, 마이어 사운드 연구소는 존 마이어가 맥쿤 JM-3에서 얻은 교훈을 통합한 패시브 UPA-1이라는 통합 액티브 2-way 시스템을 생산했다.^[11] 이는 스피커 인클로저 외부에 장착된 액티브 전자 장치를 사용했으며, 리미팅 수준을 결정하는 피드백 비교기 회로가 포함된 마이어의 통합 액티브 크로스오버를 포함하여 종종 타사 고객 지정 앰프에 연결되었다. 1990년, 마이어는 최초의 파워드 스피커인 HD-1을 생산했는데, 이는 모든 내부 전자 장치를 갖춘 2-way 스튜디오 모니터였다.^[1] 90년대 초, 패시브 시스템의 단점, 특히 타사 앰프의 다양한 게인 설정 문제에 수년 동안 시달린 후, 존 마이어는 패시브 스피커 생산을 중단하고 회사를 액티브 설계에 전념하기로 결정했다. 마이어는 "음향 보강용 파워드 스피커에 대한 사람들의 반응을 조사하기 위해 광고 에이전시를 고용했는데, 그들은 설문 조사 후 아무도 원하지 않는다고 말했다"고 말했다.^[12] 사운드 보강 시스템 운영자들은 콘서트 도중에 스피커가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 앰프 미터를 볼 수 없는 스피커를 원하지 않는다고 말했다. 그럼에도 불구하고 마이어는 그의 결정을 고수하여 1994년 콘서트 투어용으로 의도된 최초의 파워드 스피커인 MSL-4를 생산했다.^[12] UPA-1은 1996년에 자체 구동 구성으로 전환되었고, 마이어의 나머지 제품 라인도 뒤를 이었다.

장점과 단점

파워드 스피커 Teufel Audio Ultima 40 Aktiv (2018), 일반적인 중형 파워드 스피커 상자.

충실도

액티브 스피커와 패시브 스피커의 주요 이점은 액티브 크로스오버와 다중 앰프와 관련된 더 높은 충실도에 있으며, 여기에는 더 적은 IMD, 더 높은 동적 범위 및 더 큰 출력 전력이 포함된다.^[13] 스피커 인클로저 내부의 앰프는 개별 드라이버에 이상적으로 맞춰질 수 있어 각 앰프 채널이 전체 오디오 대역폭에서 작동할 필요가 없다. 전력 처리 및 임피던스와 같은 드라이버 특성은 앰프 기능과 일치시킬 수 있다.^[1] 더 구체적으로, 액티브 스피커는 인클로저 내부에 매우 짧은 스피커 케이블을 가지고 있으므로, 저항이 높은 긴 스피커 케이블에서 전압 및 제어 손실이 매우 적다.

액티브 스피커는 종종 인클로저 내 각 드라이버의 응답에 맞춰진 이퀄라이제이션을 통합한다.^[14] 이는 더 평탄하고 중립적인 사운드를 제공한다. 리미팅 회로(높은 비율의 오디오 압축 회로)를 통합하여 높은 SPL 사용 시 드라이버가 손상될 가능성을 줄일 수 있다. 이러한 리미터는 드라이버 특성에 신중하게 맞춰져 더 신뢰할 수 있는 스피커를 제공하고 서비스 요구 사항을 줄인다. 왜곡 감지 기능은 전자 장치에 내장되어 보호 리미팅의 시작을 감지하여 출력 왜곡을 줄이고 클리핑을 제거할 수 있다.^[15]

케이블 연결

패시브 스피커는 하나의 스피커 케이블만 필요하지만, 액티브 스피커는 오디오 신호 케이블과 AC 전원 케이블 두 개가 필요하다. 여러 개의 인클로저로 구성된 고출력 콘서트 시스템의 경우, AC 케이블은 동등한 스피커 케이블 번들보다 직경이 작은 경우가 많으므로 구리 사용량이 적다. 일부 파워드 스피커 제조업체는 이제 UHF 또는 더 자주 와이파이 무선 수신기를 통합하여 스피커에 AC 전원 케이블만 필요하도록 하고 있다.

무게

파워드 스피커는 일반적으로 동등한 패시브 스피커보다 무겁다. 내부 앰프 회로가 스피커 레벨 패시브 크로스오버보다 무겁기 때문이다. 통합 액티브 시스템과 연결된 스피커는 내부 크로스오버가 없기 때문에 훨씬 가볍다. 가벼운 스피커는 운반하기 쉽고 리깅(비행) 시 부하가 적다. 그러나 경량 클래스 D 앰프를 사용하는 액티브 스피커는 이러한 차이를 줄였다. 사운드 시스템 운송에는 앰프 랙, 스피커 케이블 및 스피커 인클로저를 포함한 모든 구성 요소가 포함된다. 액티브 스피커 시스템의 전체 운송 중량은 패시브 시스템보다 적을 수 있다. 무거운 패시브 스피커 케이블 번들이 더 가벼운 AC 케이블과 소직경 신호 케이블로 대체되기 때문이다. 앰프 랙을 없애면 트럭 공간과 중량이 줄어든다.^[1]

비용

대형 콘서트용 액티브 스피커 시스템의 비용은 동등한 패시브 시스템의 비용보다 적다.^[1] 패시브 시스템 또는 외부 전자 장치를 갖춘 통합 액티브 시스템은 크로스오버, 이퀄라이저, 리미터 및 앰프와 같은 별도의 구성 요소를 필요로 하며, 이 모든 것은 이동식 랙에 장착된다. 패시브 콘서트 시스템용 케이블은 무겁고 직경이 큰 스피커 케이블이며, 더 작은 직경의 AC 전원 케이블과 훨씬 작은 오디오 신호 케이블보다 비싸다. 하이엔드 가정용의 경우, 액티브 스피커는 필요한 추가 앰프 채널 때문에 일반적으로 패시브 스피커보다 더 비싸다.^[13]

사용 편의성

전문 오디오 및 일부 홈 시네마, 하이파이 애플리케이션에서 액티브 스피커는 크로스오버 주파수, 이퀄라이저 곡선 및 리미터 임계값을 적절하게 설정하는 복잡성을 제거하기 때문에 사용하기 더 쉬울 수 있다. 하지만 케이블 연결은 간단하지 않은데, 액티브 스피커는 하나가 아닌 두 개의 케이블(AC 전원 케이블과 신호 케이블, 일반적으로 XLR 케이블)을 필요로 하기 때문이다. 홈 오디오에서는 일부 오디오 엔지니어들이 전원 공급이 없는 스피커가 앰프에 연결되는 패시브 스피커가 가장 설치 및 작동이 쉽다고 주장한다.

부적절한 사용에 대한 안정성

앰프는 사용되는 단일 스피커에 맞춰져 있어, 부적절하거나 과부하된 구성 요소로 인한 앰프 또는 스피커 손상을 방지한다. 특정 경우, 패시브 스피커의 경우 앰프 클리핑으로 인한 강한 왜곡으로 인해 과열되어 트위터가 파손될 수 있다.^[16][17] 이는 특히 일반 앰프의 음량 버튼이 활성화되고 저음 톤 컨트롤도 높게 설정된 상태에서 청취 볼륨이 높을 때 발생하며, 이는 하이파이 스피커가 개인 파티에서 사용될 때 전형적인 상황이다.

서보 구동 스피커

앰프-스피커 시스템에 음성 되먹임 루프를 포함하면 왜곡을 상당히 줄일 수 있다. 스피커 콘에 장착된 경우, 센서는 일반적으로 가속도계이다. 드라이버 보이스 코일이 자기 갭 내에서 움직일 때 발생하는 역 기전력을 모니터링할 수 있다. 두 경우 모두 특수 앰프 설계가 필요하므로 서보 스피커는 본질적으로 파워드 스피커이다.

베이스 앰프

일부 베이스 앰프 제조업체는 콤보 베이스 앰프의 무대 출력을 보강하기 위해 설계된 파워드 스피커를 판매한다. 사용자는 패치 코드 또는 XLR 케이블을 콤보 앰프에서 파워드 스피커로 연결한다.