다이나믹 드라이버

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  스피커용 콘형 다이나믹 드라이버

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  헤드폰용 다이나믹 드라이버

다이나믹 드라이버는 현재 가장 많이 사용되는 발음체이며, 스피커, 이어폰, 헤드폰에 사용되는 드라이버이다. 무빙 코일(MC) 방식으로 소리를 낸다.

구조

다이나믹 드라이버는 위 그림과 같은 구조로 이루어져 있다.

1. 자석이다. 다이나믹 드라이버는 플레밍의 왼손 법칙에 의해 구동되므로 자기력을 제공한다. 자석의 종류와 배치 방법에 따라 나눠진다.
2. 코일이다. 플레밍의 왼손 법칙에 의해 자기력과 전기력이 있어야 힘이 발생하므로 전기력을 제공하는 역할을 한다.
3. 엣지와 스파이더이다. 진동판이 구동할 때 이를 잡아주는 역할을 한다.
4. 진동판이다. 실제로 움직여서 전기 에너지를 음파로 변환하는 역할을 한다.

다이나믹 드라이버가 소리를 내는 방법은 밸런스드 아마추어 드라이버에 비해 간단하다. 코일에 전기가 흐르면 영구자석과 상호작용하여 코일에 힘이 가해지게 된다. 그러면 코일에 붙어 있는 진동판이 움직이고, 공기를 통해 소리가 나게 된다. 진동판이 움직이게 되면 진동판과 연결된 스파이더와 엣지가 진동판을 잡아주어서 복원력을 제공하고, 그러면 진동판이 다시 제자리로 돌아오게 된다.

특징

일반적으로 다이나믹 드라이버의 특징은 다음과 같다.

스피커에서 사용할 때

• 적당한 주파수 대역 범위를 가지고 있다. 대역폭을 좁힌다면 여러 개의 드라이버를 사용하지 않고도 적당한 재생 성능을 확보할 수 있다.
• 효율이 좋다. 정전형이나 이온형 등 다른 드라이버 방식에 비해 변환효율이 매우 좋다. 따라서 추가적인 전원이나 전용 앰프를 사용하지 않아도 구동할 수 있다.
• 구조가 간단해서 제작이 용이하다. 따라서 다른 방식에 비해 적용하고 있는 업체가 많다.
• 신소재 적용이 용이하다. 진동판 재질만 바꾸면 다른 특성의 드라이버가 나오므로, 다양한 신소재가 적용되고 있다.
• 내구성이 좋다. 소리를 내는 가장 핵심적인 부분인 진동판이 그냥 판때기(...) 이다 보니 네트워크나 코일에 문제가 생기지 않는 이상 반영구적으로 사용할 수 있다.

헤드폰, 이어폰에서 사용할 때

• 밸런스드 아마추어 드라이버에 비해 주파수 대역이 넓다. 따라서 여러 개를 사용하지 않다고 가청 주파수대를 재생할 수 있다.
• 진동판이 움직이는 범위가 크기 때문에 저음 재생이 용이하다.
• 진동판이 움직이는 방향이 소리가 나는 방향과 같다. 따라서 밸런스드 아마추어 드라이버처럼 90도로 꺾이지 않고 특별한 처리 없이 사용이 가능하다.
• 밸런스드 아마추어 드라이버에 비해 재생 효율이 좋지 않다. 따라서 일부 헤드폰의 경우에는 추가적인 헤드폰 앰프 사용이 필요할 수 있다.
• 분할 진동이 밸런스드 아마추어 드라이버에 비해 크다.

적용

스피커에서의 적용

말이 필요 없이 대부분의 스피커는 다이나믹 드라이버 방식을 채택하고 있다. 하지만 주파수 대역폭이 좁기 때문에 일반적인 스피커는 여러 개의 드라이버를 사용한다. 하지만 여러 개의 진동판을 사용할 때 발생하는 위상 문제로 인해 진동판을 하나만 적용하는 스피커도 많이 사용된다.

한 개의 드라이버로 모든 대역을 재생하는 독일 Voxativ사의 Ampeggio 스피커, 일반적으로 풀 레인지 스피커들은 위상 문제에서 자유로워 자연스러운 소리를 들려주나 재생 대역폭이 좁기 때문에 고음과 저음이 빈약하다.

트위터, 미드레인지, 우퍼의 3개 드라이버를 사용하는 Microlab의 Solo8c 스피커, 다양한 드라이버를 사용하는 스피커들은 대역폭이 넓기 때문에 고음과 저음을 잘 재생할 수 있지만 위상 문제가 발생하여 자연스러운 재생에 약점을 가진다.

트위터와 미드레인지를 하나로 합친 동축 드라이버를 사용한 KEF의 Q900 스피커, 미드레인지와 트위터를 하나로 합쳐 중음역대 이상에서의 위상 문제를 해결하였으나 여전히 네트워크에 의한 위상 문제는 남아있다. 또한 원활한 저음 재생을 위해 2개의 패시브 라디에이터를 탑재하였다.

헤드폰에서의 적용

1937년에 베이어다이나믹에서 최초로 개발한 이래 정전형 드라이버가 아닌 대다수의 헤드폰은 다이나믹 드라이버를 사용한다.

많은 경우 분할 진동 문제를 해결하기 위해 많은 경우 진동판을 사선 모양으로 가공해서 사용하기도 한다.

또한 여러 개의 자석을 배치시켜 평판형으로 구동하는 방법을 사용하기도 한다. 평판형 구동은 구조상 분할 진동이 매우 적기 때문에 좋은 특성의 소리를 낼 수 있다.

이어폰에서의 적용

밸런스드 아마추어 드라이버가 아닌 이상 시판되는 대부분의 이어폰은 이 방식을 사용한다. 다이나믹 드라이버의 발전사는 주파수 특성의 개선과 분할진동과의 투쟁(...)이라고 할 수 있는데, 이를 위해 여러 가지 방법을 사용한다.

우선 기본적인 형태로는 단일 진동판을 사용한 것이다. 구조가 간단해서 많은 제조사가 시도해 왔고 보통 가벼운 마일러 필름을 사용한다. 하지만 비닐 재질은 낭창낭창하게 움직이기 때문에 분할 진동이 많이 발생하게 되고, 소리가 탁하게 나오게 된다. 또한 고음이 잘 나오지 않기 때문에 고해상도 음원대응에도 어려움이 생기게 되고, 그래서 경쟁자인 밸런스드 아마추어 드라이버에 비해 안 좋은 평가를 받게 된다. 하지만 분할 진동을 개선하기 위해 진동판의 재질을 다르게 적용한 제품이 나왔다.

이어폰에 티타늄과 같은 강도가 강한 금속 재질의 드라이버를 적용시켜 본 것이다. 분할 진동 문제가 개선되어 주파수 대역이 넓어졌다. 하지만 금속 재질을 사용했기 때문에 공진점 부근에 강한 소리가 나오게 되고, 이를 개선하기 위해 튜닝을 거치거나 공진점 부근이 부스트된 제품이 나오게 된다.

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  그래핀 드라이버를 채용한 Blitzwolf BW-ES1

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  탄소 나노 튜브 드라이버를 채용한 수월우 Aria

그 후 마일러 필름이나 금속계 재질과는 다르게 탄소 기반의 신소재를 채용한 드라이버가 나오게 된다. 강도가 무지막지하게 세짐에 따라 분할 진동이 줄어들고 소리 품질이 좋아지게 된다. 하지만 아직 검증되지 않은 소재이기도 하고, 생산량도 적기 때문에 다른 소재의 이어폰보다는 가격이 세다.

재질을 바꾸는 것과는 별개로 기존의 필름을 여러 개 겹치는 방법으로 개선해 보고자 하는 시도를 하는 제조사들도 생겨났다. 종이를 여러 장 겹치면 잘 찢어지지 않는 것과 같이 재질을 여러 개 겹치면 강도가 강해지게 되고, 이를 통해 분할 진동을 억제해 보고자 하는 것이다.

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  4개의 필름을 겹쳐서 분할 진동을 개선한 LG의 쿼드비트

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  3개의 필름을 겹치고 외자형 자석을 채택한 소니캐스트의 SF 드라이버

이렇게 여러 장의 필름을 사용한 드라이버는 분할 진동이 억제되어 고음 부분의 주파수 특성이 좋아지고 비선형응답이 개선되어 깨끗한 소리를 내게 된다.

여기서 다른 생각을 한 제조사들도 있다. 밸런스드 아마추어 드라이버가 주파수 특성 개선을 위해 여러 개의 드라이버를 사용한 것을 보고 "드라이버 1개로는 특성 개선이 안 된다면 드라이버 여러 개를 같이 사용하면 되잖아?"라는 생각을 한 제조사들이다.

JVC와 같이 드라이버 2개를 수직으로 배치한 것이다. 진동판 면적이 늘어나는 효과가 있어 저음 재생이 개선되었으나 바꿔 말하면 이는 저음 괴물이란 소리다(...)

그걸 본 옆집 오디오테크니카는 드라이버 2개를 일렬로 배치해 볼 생각을 했다.

드라이버 2개를 일렬로 배치한 다음 이를 동시에 구동되게 만들어서 푸시풀 방식으로 구동되게 만들고 이를 듀얼 심포닉 드라이버란 이름을 붙여서 출시했다. 분할 진동에 따라 발생하는 비선형응답이 드라이버 2개의 무식한 힘(...)으로 상쇄되어서 특성이 개선되었다.

그 다음에는 스피커의 아이소배릭 방식에 영감을 받은 듯이 드라이버 2개를 뒤집어서 배치한 다음 이를 역상으로 재생하게 만들었다. 그리고 이걸 듀얼 페이즈 푸시풀 드라이버란 이름을 붙여서 출시했다. 이전의 IM시리즈와 LS시리즈가 저음괴물(...)이었던 것과 달리 선형 응답을 개선하였다.