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Monday, May 10, 2010

BAT의 특징과 한계에 대한 설명 (관련 서적 발췌&번역)




[저작권 내지 귀차니즘으로 인해 도면은 생략합니다 -_-;]

Borwick, J. (1988). Loudspeaker and Headphone Handbook. 2nd ed. Focal Press, Oxford.
...전자석 변환기(electromagnetic transducer)
이 종류의 변환기는, 진동 성분의 큰 질량으로 인해 고음질(hi-fidelity) 헤드폰에 적합하다고 볼 수 없습니다. 그러나, 효율은 높으므로 최근까지는 통신용(Sec 14.4.3)으로 널리 사용되어 왔습니다. Fig. 14.29(a)는 이 변환기의 작동 원리는 보여주는 배선 회로도입니다. 공극(airgap)에 위치한  직류 자속(dc flux)은 코일의 신호 전류에 의해 변조됩니다. 특징적인 속성으로는, 힘이 공극을 닫기 위해 추축(pivot) 컴플라이언스에 반해 지속적으로 운동한다는 겁니다. 영구 자석 극성은 코일의 직류 전류에 의해 교환되며, 가동-코일 시스템과 마찬가지로 2위치(two-port) 변환(Fig. 12.3(c))은 공극이 닫히는 것을 방지하기 위한 영구 신축 역학 부하를 필요로 하는 자이레이터로 구성되므로, 따라서 그에 상응하는 안정 조건에 관계된 반대(negative) 컴플라이언스 성분이 추가됩니다...

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Donaldson, PEK. (1958). Electronic Apparatus for Biological Research. Butterworths Scientific Publications, London.
가동-철편(moving-iron) 변환기: 대부분의 가동-철편 변환기의 기본적인 형태는 선륜통(solenoid)과 전자석(electromagnet)이 있습니다. (Fig. 33.23) 보시다시피, 가동-철편 변환기는 'on-off' 종류의 작동기 이외의 가치는 없다고 보시면 됩니다. 이는 전기자(armature)의 어떠한 내향 운동도 자석 회로의 자기 저항을 저하시킴으로서 견인력을 상승시키기 때문입니다: 변환기의 상태가 불안정하므로, 결과적으로는 전기자는 완전히 끌어당겨져 닫히게 됩니다. 만일 전기자에 제어 스프링이 적용되면, 적은 범위의 전류에서 그에 상응하는 움직임을 보여주기는 합니다. 그러나, 그 이상의 전류는 전기자의 운동력의 한계를 넘겨버리게 되지요. 나아가서, 견인력은 코일 전류의 제곱과 비례하기 때문에 가해지는 신호에 악랄한 왜곡을 발생시키게 됩니다.

그러나 간단한 개조(Fig. 33.24)를 통해, 가동-철편 변환기도 적당히 선형적으로 만들어서 실용적으로 사용되게끔 할 수 있습니다. 그건 바로 강성(stiffness)이 높은 제어 스프링을 전기자에 부착, 전기자가 잠기는 것을 방지하는 겁니다; 이 스프링은 변환기에 높은 출력 임피던스(부하에 독립적인 일정한 운동성을 가지는)를 부여하게 되지요. 통상의 가동-철편 헤드폰은 이러한 종류의 변환기가 적용되어 있으며, 생물학적 용도로의 변환도 용이하게끔 해 줍니다...

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요약:
1. BAT는 태생상 비선형 왜곡 특성이 막장이다.
2. 그러나 armature를 제어 해 주면 어느정도의 선형성이 보장된다.
3. 상용 IEM에 탑재된 BAT는 선형성이 보장된 제품이다.

사실 ER4도 태생상 THD가 꽤 높습니다만, 그건 BAT 자체의 별 수 없는 특성이라 딱히 발음체를 다중으로 박아 넣는다고 크게 개선되는 것도 아닙니다 -_-;;  (500Hz 기준 헤드룸 측정치 참조)

근데 이걸 읽고 '다이내믹형이 더 우월하다' 라고 설레발치는 분들이 있을까 두렵..
(이어폰에 적용되는 초소형 다이내믹 변환기는 공진 튜닝 때문에 저역의 THD가 쩔어준다능)
Full-size나 가야 그때부터는 다이내믹형이 우월하다고 할 수 있겠지요. (A8 글에서 언급)

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