서브우퍼(SUBWOOFER)란 무엇인가?

1. 서브우퍼(SUBWOOFER)란 무엇인가?
일반적으로 음악소스에서 초저음 성분은 기존의 악기소리를 벗어나지 않는다. 흔히 저음의 실체를 실감 있게 들려준다는 리하르트 슈트라우트의 "짜라 투스투라는 이렇게 말하다"의 도입부에 등장하는 육중한 파이프 오르간 소리와 둔탁한 팀파니 소리만 해도 그렇다. 악기 중에서 가장 낮은 음을 낼 수 있는 파이프오르간의 경우 최저 재생대역이 25Hz이하를 내려가지 않으며 콘트라베이스나 팀파니는 40hz를 낼 수 없다고 한다.


거기에 비하면 AV소스에 등장하는 초저음 성분은 그 형태가 다르다. 자연음이나 신디사이저를 가지고 만들어 내는 초저주파 효과음은 인간의 귀가 감지 못하는 20Hz이하의 진동음까지 다량 포함하고 있는 경우가 많다. 영화나 오페라, 각종 연주장면이 영상으로 펼쳐지는 AV소스를 시청할때의 적정볼륨은 일상적 음악감상 때보다 한층 높여 주어야 한다는 것이 음향심리학상의 일반적 실험 결과이다.


그것은 청각에만 집중적으로 초점이 맞추어질 때보다 시각이 동원되는 감상환경에서는 동일 볼륨으로는 음에 대한 집중력이 떨어지며 대부분의 AV소스에 등장하는 다이내믹한 효과음들은 실제에 버금가는 수준의 크기로 들었을 때 비로소 그 효과를 극대화 할 수 있기 때문이다.


더욱이 그러한 효과음은 대부분 충격적인 진폭을 갖고 있으며 지속시간도 일반 음악소스보다 훨씬 길게 유지되는 경우가 많다. AV시스템에서 서브우퍼가 감당해야 할 신호는 일반 음악소스의 그것과는 비교가 안될 만큼 가혹하다고 봐야할 것이다. AV시스템에 사용하는 서브우퍼가 음악용에 비해 재생 주파수대역이 더 내려가고 내입력이 한층 커야 하는 이유가 거기에 있는 것이다.


루카스필름의 홈 THX 방식이 AV시스템에 서브우퍼를 적극 도입하는 시대를 열었다는 점은 논란의 여지가 없다. 홈시어터에서 돌비프로로직은 4채널 5스피커 방식의 형식을 취하고있고 서브우퍼는 필수 요건이 아니다. 그러나 홈 THX방식에서 서브우퍼는 기본회로 구성의 중요한 부분이며 루카스필름의 음향해석은 그 점을 크게 강조하고 있다.


홈시어터(소형공간)에서 극장(대형공간)에 준하는 저음감을 얻기 위해 인코딩시 서브우퍼 대역을 별도 관리하여 프런트 채널에 함께 실으며 재생시 프런트 채널에 포함된 이 성분을 추출하여 서브우퍼에서 재현해내는 방식을 취하고 있다. 그 점에서 홈 THX 사운드는 프로로직에 비해 저음역에 한층 양감이 있으며 탄탄한 저음을 바탕으로 한 균형 잡힌 사운드가 리얼리티를 더욱 증가 시켜주는 역할을 한다.

2. 돌비디지털 방식에서의 서브우퍼
AC-3나 DTS 등의 6채널 디지털 서라운드방식에서 서브우퍼는 절대적이라 할 수 있다. LFE(Low Frequency Effect)성분은 6채널중 하나의 독립된 채널을 형성하고 있으며 이 방식에서 서브우퍼는 LFE채널 전체와 다른 5개 채널중의 희망저역주파수를 담당하게 된다.


영화소프트에서 디지탈 디스크리트 방식인 돌비디지털의 경우 초저역의 다이내믹 레인지는 프로로직에 비해 약 15dB정도 크게 기록되어 있으므로 정상적인 재생시 돌비디지탈에서 느끼는 초저음의 위력은 강력한 것이다. 돌비디지털의 초저음을 제약 없이 재생하기 위해서는 서브우퍼의 내입력이나 재생능력이 증대되어야 한다.


대음압을 재생하게 되는 홈시어터의 특성에 따라 거주공간이 좁은 가정에서는 공간이 부족해서 발생하는 현실적인 문제(Shielding)에 부딪치기도 한다. 최근의 AV 프로세서에서는 이런 문제에 대비한 몇 가지 방안이 제시되고 있다. 서브성분의 다이내믹 레인지를 전체적으로 압축하는 방법과 서브성분중의 PEAK LEBEL LIMITING 회로가 그것이다.


피크레벨 미터의 경우 전체 양감은 그대로 유지하고 피크치만을 최대 24dB(렉시콘 DC-1의 경우) 까지 임의로 설정, 억제하는 방식이다. 메리디안 565 (7.1 버전)의 경우는 서브우퍼로 나가는 파워앰프의 출력을 모니터 하여 스피커와 파워앰프의 재생한계를 넘지 않도록 자동으로 조절해 주는 회로를 도입하기도 한다.


서브우퍼가 대입력과 초저역 재생이라는 두 가지 요건을 갖추기 위해선 자연히 대형 구조의 스피커가 될 수 없는 싱글구성보다는 2대를 소형으로 구성했을 대 그 스피커 설계가 한층 자유로우며 설치하기도 편리해 최근에는 복수 구성도 많다. 서브우퍼는 음향 방사방향의 영향을 거의 받지 않기 때문에 위치는 크게 제약을 받지 않으며 대부분의 AV용 서브우퍼는 파워앰프와 크로스오버 네트워크가 내장된 액티브형이다.


스피커 용량에 상응하는 파워앰프를 내장하고 있기 때문에 퀄리티를 차지한다면 액티브형을 사용하는 것이 안전하고 편리하다고 볼 수 있다. 그러나 프로세서와 서브우퍼와의 거리가 멀 때에는 프리앰프의 출력신호가 케이블에서 손실되어 음질을 떨어뜨리기 때문에 외장 파워앰프를 사용할 필요도 있다.

3. 서브우퍼의 음량조절
서브우퍼를 사용하면서 가장 유의해야 할 점은 과입력에 의한 유니트 파손 우려이다. 다행히 그런 사고는 다른 스피커에 의해 쉽게 예방할 수 있다. 서브성분의 신호는 진폭이 크고 느리므로 육안으로도 진동판의 움직임을 관찰하기 용이하다.


근래의 서브우퍼는 대구경보다는 소구경 롱스트로크(진동판이 전후로 길게 피스톤 운동하는 유니트)형태가 많기 때문에 진동판이 많이 움직인다는 사실 자체는 정상이다. 문제는 그 한계점인데 재생한계를 초과한 소리는 급격히 둔탁한 떨림음 또는 타격음으로 나타나므로 이때는 볼륨을 낮추거나 적절한 저음조정으로 즉시 조치한다.


서브우퍼 레벨은 아날라이저나 소음계로 측정하여 다른 스피커와 동일하게 맞추거나 최대 5dB를 넘지 않아야 정상적인 밸런스를 얻을 수 있다. 극장사운드를 지향하는 홈시어터는 영상음향의 리얼리티 실현이라는 측면에서 서브우퍼가 절대적 위치를 차지하고 있음이 분명하지만 그 성격의 정확한 이해와 올바른 사용법도 그 구성 못지 않게 중요하다.