어떤 스피커의 음질이 좋은지 혹은 그렇지 않은지를 평가하는 기준은 무엇일까? 여기에 대한 답을 내놓으라고 하면 궁색해
질수밖에 없다. 왜냐하면 듣기좋은 소리라는 정의 자체가 매우 주관적이기 때문이다. A라는 사람이 듣기좋은 소리라고 하는데,
B라는 사람이 듣기에는 별로 일수가 있다. 하지만 스피커를 대량 생산하는 회사에서 개인이 선호하는 음질에 맞게 개인별로
스피커의 특성을 맞추어서 제작 할수는 없는 노릇이다. 따라서 대부분의 사람들이 공감하는 좋은 음질을 가지는 스피커에 대한
기준이 있어야 한다. 여기서는 그 기준에 대해 살펴보려 한다.  

기준1 : 라우드 스피커는 (축상에서의 응답과 파워 응답이) 평탄한 주파수 응답을 가져야 한다.

라우드스피커가 평탄한 응답을 가지는 것이 名器의 조건은 아니지만, (±5%이상) 넓은 범위에 걸쳐 응답 편차를 보이는 스피커들
이 좋은 평판을 듣는 경우는 별로 없다.  이러한 견해는 많은 오디오 엔지니어들과 오디오 잡지에 실린 기사를 통해 견지되어
오고 있는 사실이다. Floyd Toole박사는 그가 NRC(the Canadian National Research Council )에서 일하고 있을 때 과학적으로
설계된 청취 테스트에서 청취자가 선호하는 음과 라우드스피커 주파수 응답의 스펙트럼 형태와의 상관관계를 밝힌 일련의
뛰어난 논문을 JAES(Journal of the Audio Engineering Society)에 기고한바 있다. Toole 박사의 논문에 의하면 “적당한 환경이
주어졌을 때 정상적인 청각기능에 경험을 갖춘 청취자는 넓은 밴드폭을 가지고, 평탄하고 부드러운 진폭 응답을 가지며,
균등하면서 폭넓게 산란되는 라우드스피커를 선호한다.” 는 것이다. 1979년에 Daniel Queen도 JAES에 기고한 논문에서
스펙트럼이 균등하다(다시말해 평탄하다)는 가정하에서 폭넓게 산란되는 라우드스피커가 바람직스럽다는 결론을 제시하였다.
High Performance Loudspeakers라는 제목의 책에서 Martin Colloms는 “성공적인 모델들은 가상적으로 자유공간에서 사용
된다는 가정하에서 설계되어 왔으며, 청취실의 벽이나 가장자리에서 떨어져서 열린 공간에 스탠드를 세우고 청취할 때 최상의
성능을 발휘한다. 만일 전방 ±30^o각도 범위에서 산란 성능이 좋은 직접 방사형태의 드라이버를 사용하는 것과 같은 例의 조건
들이 충족되고, 왜곡의 레벨과 지연 공명 착색화(Delayed  resonance coloration)가 낮다는 가정하에, 무향실에서 측정한 축상
응답이 주파수가 변해도 일정하다면 시스템은 가장 자연스런 소리를 낸다.” 라고 언급하고 있으며, 이에 덧붙여서 Colloms는
높은 성능의 스피커가 갖추어야 할 편차의 표준으로서 축을 중심으로 수평으로 ±30^o, 수직으로 ±10^o범위에 걸쳐 응답곡선이
±2dB내에서 평탄하여야 한다라고 제안한바 있다. 또한 여러가지 성능소개 책자에서 평탄하고 넓은 범위에 걸쳐 산란되는
스피커들에 대해 좋은 평판을 기록하고 있는 것을 볼수있다. (엔지니어이자 평론가인) Don Keele는 Audio Magazine에 기고한 
기사에서 “축상 응답이 청취자에게 맨처음 도착하는 소리의 스펙트럼 균형을 나타내는 것이기 때문에 부드러워야 하며, 얼마나
부드럽느냐 하는 것이 음색을 평가할 때 주관적으로 매우 중요하다. 부드러운 파워 응답 역시 중요한데, 그이유는 청취실에서의
소리와 이와 관련된 반사음이 스피커의 축에서 떨어진 곳에서 측정한 응답과 파워 응답에 크게 의존하기 때문이다. 스피커가
내는 전체 소리는 청취자에게 직접적으로 도달하는 소리뿐 아니라 후에 반사되는 소리에도 의존하기 때문이다. 적절하게 설계된
청취실에서 부드러운 축상 응답을 가지는 스피커가 최상의 소리를 낸다. 정확한 스테레오 이미지는 청취위치를 선정할 때 완전한
대칭을 이루고 있는지와 라우드스피커의 왼쪽과 오른쪽이 얼마나 밀접하게 매칭되어 있는지, 축상에서와 축에서 떨어져 측정한
수평응답이 매우 균일한지에 따라 그정도가 결정되게 된다. 특히 저주파 영역에서 레벨을 높게 했을 때 낮은 왜곡을 갖는 것이
넓은 범위에 걸쳐 실감나는 소리를 재생하기위한 요구사항이다.”  Stereophile 잡지의 편집인인 John Atkinson은 라우드스피커
품질과 평탄한 스펙트럼과의 관계에 관한 매우 흥미로운 연구를 한바있다. 이 짧은 연구 보고서는 74개의 라우드스피커 모델을
정리하여 1990년부터 1992년까지 Stereophile 잡지에 연재되었다. Akinson의 결론은 “라우드스피커에서 미드레인지와 고음
응답의 평탄함이 가져야할 좋은 것이긴 하지만 평탄하다고 해서 좋은 소리를 내는 것을 의미하는 것은 아니며, 또한 음악 애호가
들에 의해 자동적으로 좋은 스피커라고 추천되는것도 아니다. 주관적이긴 하지만 최상의 스피커는 공명 착색화(Resonant
Coloration)가 없고, 고주파수에서의 산란이 잘 제어되며, 이미징이 뛰어나고, 정밀하게 최적으로 튜닝된 저음을 가지면서
미드레인지와 고음에서의 축상 응답이 평탄한 것으로서, 또한 거슬릴 정도의 압축없이 크고 깨끗한 소리를 낼수 있는 것이다.”
라는 것이었다. 요약하면 그 첫번째는 축상에서 측정한 주파수 응답의 편차가 ±2dB보다 작아야 한다는 것이고, 두번째는 축에서
15^o와 30^o 떨어진 곳에서 측정한 수평응답이 가능한한 평탄하여야 한다는 것이다.

기준2 : 라우드스피커는 왜곡과 압축 효과로부터 가능한한 자유로와야 한다.

2-웨이 스피커의 우퍼 섹션에서 왜곡과 압축을 피하기 위해서는 대부분의 다이나믹 동작영역에 걸쳐 우퍼가 선형 편위 영역내에
머물러 있도록 설계를 하여야 한다. 이 목표는 컴퓨터 모델링을 이용하여 상대적으로 손쉽게 성취할수 있으며, 설계자는 과도한
편위가 발생하지 않도록 박스의 크기를 결정하여야 한다. 하지만 트위터 역시 왜곡을 발생시키는 원천이 될수있다. 트위터에
의한 왜곡은  크로스오버 감쇄 기울기와 밀접한 관계가 있다. 왜곡을 최소한으로 줄이기 위해서는 낮은쪽 크로스오버 주파수
에서 최대한의 감쇄가 이루어져야 한다. 이러한 이유로 크로스오버 설계시 4차이상의 음향학적 기울기를 선택하는 것이 좋다.
많은 설계자들이 1차의 크로스오버 기울기를 선호하기는 하지만 이 형태의 네트워크는 특수하게 설계된  몇몇 트위터에
대해서만 적용이 가능하다. 참고로 1차 크로스오버 기울기는 3-웨이 설계시에는 2-웨이 경우보다 좀더 폭넓게 사용할수 있다. 
 

기준3 : 높은 성능의 라우드스피커는 스테레오 음장(Soundfield)내에서 적절한 음향학적  이미지(Sonic Image)를
          가져야 한다.

라우드스피커가 좋은 이미지 품질을 가지기 위해서는 왼쪽과 오른쪽 스테레오 쌍에 대한 주파수 응답이 밀접하게 매칭되어야
한다. 이것은 필수적인 것이며, 부품들을 주의깊게 매칭시키므로서 상대적으로 간단하게 해결할수 있다. 중간대역 주파수영역과
높은대역 주파수 영역에서의 폭넓은 산란 또한 중요한 인자로서, 위에서 이미 언급한바 있다. 이미지 품질에 영향을 미친다고 
생각되는 또다른 기준은 우퍼와 트위터가 전기적으로 동일한 위상을 가질 때 고역통과와 저역통과 크로스오버 기울기가  대칭적
이어야 한다는 것이다. 트위터와 우퍼가 통상적으로 동일 배플상에 마운트 되는 경우 이 목표를 달성하기 위해서는 설계시
우퍼와 트위터간의 물리적인 시간지연을 고려해야 한다.

이상 설명한 사항을 정리해 보면

 (1)  축상에서 측정한 주파수 응답의 편차가 ±2dB보다 작아야 한다.
 (2)  축에서 15^o와 30^o 떨어진 곳에서 측정한 수평응답이 가능한한 평탄하여야 한다.
 (3)  보이스코일의 편위가 X_max+15%를 넘지 않도록 인클로져의 크기를 적절하게 설정하여야 한다.
 (4)  2-웨이 시스템에서 크로스오버의 설계는 4차이상의 기울기를 가져야 한다.
 (5)  스테레오 스피커에서 양쪽 스피커가 동일한 소리를 낼수 있도록 매칭시켜야 한다.
 (6)  동일 배플상에 트위터와 우퍼를 마운팅시키는 경우 설계시 트위터 보이스코일로 부터 청취자까지의
      거리와 우퍼 보이스코일로 부터 청취자까지의 거리차에 의한 소리의 도달시간지연을 고려해야 한다.