이어폰 드라이버 - 다이나믹 드라이버와 BA(밸런스드 아마추어) 드라이버

이어폰은 전기 신호를 사람이 들을 수 있는 소리 신호로 변환해주는 장치입니다. 이어폰은 전기 신호를 소리로 변환해주는 방식에 따라 '다이나믹 드라이버'와 '밸런스드 아마추어 드라이버'로 구분할 수 있습니다.

다이나믹 드라이버 유닛 (출처 : 나무위키)

1. 다이나믹 드라이버

'다이나믹 드라이버(Dynamic Driver)'는 베이어다이나믹의 DT48에서 최초로 사용된 방식입니다. 많은 스피커와 헤드폰 제품에서 사용되고 있는 드라이버 방식이며, '밸런스드 아마추어' 드라이버와 함께 이어폰 발음체 시장을 양분하고 있습니다.

전자석을 이용해 보이스 코일이 붙어 있는 플라스틱 재질의 진동판을 흔들어서 소리를 내는 형태입니다. 일반적으로 진동판의 크기가 클수록 음역폭이 넓어지고 자연스러운 소리를 낼 수 있습니다. 다이나믹 드라이버를 사용하는 음향기기의 스펙을 보면 '몇 mm'짜리 드라이버를 사용했다...라는 내용을 찾아볼 수 있습니다. 이 값은 크면 좋은데요. 너무 크면 이어폰의 경우 크기가 커져 단점으로 작용할 수도 있습니다.

다이나믹드라이버의 경우 진동판의 재질과 크기, 코일의 재질, 자석의 종류와 자력의 세기에 따라 다양한 음색을 구현할 수 있습니다. 헤드폰의 경우 다이나믹 드라이버를 설계하는 기술이 절대적인 영향을 미치며, 인지도가 있는 유명 헤드폰 제조사들은 직접 설계한 드라이버를 사용하고 있습니다.

밸런스드 아마추어 드라이버에 비해 단가가 저렴하고 단일 유닛으로 넓은 음역대를 커버할 수 있는 장점이 있습니다. 저가형 이어폰의 경우 다이나믹 드라이버를 많이 사용합니다.

하지만 진동판과 자석에 대한 소리의 의존성이 크기 때문에 소형화하기 힘들다는 문제가 있습니다. 진동판이 정교하게 제작되어 있지 않으면 소리의 해상력도 떨어지는 경우가 많습니다. 밸런스드 아마추어 방식에 비해 먹먹한 소리를 내는 경우가 많습니다. (좋게 말하면 따뜻한 음색을 구현한다고 할 수 있습니다.)

다이나믹드라이버의 경우 소리를 만들어 내는 진동판이 시간이 지남에 따라 미세하게 유연해지는 경향이 있습니다. 처음 구입했을 때보다 시간이 조금 지나면서 진동판이 유연해지고, 약간씩 본래의 음색을 찾아가는 경향이 있습니다.

다이나믹 드라이버의 진동판은 얇은 플라스틱으로 만들어져 있는데요. 이게 잘 망가집니다. 오래 사용하면 필연적으로 진동판에 문제가 생기면서 망가지게 되어 있고, 먼지를 털어낸다고 이어폰에 입김을 불어넣다가 너무 쎄게 불어서 진동판이 찢어지는 경우도 있습니다.

밸런스드 아마추어 드라이버 (출처 : 나무위키)

2. 밸런스드 아마추어 드라이버

밸런스드 아마추어(BA, Balanced Armature) 드라이버는 영구자석에 의해 균형을 이루며 공중에 붕 떠있는 '아마추어(Armature)'의 진동을 이용한 발음 장치입니다. 아마추어라는 금속이 균형있게 공중에 떠있는 상태를 유지하고 있어서 '밸런스드 아마추어'라고 부릅니다.

균형있는 상태에서 아마추어 위아래에 있는 코일에 전류가 흐르게 되면 코일이 자성을 갖게 됩니다. 자성을 갖게 된 코일의 영향을 받아 아마추어는 진동을 시작하게 됩니다. 아마추어는 '로드(Rod)'를 통해 금속 재질의 진동판(다이어프램, Diaphragm)에 연결되어 있는데요. 아마추어의 진동이 로드를 통해 진동판으로 전달되고 진동판이 떨리면서 소리를 내게 됩니다.

원래 보청기 용으로 발명한 밸런스드 아마추어(BA)는 소리를 내기 위해 큰 에너지가 필요하지 않으며 매우 작은 크기로 제작될 수 있습니다. 제품의 무게 또한 매우 가벼워서 이어폰이나 보청기 같은 곳에 많이 사용됩니다.

다이나믹 드라이버에 비해 좁은 음역대를 갖지만 소리의 해상도는 매우 뛰어납니다. 쇳소리 같이 날카롭고 정확한 소리를 낼 수 있기 때문에 고음을 내는데 더 유리합니다.

하나의 밸런스드 아마추어(BA) 유닛이 낼 수 있는 음역폭이 제한적이기 때문에 고급 이어폰에는 2개 이상의 BA 드라이버를 장착하여 커버할 수 있는 음역대를 늘리기도 합니다. 대신 가격이 점점 올라가겠죠.

유닛의 구성 부품들이 금속으로 이루어져 있기 때문에 내구성이 강한편입니다. 대신 습기에 약하기 때문에 제품이 침수 당하거나 습한 환경에 오래 노출되는 경우 쉽게 망가질 수 있습니다.

원래 밸런스드 아마추어 유닛은 고급 이어폰에 주로 탑재되었지만 최근에는 생산 단가가 낮아졌는지 보급형 제품에도 꽤 탑재되기 시작했습니다.

하이브리드 유닛이 적용된 SONY의 'XBA-H3' (출처 : Sony)

3. 하이브리드

풍부한 저음을 낼 수 있는 다이나믹드라이버와 날카롭고 정확한 소리를 낼 수 있는 밸런스드아마추어(BA)의 장점을 합쳐서 하이브리드 유닛으로 구성하는 경우도 있습니다.

다만 다이나믹드라이버와 밸런스드 아마추어 드라이버의 음역대를 정확하게 조절하기 힘들기 때문에 크로스 오버가 발생합니다. 두 드라이버가 담당하는 음역대가 겹치면서 특정 대역의 소리가 강조되거나 왜곡되는 현상이 발생합니다. 이는 여러 개의 밸런스드 아마추어 유닛을 섞어서 사용하는 경우에도 마찬가지입니다.

이를 해결하기 위해 이어폰을 제작할 때 매우 까다로운 튜닝 및 겹치는 음역대를 최대한 줄이는 고도의 제작 기술이 필요합니다.