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[HIFI]  오디오에서 평탄한 주파수 특성의 기본 의미

 
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Updated at 2020-03-04 22:00:32

*아래에서 오디오의 "출력" 측정은 맨 아래의 JBL M2를 제외하면 모두 스테레오파일 사이트에서 가져온 것입니다.

 

1. 평탄한 주파수 특성의 의미

오디오는 "재생 (reproduction)" 기기 입니다.

 

가로축 주파수(단위는 Hz), 세로축 상대적인 신호의 세기 (단위 dB)

 

위와 같은 신호가 입력되면 똑같은 신호가 출력이 되어야 합니다.

 

다시말해 주파수별로 같은 크기의 신호가 입력되면,

주파수별로 같은 크기의 신호가 출력되어야 합니다.

 

1khz가 10, 2khz가 10의 소리로 입력이 되면,

출력도 1khz가 10, 2khz가 10 이 되어야 합니다.

1khz는 10인데 2khz면 8이라면 뭔가 이상이 있는 것이지요.

 

1khz가 5, 2khz가 10의 소리로 입력이 되면, 출력도 

1khz가 5, 2khz가 10으로 출력되어야 합니다. 

  

2. CDP.

아래는 CDP의 주파수 특성입니다. 꽤 비슷하지요?

(세로축의 단위에 주의하세요. 숫자가 있는 세로선의 차이는 0.25 dB 입니다.)

 

 

3. 앰프

1) 프리앰프 (약 30년전 제품)

(세로축의 단위에 주의하세요. 숫자가 있는 세로선의 차이는 0.2 dB 입니다.)

30년전 제품인데 20khz에서 0.1 dB미만, 50 khz에서 0.4 dB미만으로 감쇄하는 좋은 특성을 보이고 있습니다.

 

 

2) 파워앰프 (약 20년전 제품)

(세로축의 단위에 주의하세요. 숫자가 있는 세로선의 차이는 0.5 dB 입니다.)

왼쪽이 감쇄되어 있는 선은 포노단 특성

 

 

3) 인티앰프

(세로축의 단위에 주의하세요. 숫자가 있는 세로선의 차이는 0.5 dB 입니다.)

 

4. 스피커

위의 측정자료에서 평탄한 신호가 입력되었을때,

CDP나 앰프는 전대역이 평탄하며, 20 khz에 접근할때 조금의 감쇄가 있는 것을 볼 수 있습니다.

 (위 예에서는 최악의 경우가 인티앰프에 20khz 임피던스가 2옴인 스피커를 물렸을때 약 0.3-0.4 dB 감쇄)


반면 스피커는 오디오 시스템에서 가장 문제가 있는 기기입니다.(헤드폰도)

 

아래는 꽤 이름있는 회사에서 20만불에 판매한다는 스피커의 주파수 특성입니다.

(세로축의 단위에 주의하세요. 숫자가 있는 세로선의 차이는 10 dB 입니다.)

2~3.5 khz 구간에 5dB 정도 감쇄하는 dip이 있네요.

(아래 모든 스피커의 측정치는 무향실 기준임)

 

아래는 8만불에 판매한다는 스피커의 주파수 특성입니다. 혼 트위터가 눈에 띄는 보기에는 아주 멋진 스피커입니다만. 주파수 특성은 별로 아름답지 않군요.

 

 

 

아래는 약 2만불 한다는 JBL M2 Master Reference Monitor 시스템 (파워앰프와 DSP 포함) 입니다.

청음창(listening window)의 주파수 특성이 약 40hz부터 20khz까지 평탄합니다. 

제 기준에선 위 20만불이나 8만불 스피커보다 "소리"는 훨씬 좋은 스피커 이지요.

 

 

참고) 스피커는 주파수특성이 정축 (on-axis) 말고도 청음창(listening windows), off-axis 등 여러 주파수 특성이 나올 수 있습니다. 스피커에서는 off-axis 주파수 특성도 중요한 의미가 있습니다.

 

5. 결론 

오디오에서

주파수 특성이 평탄하다는 것은

어떤 주파수에서든 5를 입력하면 5를, 3을 입력하면 3을, 10을 입력하면 10을 출력한다는 것입니다.

 

500hz는 10을 입력했는데 5가 출력되고,  1khz는 10을 입력했는데 15가 출력되는 그런 것(주파수 특성이 평탄하지 않은 기기)은 HIFI 오디오가 아닙니다. 스피커에서는 "가격에 관계없이" HIFI 오디오가 아닌 것이 널려 있습니다.

 

오디오 기기를 고르실 때에는

"HIFI를 지향하는" 기기 중에서 "직접 청음"하여 결정하시기 바랍니다.

(스피커나 헤드폰은 하이파이가 아닌 것이 널려있으니 주의가 필요합니다.

앰프, AV 리시버, 디지털 소스기기는 오디오전문기업 제품이면 대체로 하이파이 기기이니 애호가가 원하는 기능이 있는 기기를 편하게 고르시면 됩니다)

간접 청음 (다른 사람 청음기, 오디오잡지의 "주관적인 리뷰" 부분 등)은 별의미 없습니다.

 

참고. 애호가의 소리취향 

오디오에서 "취향"을 찾으시려면, 주파수특성이 평탄한 오디오에다가

좋은 이퀄라이저를 추가할 것을 권합니다.

 

주파수 특성이 바뀌면 "음색"이 바뀝니다.

 

EQ 많이 써보신 분들은

듣는 음반에 따라 

들을때의 소리크기에 따라

자기귀에 잘 맞는 최적의 EQ 수치가 다르다는 것을 잘 아실 것입니다.

 

특정 오디오(스피커)의 고정된 음색이 

음반마다 

듣는 소리크기마다 달라지는

"소리"의 취향을 잘 반영할 수 있다고 별로 생각지 않습니다.

님의 서명
서울하늘에서 은하수를 볼날을 꿈꾸는
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Comments
2018-09-12 09:25:22

햐  ~ 오디오 공부에 많은 도움이 됩니다.

추천 ~ 꾹

항상 감사드립니다.^^

2
2018-09-12 11:00:10

아래에 있는 "주파수 평탄...."논문으로

많은 말들이 오고 가네요.

 

저는 이글로 확 정리가 되는듯합니다.

평탄한 주파수를 받아드리는 스피커를

애호가의 소리 성향에 맞게

좋은 이퀄라이저를 추가하여

EQ를 활용하여 본인의 취향에 맞게 듣는게 좋다.

 

즉, 다시 말하면

좋은 이퀄라이저를 통해 EQ를 건드려도

변화준 값들이 반응이 제각각인 스피커가 아니라

조금의 변화에도 바로 반응하는 EQ에 민감한

평탄한 스피커가 좋은 스피커이다. 라는 내용이지요.

 

저는 그래서 높이날아라님 말씀에 존경과

백번 동의합니다만,

많은 분들이 동의하지 않을 내용임은 분명합니다.

왜냐하면 EQ를 능수능란하게 다룰려면

적당한 음감 능력과 오디오공부를 많이 해야합니다.

그런 능력을 갖춘 취미 오디오파일들이 많지 않습니다.

 

P.S :

좋은 이퀄라이저와 좋은 스피커의 조합은

그냥 파는대로 쓰는것보다

하나의 일체감을 주는 튜닝도 필요합니다.


본인이 추구하는 음색이 나올 때까지 찾는 과정이

오디오를 즐기는 재미이기도 하니까요.

높이날아라님

가을 입니다.

좋은 나날이 되시길 바랍니다.^^ 


 


 


1
2018-09-12 11:09:17

제가 현재 쓰고 있는 스피커 제조사가 어쩌다보니

제각각이 되었습니다.

1. 프론트와 리어는 야모E8

2. 센터는 달리

3. 백서라운드는 클립쉬

4. 우퍼스피커는 자작입니다. ( 주문제작 )

 

 1,2,3,4 스피커+ 이퀄라이저와 파워앰프 (PA용)

동일한 선재로 튜닝하였습니다.

추가 : DAC와 파워앰프, 이퀄라이저의

인터케이블은 순은선으로 통일하였습니다.

 

이후 온쿄구닥다리 리시버로 집에서 듣기엔

적어도 영화면 영화 음악이면 음악

남에게 자랑하며 들려주고 싶은 만큼 시스템이 되었습니다.

 

전혀 비싼 스피커도

전혀 비싼 DAC도

전혀 비싼 리시버도

전혀 비싼 선재도

전혀 비싼 시스템은 절대 아닙니다만

스피커는 평탄하게 튜닝하였고

파워스피커로 힘을 추가하였고

이퀄라이저로 제 귀에 맞게 세팅만 하였습니다. 


2018-09-12 11:36:50

스피커를 사용자가 평탄하게 튜닝하는게 가능한가요?

2018-09-12 12:59:27

제가 그런 능력이 없어서 음향 전문가에게 부탁합니다.

물론, 유상입니다.

2
Updated at 2018-09-12 12:12:30

머리에 쏙쏙 들어오는 설명이네요! 추천을 안드릴 수 없습니다.

문외한이 질문 몇개 드려도 될까요?

1) 스피커의 주파수응답특성은 청취위치에 마이크를 놓고 측정하는 건지요?

그렇다면 마이크의 특성이 영향을 미치지는 않나요?

 

2) 앰프나 CDP 특성은 무엇으로 측정하는지요? 

스피커를 연결해서 측정하면 스피커 특성에 따라 달라질테니 그냥 출력단의 전압(?)같은 신호를 바로 측정하는지요? 

 

3) 동일 모델의 스피커는 저 그래프가 스피커끼리, 혹은 측정한 장비(방법/사람)에 따라 편차가 어느 정도인지요? 스피커 뽑기 운에 따라 혹은 측정한 장비에 따라 JBL 2만불 짜리 그래프가 20만불짜리 그래프가 됐다가 8만불짜리 그래프가 됐다가 하지는 않는지 궁금합니다.

 

좋은 포스팅 감사드립니다.

WR
2
2018-09-12 12:45:14

1) 정축 주파수 특성은 무향실에서 정축 (대체로 트위터를 마주 보는 위치)에서 특정 위치 (예를 들어 2m)에 두고 측정하게 됩니다. 스테레오파일은 무향실이 없으니, 각 유닛에 아주 가깝게 마이크를 위치 시킨후 측정하고 그 값을 합해서 주파수 특성을 측정합니다. 스테레오 파일의 측정치는 제대로된 무향실 측정치 (하만 lab이나 soundstage 에서 이용하는 NRCC의 무향실)보다 조금 질이 떨어집니다.


마이크의 특성이 영향을 미치니까 마이크 특성도 미리 검증해서 평탄한 주파수 특성을 가지는 마이크로 측정해야 합니다.

 

2)

말씀대로 출력단의 전압 신호를 바로 측정하는 것입니다.

 

3)

제품 개발용 프로토타입과 동일한 측정특성을 갖도록 만드는 것이 질관리가 잘 되는 회사가 할일이죠. 제대로 스피커 만드는 회사는 개발용 프로토 타입과 1dB 오차 이내 (+-0.5 dB)로 만들기 위해 노력합니다.

2018-09-12 12:55:13

잘 이해가 되었습니다. 감사합니다.

3
Updated at 2018-09-12 12:13:07

보신 분들 많으시겠지만 아래 유튜브 동영상도 참고 하시면 좋을 듯하네요.

강좌에 참여하신분들이 여기 계실지도..

 

서울대 하이파이스피커제작교육_좋은스피커란?_객관적평가편

https://www.youtube.com/watch?v=EI08lAF43Ks&t=1s

 

주파수 응답 , 주파수 평탄글 글에 어떤 분이 댓글에 남긴 임펄스 응답 ( 실제로는 그 댓글의 그래프는 스텝 응답 그래프지만 ) 등에 대해서도 어느정도 설명이 나오고 재밌는 내용이 많습니다.

 

참고로 유튜브에는 없는 내용이지만 보통 신호 처리에서 보자면 임펄스 응답이나 주파수 응답은 퓨리에 트랜스폼으로 상호 변환 되기에 그 두가지를 다른 팩터로 보지는 않습니다.

물론 스피커 측정 측면에서는 임펄스 응답이 퓨리에 변환을 거쳐 주파수 평탄도로 1:1 변환된다는 것과는 관계가 없습니다.

 


2018-09-12 12:58:42

와우!

이렇게 좋은 자료를 알려주셔서 너무너무 감사합니다.

너무 재미있어서 시간 가는줄 모르고 보다가 내일 출근때문에 자야해서 잘랐네요.

아주 외울때까지 봐야겠습니다! 

1
2018-09-14 09:33:25

음향 이론은 완성된 것이 아니라 개별 이론이 부분적으로는 맞는데 전체시스템이 되면 이론데로 안됨. 이런 내용은 대다수 음향공학자가 접하는 것이지만 실제 이대로 설계 제작해도 소리는 다 다름. 알려지지 않은 변수가 그 만큼 많다는 것임.  이런 난점 때문에 마케팅 즉 시장을 주도적으로 끌어 갈려면 주어진 여건하에서 어디에 촛점을 맞추는게 소비자 반응이 좋을까 이지 그것이 궁극의 음향재현을 위한 요소로 평탄성을 확보하려는 것이 아님. 웅장한 저음은 실 생활에서는 거의 들을 수가 없는데 이런 듣지 못하는 소리를 스피커가 내면 와! 하고 이런 소리도 내는구나 하고 감탄하는 것이 사람임. 그런데 이게 이상적 스피커의 역할인가 하면 그건 아니라는 것을 누구나 앎.   그렇지만 마케팅에선 중요 요소가 될 수 있음.

Updated at 2018-09-12 15:57:01

좋은 글 감사합니다. 

혹시 가성비 좋은 이퀄라이저 추천 해주실수 있을까요. 50, 60년대 LP를 많이 듣다보니 EQ에 관심이 있는데, 국산 오디오 세트에 포함된 그래픽 이퀄라이저의 경우는 음질 열화로 사용이 꺼려지더군요.   

WR
2018-09-12 17:17:57

요즘의 최신 AV 리시버들이 그래서 아주 좋습니다.

채널별로 파라메트릭 EQ를 내장하고 있으니까요.

 

2채널 HIFI 시스템을 쓰시면, minidsp에서 나오는 기기들 고려해 볼만 합니다.

https://www.minidsp.com

 

2018-09-12 23:05:44

추천 감사합니다. 역시 아날로그 방식(?)은 Graham Slee Jazz Club 같이 포노 앰프에서 포노 커브를 조정하는 편이 좋을 듯 하네요.

Updated at 2018-09-14 09:36:15

평탄도를 위한 극단적 설계 사례. 직접음 위주 중고역에 대해 어느 정도 가능. 하지만 반사음이 첨가되면 조절이 쉽지 않음. 다만 이것의 실제 시청시에는 선행음에 의한 마스킹 효과에 의해 반사음은 잔향 정도로 느끼게 됨. 그런데 마이크로 측정하면 균형이 안맞음. 그래서 실제로는 평탄도 보다 사람이 느끼는 상태가 중요.

영상에서도 평면 영상을 좌우 눈의 시각차를 이용해 입체감을 느끼게 함. 스피커 유닛 자체의 평탄성은 중요하나 여러개의 유닛으로 조합된 스피커시스템이 되면 평탄성이 성능의 기준이 될 수가 없는 것임.   그리고 공간 전체에 대한 균형이 아닌 청취자 한사람만을 위한 핫스팟에 대한 균형이며 측정상의 균형이 아닌 감청상의 균형임.

WR
2018-09-14 11:11:35

정축(on-axis) 주파수특성"만" 좋으면 안 됩니다. 정축은 평탄하나, 비축(off-axis) 특성이 안 좋으면 소리가 좋지 않지요.

 

하지만 대체적으로 정축 특성을 신경쓰는 업체면 비축 특성도 신경을 씁니다.

또 정축 특성이 평탄하지 않은 스피커는 거기서 탈락입니다.

 

사람이 느끼는 상태가 가장 중요한 것이니,

정축 특성 측정치만 있다면, 정축 특성이 평탄한 스피커 중에서

애호가가 "직접 청음"하여 결정하는 것이 좋습니다.

1
Updated at 2018-09-14 12:42:16

그림에서 정축이 있습니까? 이 스피커는 q가 초점입니다. 그런데 이게 수평적으로는 어떤가요? 맞지도 않는 정축 비축 따질 기본 구조가 안됩니다. 거기다 모노도 아닌 스테레오에서.

스피커 유닛의 자체에서는 말씀하신 평탄성이 중요요소이나 스피커시스템에서는 기준을 어디에 두는냐에 따라 달라지므로 평탄성이 그리 중요하지 않다고 저는 생각합니다.

그리고 DRC 활용하면 공간중 어느 한점을 기준으로 평탄하게 할 수 있습니다. 그런데 그 평탄한 위치에서 실제 음악을 들어보세요. 얼마나 부자연스런 느낌이 드는지.

말씀하신데로 스피커시스템이 평탄하게 나오면 좋을 것입니다. 그런데 현재의 대다수 스피커시스템 자체가 이걸 만족시킬 수 있는 기본이 안되게 구성되어 있습니다.

스피커시스템으로 재현되는 음향 자체가 하나의 또 다른 연주라고 생각하시고 거기에 만족하는게 어떤가 생각하며 일본의 평론가가 주장한 레코드 연주가론이 현재의 오디오 시스템에서는 적절한 표현이라 생각합니다. 

만일 그런게 아닌 실제 녹음 현장의 느낌을 재현한 것을 듣고 싶다면 첫째로 멀티웨이를 멀리하시고 풀레인지 그리고 파동도 구면파가 아닌 평면파를 재현하는 기기를 가까이 하십시요. 여기도 조건이 있습니다. 녹음이 바이노럴이나 원포인트 레코딩일때 그 현장감이 극대화 됩니다.

 
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