구리선에 숨겨져 있는 소리의 신호에 대해서 알아보겠습니다
마이크와 악기를 사용하고, 믹서나 오디오인터페이스를 연결하고, 또 스피커로 듣고.. 우리가 음악작업을 하면서 케이블을 사용하고 있고 그것은 전기신호(아날로그 신호)로 되어 있습니다. 또 이 전기신호가 ADC를 통해서 디지털 신호로 바뀌어 컴퓨터에서 작업하고, DAC를 통해서 디지털 신호를 다시 전기신호로 바뀝니다.
디지털 연산만 이루어진다고 생각하는 ITB작업에서도, 녹음을 하거나, 스피커로 모니터링 할때는 컴퓨터 밖 장비들의 세계이고, 아날로그 전기신호를 사용하기에 음악작업과 전기는 밀접한 관계가 있다고 볼수 있습니다. 이번엔 그 전기신호에 대해서 알아보고자 합니다.
- 마이크가 발전기라고..??
음향 책을 보신 분들이라면 다이나믹 마이크의 내부 구조의 그림을 보신 적이 있을겁니다. 이것은 마이클 패러데이의 전자기 유도와 관련이 있습니다.
감겨 있는 코일 주변에 자석이 움직이면 코일에 전류가 흐르는 현상이 전자기유도입니다. 이 현상을 이용해서 운동에너지로 자석혹은 코일을 움직이게 하고 전기에너지를 만들어 내는것인데요.. 마이크 역시 발전기인데, 화력발전소나 원자력발전소처럼 증기로 터빈을 돌리는것이 아니고 소리의 진동에 의해서 코일이나 자석이 움직여서 발전되는 차이가 있습니다.
다이나믹 마이크의 구조
소리라는 진동이 공기를 타고 우리의 귀의 고막까지 전달되어 진동시키듯이 마이크의 다이어프레임을 진동시키고, 다이어프레임과 같이 붙어있는 코일이 움직이면서 자석과 코일사이의 움직임이 발생하고, 이것이 전자기 유도로 전기 신호가 되는 것입니다.
이러한 구조로 코일이 움직이는 타입의 마이크를 무빙코일 타입 마이크라고 부르고, 만약 코일이 고정되어있고 자석이 움직인다면 무빙마그넷 타입 마이크라고 부릅니다. 주로 무빙코일타입 마이크가 사용되고 있습니다.
스피커는 마이크의 반대 방향 인데요. 코일에 전기를 흘리면, 자석과 코일 사이에 자기장이 형성되어 코일이 움직이고, 코일에 붙어있는 떨림판에 움직임이 전달되고, 떨림판의 움직임이 공기중에 전달되는 구조입니다.
- +4dBu와 -10dBV
전압/전력의 양이 곧 파동의 진폭, 세기가 될 텐데요.. 음향 신호들은 일정한 전압/전력 이내에서 움직이고 있고, 표준레벨이 있습니다. 음향신호가 만약 일정한 레벨 기준이 없이, 몇백 볼트나 몇십만 볼트가 될 수도 있다면, 그 전압/전력을 견딜 수 있는 전자부품들을 사용해야 하니 가격도 엄청 비싸지고 비효율적 일 것입니다. 또 음향 장비마다 출력하는 레벨 차이가 너무 심하다면 조절하기 힘들겁니다.
4dBu와 -10dBV 선택 스위치
음향 신호 레벨에 사용하는 단위들로 dBu, dBm, dBV 등이 있고, 현재 음향에서는 +4dBu와 -10dBV가 가장 대표적으로 사용되는 기준입니다.
+4dBu는 1.23v 정도가 되고, -10dBV는 0.316v 정도가 됩니다. 서로 같은 단위로 환산하면 11.79dB 정도의 신호 크기 차이가 나기 때문에 +4dBu입력 장비에 -10dBV출력 장비를 연결하면 소리가 너무 작고, -10dBV 입력 장비에 +4dBu 출력 장비를 연결하면 소리가 너무 커서 깨지는 현상이 나게 됩니다.
대부분의 음향기기들은 +4dBu/-10dBV의 차이이고 장비가 망가질정도의 큰 입력레벨 차이가 아니지만, 앰프 출력단자 이후는 아주 큰 차이가 나기에 주의하셔야 합니다. 예를 들면 고출력의 스피커/헤드폰 앰프의 출력신호를 믹서의 입력단자에 연결하거나, 앰프입력단자에 앰프출력을 연결하지 않도록 말이죠..
스피커/앰프는 다르기 때문인데요. 4Ω 150W나 8Ω 250W 같은 식으로 스피커마다 요구하는 전력이 있고, 앰프라는 장비에서 +4dBu/-10dBV를 기준으로 하는 입력 신호를 받아 스피커가 요구하는 신호 전력으로 증폭하여 보냅니다.
- 그 외
지금까지 간단하게 진동이 전기신호로 바뀌는 과정, 그리고 그 전기신호의 레벨, 고출력 앰프 출력단자 연결의 주의할 점에 대해서 알아봤습니다.
이 글을 읽고 계신분들 중, 음향을 지금막 입문하시거나, 음향에 대해서 처음 관심을 가지시는 분들은 생소한 단위/용어들이 많이 있을 수 있는데요.. 하나둘씩 잡학으로 다뤄질 예정입니다.