IT 인사이드: 퀘이사존 공식 기획기사

AI가 하드웨어를 바꾸는 컴퓨텍스 현장, 그 모든 것

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케이스, 쇼케이스가 되다

#겜디아스

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쿨링 전문가 공랭, 게이밍, AI 모두 접수!

#얼티메이크

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40주년을 맞이한 BIOSTAR, 앞으로 추구하는 방향은?

#BIOSTAR

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AI 시대를 책임지는 RTX PRO 블랙웰 그래픽카드!

#LEADTEK

12K

루비 인증? 엔터프라이즈? 시소닉, 차세대 라인업의 기준을 잡다

#Seasonic

11.1K

191

수랭 쿨러가 OLED? 근데 움직인다고요?

#LIANLI

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인텔, AI를 위한 최고의 CPU

#INTEL

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조용한 컴퓨팅에서 통합 생태계로

#zalman

12.7K

138

더 탄탄해진 라인업, 클레브가 준비한 새로운 메모리

#KLEVV

12.2K

PC부터 AI 인프라까지! FSP가 선보인 파워 포트폴리오

#FSP

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20돌 기념으로 화끈하게 준비했습니다

#ASUS

12.4K

10주년, MONTECH이 제시하는 하이엔드 PC의 변화

#MONTECH

성능? 이건 기본이지~ 디자인까지 간다!

#얼티메이크

11K

163

LCD 3개가 선사하는 색다른 시스템 감성

#TCOMAS

12.9K

123

발열 잡고 갬성 채우고! 1stPlayer로 끝내는 솔루션

#1stPlayer

6.5K

112

더 깔끔해진 트던, 유광과 무광까지

#GSKILL

11.5K

어항은 끝없이 진화한다!

#darkFlash

12.3K

130

AM4 10주년! RX 9070 GRE, R7 7700X3D 출시!

#AMD

17.6K

242

케이블 일단 꽂아놓고 한 번에 착!

11.8K

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한 부스 안에 담긴 두 개의 ADATA

#ADATA

13.2K

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그 신제품, RTX Spark 공개! DLSS 4.5 RR 등장!

#NVIDIA

17.7K

204

MSI는 모니터 열리는 나무를 키운다던데, 어디까지 좋은 모니터가 나올까

#MSI

11.4K

108

다섯 가지 색상으로 즐길 준비 됐나요?

6.2K

40년 내공을 온전히, 기가바이트가 그리는 미래

#GIGABYTE

12K

135

뭐? 메모리가 496 GB???

#LEADTEK

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HYTE 감성, 더 넓은 세상으로

#HYTE

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더더 진화한 갈라도 30

#MANLI

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101

AMD가 알려주는 실생활에서 AI 쓰는 예시

#AMD

13.4K

104

우유? 야시장? 독특한 커스텀 PC와 새로운 메모리의 등장

#Patriot

12K

기대감 UP! 딥쿨의 신제품들

#DEEPCOOL

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벌써 10주년! 역시 케이스와 쿨러 맛집이야

#darkFlash

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151

인피니트 미러가 더해진 새로운 독사의 등장

#Patriot

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올해도 개성 있는 제품들이 쫙~

#TRYX

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플래그십 메모리, 난 프라임이라고 해

#KLEVV

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전시장 4개로 확장! 더욱 커진 행사 규모

#COMPUTEX

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마초마초!! 밀리터리 감성 최대로!!!!

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엔지니어링과 디자인의 결합

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AI 없는 제품이 없다! 온몸으로 보여준 AI 시대

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하필 지금 노트북 시장에 진출한 이유는?

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이제 더 이상 만리지마! 난 만리가 좋다구

#MANLI

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TCOMAS 참전, 수랭 쿨러 경쟁 재밌겠다~

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컴덕의 심장을 울리는 쿨러마스터의 진심

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FSP가 응답했다! 소비자 니즈 반영한 화이트 파워 4종

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눈과 심장까지 오버클록!

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기술의 미래를 담다, 퀘이사존이 선택한 주인공들

#COMPUTEX

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20주년 기념 에디션, 여기 다 모였다!

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사무실 같은 편안함. 대여품

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ZET7, 레이스가 시작된다

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게이밍부터 서버까지, 한 부스에서 완성되다

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슈플하면 리덱스, 변화는 계속된다!

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부스가 너무 편해서 순간 집에 돌아온 줄 알았네;;

#CORSAIR

7.4K

이 집 취향 확실하네...

#MAXSUN

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스토리지가 꿈꾸는 AI 세상

#Apacer

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국내 대표 유통사, 이번에도 핵심만 모았습니다

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에어플로우부터 데스크까지, LIAN LI가 그리는 생태계

#LIANLI

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마이크로닉스, WIZMAX로 세계 무대에 서다

#마이크로닉스

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레이싱부터 케이스! 파워! 쿨러까지!

#Thermaltake

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VC 2.0과 히트파이프 8개 그리고 LCD로 한 단계 더 진화!

#DEEPCOOL

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더 큰 무대를 향해, ZADAK의 진화

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바야흐로 AI 시대, 컴덕을 흥분시킬만한 게 있을까?

#컴퓨텍스

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과하지 않게, 그러나 확실하게

#ADATA

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INFINITY, 40년에서 시작되는 이야기

#GIGABYTE

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홀로그램으로 다시 수랭 시장을 선도한다!

#TRYX

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MSI 40주년, 그리고 AI 시대의 돌입

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내 열정을 뜨겁게 만드는 V8 쿨러. 그리고 차갑게 식혀주는 미친 케이스

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인텔이 AI 어떻게 쓸 수 있는 건지 알려주겠대

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RTX Spark, DLSS 4.5 RR 기술 현장 체험!

#NVIDIA

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여름 게이밍에는 엔비디아와 함께!

#NVIDIA

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소리의 기본인 음압에 대해 알아보자! 아무튼 기본임

이글을 보고 소리가 더 좋아졌을지도

QM깜냥

62 21970 91 2023.10.04 18:30

<img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/ee7402b2880aa19c52b360f6e0b65317.jpg" alt="퀘이사존"> <h3 style="text-align: center; ">소리와 친해지기 - 음압 편</h3> <div align="center"><div table="" align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentColor currentColor;width:800px;max-width: 100%" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1">    Hi-Fi는 꼭 음향이 취미가 아니더라도 한 번쯤은 들어봤을 법한 단어입니다. 퀘이사존 회원이라면 PC-Fi가 조금 더 익숙하려나요? 아무튼 Hi-Fi는 High-Fidelity의 약어로 가청 주파수 범위 내(대략 20~20,000 Hz)에서 저음, 중음, 고음을 균일하게 재생할 수 있는 음향기기 특성을 의미합니다. 즉, 좋은 음향기기를 구성하는 요소 중 가장 큰 비중을 차지하는 건 소리를 명료하게 전달하는 성질이라고 할 수 있는데요. 소리는 뇌가 인지하기까지 여러 가지 이유로 변화를 맞이합니다. 그 이유 중에는 음향기기 성능이 좋더라도 소리를 좋지 않게 들리도록 하는 원인도 포함되어 있습니다. 지식과 경험을 바탕으로 원인을 빠르고 정확하게 파악하고 해결할 수 있다면  음향 엔지니어 중에서도 뛰어나다는 말을 듣게 되겠죠. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/10/03/da9386fa1860e3f970d3f2d018f36bd2.jpg" alt="퀘이사존" style="width: 75%;">     음향 지식은 음악을 만들거나 무대를 구성하는 데만 국한되지 않고 듣는 단계에서도 큰 영향을 미칩니다. 결론부터 말하자면, 음향 지식이 많을수록 소리의 좋고 나쁨을 잘 구분할 확률이 높아집니다. 음향에 관심이 있는 분이라면 DAC, 앰프 블라인드 테스트를 할 때 음량을 일정하게 해야 한다는 걸 들어본 적이 있으실 겁니다. 이는 음량이 높을수록 소리가 좋다고 느낄 확률이 높기 때문인데요. '라우드니스' 개념을 알고 있다면 단번에 이해할 수 있습니다. 사람은 음 주파수에 따라 체감하는 세기가 다릅니다. 실험을 통해 감각적인 크기를 나타낸 척도가 라우드니스입니다. 자세한 내용은 본론에서 언급할 텐데, 요약하자면 음량이 큰 기기가 좋다고 손을 들어줄 확률이 매우 높다는 뜻입니다. 즉, 음량을 과도하게 작거나 크게 설정한 상태로 테스트를 진행하고 제품을 평가하는 건 적절하지 못한 행위가 될 수 있다는 걸 의미합니다.
    소리를 듣는데 필요한 음향 기초 지식을 풀어볼 작정으로 시작했는데, 머릿속에서만 맴돌던 내용을 구체화하는 게 쉽지만은 않았습니다. 자료를 한 무더기 찾아놨지만, 파고들기 시작하면 복잡하고 실용성 떨어지는 글이 되겠다는 판단에 가위질을 열심히 하며 글을 써 내려갔습니다. 중간중간 섞여 있는 수식에 거부감이 들 수는 있겠으나, 무시하고 읽다 보면 얻어 가는 정보가 있을 겁니다. 이번 글은 소리에서 가장 기본이 되는 음압Sound Pressure을 중심으로 관련한 이야기를 풀어보겠습니다.</div> <div align="center" style="line-height: 1.4;"><div table="" align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentcolor currentcolor; width: 802px; max-width: 100%; line-height: 2;" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1"><h4 style="text-align: justify; line-height: 2;min-height: 30px">소리는 파동이다</h4><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/1985c8b41691a414c2a97e64f6d64a25.jpg" alt="퀘이사존" style="">     고등학교 교과서에서 만날 수 있는 파동이란 어떤 이유로 발생한 진동이 전달되는 현상을 말합니다. 파동이 전달되려면 매질(기체, 액체, 고체)이 필요합니다. 분자 사이 거리가 가까울수록 진동이 빠르게 전달되므로 고체 > 액체 > 기체순으로 음파가 가지는 속력이 빠릅니다. 여기에서 중요한 건 분자 사이 거리인데, 온도가 높을수록 분자 운동이 활발해집니다. 평균 기압에서 대기 온도가 약 15℃ 정도라면 음파 속도는 340 m/s이며, 기온이 1℃씩 증가하면 음속은 0.6 m/s씩 빨라집니다.* 음속(v) = 331.5 + 0.6t(m/s),  t는 섭씨 온도 <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/e086199baa30c50a995916ec6a1cd0e0.jpg" alt="퀘이사존" style="width: 75%;">     음파를 표시할 땐 주로 사인파를 활용합니다. 음파 1 주기는 360도가 됩니다. 그렇다면 1/4 주기는 90도, 1/2 주기는 180도가 되겠지요. 위 자료에서 'Waves in antiphase'는 두 음파가 1/2 주기 차이를 보입니다. 이를 180도 위상 차 혹은 역위상out of phase라고 하며 음파 합이 상쇄됩니다. 이는 우리가 일상에서 활용하고 있는 이어폰, 헤드폰에 탑재하는 노이즈 캔슬링의 작동 원리이기도 합니다. 사진 자료 아래 있는 'Wave in phase'처럼 동위상in phase이 되면 음파 크기는 2배가 됩니다. 이 내용은 음압 레벨 변화 단락에서 다시 등장합니다. </div><a id="p6"></a><a id="p2"></a> </div></div><div align="center" style="line-height: 1.5;"><table align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentColor currentColor;width:800px;max-width: 100%" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1"><tbody><tr><td width="800" style="border-width: 0px 0px 1px 1px; border-style: none none dashed dashed; border-color: currentColor currentColor rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199);"><h4 style="text-align: justify; line-height: 2;min-height: 30px">음압: 음파가 매질 속을 지날 때 매질 각 질점에서 발생하는 압력 변화량</h4><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/e4ffaa16d671007f3b01b2d352c34b16.jpg" alt="퀘이사존">     물체에서 발생한 진동은 대기압을 변화시킵니다. 이 변화가 고막을 진동시키면 우리가 소리를 인지하게 됩니다. 대기압 변동 분을 음압Sound Pressure라고 합니다. 음 압력이므로 단위는 압력 단위인 파스칼(Pa)을 사용합니다. 음향기기 사양표에서 볼 수 있는 음압 레벨(SPL)은 음파 크기를 정량적으로 나타낸 겁니다. 측정 음압과 기준 음압*과의 비율에 상용로그(log)를 취한 값으로 표기하는데요. 이때 음압은 실횻값(root-mean-square)을 사용합니다. 앰프로 예로 들자면, 최대치는 순간적으로 낼 수 있는 가장 큰 출력이나 오래도록 유지할 수 없는 값입니다. 반면에 실효치는 안정적으로 낼 수 있는 출력이라고 생각하면 되고, 앰프 사양표에는 실효치를 기재하는 게 정석입니다. 사인파 실효치는 최대치의 0.707배입니다.   * 기준음압, 최소가청한계(1 kHz): 거의 들리지 않을 작은 소리 레벨로써, 20대 성인 최소가청한계. 즉, 1 kHz에서 20 μPa(= 0 dB SPL)    + 청취 가능 음압 범위(Hearing Dynamic Range): 대략, 20 μPa ~ 200 Pa (1 : 10,000,000) <div style="text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/eb5d5381b3426f5246c3f52296167682.jpg" alt="퀘이사존" style="background-color: transparent; width: 75%;"></div>     SPL을 구하는 식에서 p0은 기준음압 20 μPa(μN/㎡)이며, 2 x 10-5 Pa(N/㎡) = 2 x 10-10 bar입니다. 그래서 p가 20 μPa이면 음압 레벨은 0 dB이 됩니다.     1 bar = 100,000 Pa(아래 압력 단위계* 참고) <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/10/02/50835fd16267480a3eadadb918531223.png" alt="퀘이사존"> ▲ *압력 단위계: <a href="https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B0%94_%28%EB%8B%A8%EC%9C%84%29" target="_blank">출처 - 위키백과 바(단위)</a>     물리적 소리 세기가 같더라도 주파수가 다르면 귀가 느끼는 강도가 달라지는데요. 서론에서 잠깐 언급했던 내용이기도 합니다. 중음역에서는 작은 소리도 인식이 가능합니다만, 저음역이나 고음역은 그보다 큰 소리여야 인식할 수 있습니다. 바로 이 지점에서 최소가청한계에 대해 내용을 보충하면 이해가 쉬울 텐데요. 가청 문턱치(Threshold of earing / Threshold in quiet / Minimum Audible Field)라고도 불리는 최소가청한계는 일종의 주파수 함수로써 작용합니다. 쉽게 주파수마다 들을 수 있는 최소 음 세기라고 받아들이시면 됩니다. 아래 첨부한 자료에서 가장 바닥에 깔려있는 그래프(threshold in quiet)를 기억해두시면 이어지는 내용을 이해하는 데 좋습니다. <div style="text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/26/0fba356babe0d230e31f595bdce14718.jpg" alt="퀘이사존" style="width: 75%;"></div><div style="text-align: center;">▲ 출처: <a href="https://www.researchgate.net/figure/Hearing-Area-of-Human-Being_fig2_270274506" target="_blank">https://www.researchgate.net/</a></div><div style="text-align: center; line-height: 2;"> </div><div style="text-align: justify; line-height: 2;">    · 20 ~ 500 Hz: 매우 둔감한 영역 - 최소가청한계 곡선이 높게 유지</div><div style="text-align: justify; line-height: 2;">    · 500 ~ 2,000 Hz: 0 dB SPL에 가깝게 유지</div><div style="text-align: justify; line-height: 2;">    · 2,000 ~ 5,000 Hz: 잘 발달된 영역 - 0 dB SPL 이하로 떨어짐</div><div style="text-align: justify; line-height: 2;">    · 5,000 ~ 20,000 Hz: 잘 들리지 않게 되는 영역 - 최소가청한계 곡선이 가파르게 증가</div><div style="text-align: justify; line-height: 2;">      * 2 kHz 이상은 나이에 따라 달라짐(아래 자료 참고)</div><div style="text-align: center; line-height: 2;"> </div><div style="text-align: center; line-height: 2;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/27/4fd2c6b1da1af910346fd8f40efd03bc.jpg" alt="퀘이사존" style=""> </div><div style="text-align: center; line-height: 2;">▲ *출처: <a href="http://www.naraha.com/mobile/data_list03.html" target="_blank">나라보청기</a></div><div style="text-align: justify; line-height: 2;"> </div></td></tr></tbody></table></div><div align="center" style="line-height: 2;"><div align="center" style="line-height: 2;"> </div></div><div align="center"><table align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentColor currentColor;width:800px;max-width: 100%" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1"><tbody><tr><td width="800" style="border-width: 0px 0px 1px 1px; border-style: none none dashed dashed; border-color: currentColor currentColor rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199);"><h3 style="text-align: justify; line-height: 2;min-height: 30px">음압 레벨 측정과 가중치 필터: 소음계에 보정 값을 부여하는 이유</h3><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/3c1bca32686a6ef83df91573468d383d.jpg" alt="퀘이사존" style="text-align: center; background-color: transparent;">     음압 레벨은 소음계(사운드 레벨 미터)로 측정합니다. 그런데 앞서 언급했듯이 인간 귀 감도는 주파수 특성이 평탄하지 않습니다. 주파수 음량에 따라 감도 차이가 있어서 대역에 따른 보상을 달리해야 하죠. 예를 들면 최소가청한계가 0 dB SPL 이하로 내려가는 4 kHz 부근이 가장 감도가 좋고, 낮은 주파수로 갈수록 감도가 떨어집니다. 또한, 소리 세기가 커질수록 주파수 변화에 대한 민감도가 떨어지게 되는데요. 이를 표시한 등청감곡선에 따라 기계를 보정해야 유의미한 결과를 얻을 수 있습니다. <div style="text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/0006b68b267b438b20e82dc10f199969.png" alt="퀘이사존" style="width: 75%;"> </div>▲ 이미지 출처: <a href="http://www.lindos.co.uk/" target="_blank">http://www.lindos.co.uk/</a> □ 가중치 필터: 소음계 보정<ul><li style="text-align: justify; line-height: 2; min-height: 30px;">ANSI A-weighting Filter</li></ul>    A-weighting 필터는 등청감곡선에서 40 phon* 등청감곡선을 바탕으로 설계합니다. 사람 귀가 가장 민감한 3~6 kHz 부근 주파수를 강조하며, 민감하지 않은 저주파 성분을 크게 감소시켜 보정하는 방식입니다. 마치 등청감곡선을 뒤집어서 주파수 가중치를 적용한 것과 같은 모양입니다. 쉽게 귀 민감도에 반비례하는 가중치를 각 주파수에 부여했다고 생각하면 되겠습니다. 이는 퀘이사존이 공개하는 이어폰/헤드폰 주파수 응답 그래프도 같은 원리인데요. 이어 시뮬레이터 + 분석기 측정을 통해 도출한 원시 값(RAW 그래프)에 이해가 쉽도록 하만 타깃, DF 타깃을 반전한 값을 적용합니다. * phon: 음 강도 단위. 1 phon = 1 kHz의 음압 레벨이 1 dB SPL일 때 값. ex) 40 phon은 1 kHz 음압 레벨이 40 dB SPL     A 가중치는 인간의 주관적 청감 특성에 잘 부합한다는 이유로 소음계에 가장 많이 적용하는 필터이며, 측정 표시 단위는 dB(A) 혹은 dBA입니다. 꽤 익숙하죠? 현시점에서는 A 가중치 필터가 이런 거구나 정도만 알고 있어도 충분합니다. 아래 이어지는 내용(ITU-R 468 가중치부터 D 가중치 필터까지)은 참고 정도만 해주시기 바랍니다.  <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/10/02/1bdcc590c636b4b1715a4b3f3825621f.png" alt="퀘이사존" style="width: 75%;"> ▲ 이미지 출처: <a href="http://www.lindos.co.uk/" target="_blank">http://www.lindos.co.uk/</a> <ul><li style="text-align: justify; line-height: 2; min-height: 30px;">ITU-R 468 noise weighting</li></ul><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/26/58f002f934b6883b3791fdd390518ad0.png" alt="퀘이사존" style="width: 75%;"> ▲ 이미지 출처: <a href="https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bs/R-REC-BS.468-4-198607-I!!PDF-E.pdf" target="_blank">https://www.itu.int</a>     ITU-R 468은 CCIR 468-4 혹은 CCIR-1k라고도 불립니다. 오디오 시스템에서 소음을 측정할 때 사용하는 규격인데요. 주로 영국을 비롯한 유렵 지역에서 활용합니다. 현재 널리 쓰이는 A 가중치 필터는 전자 장비 화이트 노이즈나 핑크 노이즈를 측정하기 위해 고안한 게 아닙니다. 사람의 귀는 클릭음과 무작위 잡음에 다르게 반응하는데, 이 차이를 해결하기 위해 CCIR-468 가중치를 만들었습니다. CCIR 곡선이 A-가중치와는 다른 점은 5~8 kHz 지역에서 높은 민감도를 나타내며 6.3 kHz에서 +12.2 dB로 피크가 나타납니다. 고개를 끄덕이며 '그렇구나'하고 넘어가시면 됩니다. <ul><li style="text-align: justify; line-height: 2; min-height: 30px;">ANSI C-weighting Filter</li></ul>    C-weighting 필터는 등청감곡선에서 100 phon 등청감곡선을 바탕으로 설계합니다. 음압레벨 85 dB 이상에 주로 사용하는데요. 전 주파수 영역에 걸쳐 거의 평탄하다가 양 끝부분에서만 롤-오프(감쇠)가 있는 형태입니다. Class 1에 해당하는 소음계 테스트 목적으로 여전히 사용되고 있으며 표시 단위는 dB(C) 또는 dBC입니다.    + 여기에서 Class 1이란 주파수 대역에 따른 소음계 분류입니다. Class 1은 20~12,500 Hz인 정밀형이며, Class 2는 31.5~8,000 Hz인 보급형입니다. Class 1 마이크 종류로는 직경 1/2인치 또는 1인치 콘덴서형을 활용하고, Class 2는 콘덴서뿐만 아니라 다이내믹형을 활용하기도 합니다. 오차 범위에서도 차이가 있습니다. Class 1은 정밀형답게 ±0.7 dB이며, Class 2는 ±1.5 dB입니다. <ul><li style="text-align: justify; line-height: 2; min-height: 30px;">기타</li></ul>    B-weighting 필터는 70 phon 등청감곡선을 바탕으로 만들었습니다만, IEC-61672 국제 규격에 의해 A-weighting이 표준으로 자리 잡으면서 실제로는 잘 사용하지 않습니다.    D-weighting 필터는 높은 고도 비행장비인 항공기 소음 특성을 측정하기 위해 활용하는 가중치입니다. 현재는 Non-bypass 제트기 엔진 등에서만 활용합니다. □ 시간 가중 특성 옵션<img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/9d013356b11ef46464dd93638a96068f.jpg" alt="퀘이사존"> ▲ 'LAS'는 Slow, A-weighted Sound Level로 측정했음을 의미     소음계의 다이내믹 특성에는 빠름(fast)과 느림(slow)이 있습니다. 소음원 특성에 따라 지시계의 반응 속도를 적절하게 표준화시킨 시간 가중 옵션을 뜻하는 건데요. 일반적으로 slow는 충격 소음을 포함하지 않는 비교적 규칙적인 소음을 측정할 때 활용합니다. 반면에 fast는 빠르고 규칙적이며 변동폭이 4 dB 이상인 소음을 측정할 때 활용합니다. 만약 94.2 dBAF로 표기가 되어 있다면 A 특성 fast로 측정했다고 받아들이면 됩니다. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/ccdc1e3b2b0985722179012a5b13f7c9.jpg" alt="퀘이사존" style=""> ▲ GRAS 42AG 다기능 사운드 캘리브레이터, Class 1(출처: <a href="https://www.grasacoustics.com/products/calibration-equipment/sound-calibrator/product/756-42ag" target="_blank">grasacoustics</a>)     소음계는 주기적으로 교정을 해줘야 하는데, 1 kHz에서 94 dB SPL(1 Pascal)의 음압 레벨(SPL)을 발생시키는 장치인 캘리브레이터Calibrator를 마이크에 장착하여 교정합니다. 앞서 언급했듯이 음압은 여러 가지 이유로 변화합니다. 그래서 측정 전 교정 작업은 올바른 결과를 도출하기 위한 필수 작업입니다.</td></tr></tbody></table></div><div align="center" style="line-height: 2;"><div align="center" style="line-height: 2;"> </div></div><div align="center" style="line-height: 2;"><table align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentColor currentColor;width:800px;max-width: 100%" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1"><tbody><tr><td width="800" style="border-width: 0px 0px 1px 1px; border-style: none none dashed dashed; border-color: currentColor currentColor rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199);"><h3 style="text-align: justify; line-height: 2;min-height: 30px">음향 기기를 작게 듣고 평가하면 안 되는 이유</h3> <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/26/0b951482455b5911fd0a71f0d794c2f6.png" alt="퀘이사존"> ▲ 출처: 국가소음정보시스템     우리가 일상에서 듣는 주변 소리 음압은 대략 위 자료와 같습니다. 여러분은 음악을 듣는 데 적정한 레벨이 어느 정도라고 생각하시나요? 장르에 따라 다르겠지만, ITU-R은 적정 청취 레벨을 80~90 dBA로 권고합니다. 니어 필드로 음악을 듣는다면 대략 80~85 dBA 정도를 추천하고요. 음량을 낮출 경우 등청감곡선에서 확인한 청각 특성에 따라 저음과 고음이 잘 들리지 않게 됩니다. 이는 제품을 평가할 때도 중요한 지점입니다. 음량이 작은 상태에선 왜곡이나 잡음을 알아채기가 쉽지 않지만, 음량을 높이면 문제점이 나타나기 시작합니다. 즉, 적정 레벨로 음량을 맞췄을 때 음향 기기에서 흘러나오는 음악이 시끄럽게 느껴지는지 혹은 몰입할 수 있는지로 좋은 기기와 그렇지 못한 기기를 구분할 수 있습니다. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/26/b50c39229f72571ee273b497b5335ceb.jpg" alt="퀘이사존" style="width: 75%;">▲ 출처: <a href="http://dangerousdecibels.org/education/information-center/decibel-exposure-time-guidelines/" target="_blank">http://dangerousdecibels.org/</a>     다만, 음량을 높일 땐 주의해야 합니다. 무작정 높인 상태로 음악을 청취한다면 청력 손상이 발생할 수 있기 때문인데요. 70 dB 이하는 장시간 소리를 듣더라도 청력이 영향을 미치지 않으나, 80~85 dB 정도 소리라면 하루에 8시간 이상 노출되는 걸 피해야 합니다. 보호 장치 없이 15분 이상 100 dB에 노출되거나 110 dB에서 1분 이상 노출될 경우도 청력 손실 위험이 있으니 주의가 필요하겠죠.</td></tr></tbody></table> </div><div align="center"><table align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentColor currentColor;width:800px;max-width: 100%" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1"><tbody><tr><td width="800" style="border-width: 0px 0px 1px 1px; border-style: none none dashed dashed; border-color: currentColor currentColor rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199);"><h4 style="text-align: justify; line-height: 2;min-height: 30px">1 + 1 = 0? 스피커를 추가하면 음압 레벨은 어떻게 될까?</h4><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/10/04/7bb7e475d00fff5db41cb8808975f468.jpg" alt="퀘이사존">     넓은 공간을 소리로 가득 메우기 위해선 많은 연주자가 악기를 연주한다든가, 스피커를 여러 대 배치하는 방법이 있습니다. 그렇다면 발음체를 하나 추가한다면 음압 레벨은 얼마나 증가하게 되는 걸까요? 답은 상황에 따라 다르다입니다. 앞서 언급한 위상 차에 따라 1+1은 2가 될 수도, 0이 될 수도 있습니다. 혹은 1.4와 같은 결과가 나오기도 합니다. 글로만 풀면 감조차 잡히지 않을 수 있으니, 그래프와 함께 알아보겠습니다. 지금부터 볼 그래프는 3 주기 사인 그래프이며 총 2 V, 최대치는 ±1 V입니다. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/27/b80519a1b1798268aacf3aa2bd8240db.jpg" alt="퀘이사존" style=""><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/27/0660483c58b85fe3f532e15f48df7ece.jpg" alt="퀘이사존" style="background-color: transparent;">▲ 출처: <a href="https://www.prosoundweb.com/" target="_blank">https://www.prosoundweb.com/</a>     Figure 1은 두 가지 사인 그래프와 완전하게 겹쳐지는 동위상in phase 상황입니다. 신호 파형이 완전히 같으므로 상관도는 1이고, 위상 차는 0도가 됩니다. 이를 상관 음원correlated signals이라고 합니다. Figure 2는 그 결과인데요. 동위상 상태에서는 피크가 ±2 V로 두 배 증가한 걸 확인할 수 있습니다. 이를 음향학적으로는 6 dB* 증가했다고 표현합니다. * 6 dB = 20 x log(1+1) <div style="text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/27/e43ac80451d95f87e55ea1cb83ef32cc.jpg" alt="퀘이사존" style="background-color: transparent;"></div><div style="text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/27/44de57fde9d58ec9db384b892ebd1516.jpg" alt="퀘이사존" style="background-color: transparent;"> </div>▲ 출처: https://www.prosoundweb.com/     Figure 3은 두 신호 간 위상 차가 180도인 상황입니다. 이를 역위상out of phase라고 하며, 음이 상쇄되어 소리가 들리지 않게 됩니다. 사람은 귀가 두 개이므로 개방된 공간에서 스피커를 통해 이 현상을 경험하기 어려운데요. 이어폰이나 헤드폰처럼 귀에 발음체를 각각 배치하면서 외부 소음을 차단하는 구조라면 구현이 가능합니다. 이 원리로 탄생한 게 여러분이 오늘날 사용하는 노이즈 캔슬링 이어폰, 헤드폰입니다. <div style="text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/27/3f0d0664667da0245f4274821552ef6d.jpg" alt="퀘이사존" style="background-color: transparent;"></div><div style="text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/27/e0de8937f445d2b4ed4b913e74b77a98.jpg" alt="퀘이사존" style="background-color: transparent;"></div><div style="text-align: center;">▲ 출처:<a href="https://www.prosoundweb.com/" target="_blank"> https://www.prosoundweb.com/</a></div>     Figure 5는 두 신호 간 파형이 달라 상관도가 0이고, 위상 차는 90도가 됩니다. 이를 무상관 음원uncorrelated signals라고 합니다. Figure 6에서 확인할 수 있듯이 90도 이후로 최대치가 ±1.5 V에 가까워지는데, 실제로는 1.414 V입니다. 음향학적으로는 3 dB* 증가했다고 말합니다. 그래프를 제작한 Prosoundweb은 빨간색 사인파 재현 스피커를 다른 스피커보다 3.4인치(85 mm) 더 멀리 배치했다고 하는군요. 스피커 배치가 중요한 이유를 엿볼 수 있습니다. * 3 dB = 20log1.4     참고로 위상 차가 120도인 상태는 부분 상관이라고 합니다. 두 신호 합은 1이 되며 음압 레벨*은 변하지 않습니다.* 0 dB = 20log1 <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/27/7b24b374a8a72867d1aa64a987eb5078.png" alt="퀘이사존"> ▲ 참고: 음향기술총론 - 강성훈 저     사람은 보통 6 dB 정도 음압을 높이거나 낮춰야 소리 변화를 확실하게 느낍니다. 그래서 변화를 거의 느끼지 못하는 3 dB 미만은 같은 청취 영역으로 여기기도 합니다. 스피커 사양에는 감도Sensitivity라는 항목이 있습니다. 87 dB(혹은 87 dB/W/m)라고 적혀있다고 가정한다면, 이는 1 W 파워를 인가했을 때 1 m 거리에서 87 dB 음압을 형성한다는 뜻입니다. 이러한 스피커에 2 W를 가하면 90 dB, 10 W를 가하면 97 dB*이 되겠지요.* '스피커 감도 + 10log(파워 증가/1 W)' = 음압 레벨  → 87 + 10log(10/1) = 97 dB    만약 1 W 짜리 앰프에서 2 W 짜리 앰프로 업그레이드한다면 고작 3 dB 음압이 커지는 거라서 큰 의미를 가지지 못하는 행위이며, 4 W 이상 앰프를 구매해야 업그레이드를 확실하게 체감할 수 있다는 걸 의미합니다. 알아두면 앰프를 구비할 때 옆그레이드를 피할 수 있습니다.</td></tr></tbody></table> </div><div align="center"> </div><div align="center"> </div><div align="center" style="line-height: 1.5;"><table align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentColor currentColor;width:800px;max-width: 100%" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1"><tbody><tr><td width="800" style="border-width: 0px 0px 1px 1px; border-style: none none dashed dashed; border-color: currentColor currentColor rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199);"><h4 style="text-align: justify; line-height: 2;min-height: 30px">거리에 따른 음압 감쇠</h4><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/10/03/9f62cc795314f0334148a25f72f4c800.jpg" alt="퀘이사존">     소리가 발생하는 지점과 멀어지면 감쇠되어 들리지 않는 경험을 많이 해보셨을 겁니다. 이것을 거리 감쇠 효과라고 하는데요. 파워는 일정하지만 거리가 멀어질수록 에너지가 작아집니다. 소리는 위치 에너지에서 열에너지로 혹은 기타 에너지로 변형되는 파동 에너지이므로 감쇠 → 소멸하는 과정을 반드시 거칩니다. 감쇠 정도는 음원 종류에 따라 달라지며 종류로는 점 음원, 선 음원, 면 음원 등이 있습니다.  □ 점 음원<img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/28/d509253f2da9716c3aa23292b43613fd.png" alt="퀘이사존"> ▲ 출처: <a href="https://www.sesarju.eu/sites/default/files/documents/sid/2019/papers/SIDs_2019_paper_53%20v2.pdf" target="_blank">Noise Abatement Trajectories for a UAV Delivery Fleet 논문</a>     음원이 점 형태로 발생하여 구면파 형태로 방사되는 걸 점 음원이라고 합니다. 예를 들자면, 멀리 있는 스피커에서 발생한 소리, 불꽃놀이 폭발음 등이 있을 겁니다. 위 자료를 보면 거리 r과 2r에서 방사된 파워는 같지만, 구면파 면적은 4𝝿r2, 4𝝿r(2r)2으로 넓어집니다. 주변에 반사물이 없는 공간(자유공간, Free Sound Field) 기준, 거리가 2배가 되면 6 dB*씩 음압이 감소합니다. 거리 제곱에 반비례한다고 하여 이를 역제곱 법칙inverse square law*라고도 합니다.*10log(4𝝿r2/4𝝿r(2r)2)=10log(4𝝿r2/16𝝿r2)=10log(1/4) = -6 [dB]*10log(1/r2) = -20logr [dB]     거리 외에도 공기 흡음 등을 이유로 고음 감쇠가 이뤄지기도 합니다. 스피커 측정치를 많이 보신 분은 아실 텐데요. 근거리 측정과 원거리 측정을 비교해보면 고음 특성이 다릅니다. 측정 시 근거리에서 저음을 측정하고 원거리에서 고음을 측정한 뒤 두 값을 합치는 방식을 활용하기도 하죠. 만약, 원거리에서 측정했는데 저음에서부터 고음까지 주파수 응답 특성이 평탄하다면, 그 스피커는 듣기 부담스러운 고음을 낼 가능성이 높습니다.  <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/28/1281b0780885a0f5d0313f6c1f56e0c7.png" alt="퀘이사존" style="width: 75%;"> ▲ 주파수 응답 특성이 좋은 스피커 예시(출처: <a href="http://erinsaudiocorner.com" target="_blank">erinsaudiocorner.com</a>) □ 선 음원    선 음원은 길이가 무한하고 음원 간 간격이 없는 형태를 말합니다. 굳이 예를 들자면, 기차 혹은 도로 위에서 꼬리를 물고 있는 자동차, 압축기 파이프 소리 등이 있을 겁니다. 특징으로는 어느 지점까지(아래 자료: Critical distance of line source area)는 원통형 파로 확산되다가 그 이후 구면파로 전환됩니다. 그 지점 내 특정 거리를 a라고 했을 때 면적은 2𝝿a이고, 두 배 더 간 2a 지점 면적은 2𝝿2a입니다. 즉, 두 배 멀어졌을 때 감쇠하는 음압 레벨을 계산해 본다면, 10log(2𝝿a/2𝝿2a) = 10log(1/2) = -3 dB라는 결과가 나옵니다. 거리에 반비례하여 역법칙Inverse law라고도 합니다. <div style="text-align: center;"></div><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/28/10a65a15bbbf07a467d3cf67ebe36db6.png" alt="퀘이사존" style="width: 75%;"> ▲ 출처: <a href="https://ezcom-proaudio.my/" target="_blank">https://ezcom-proaudio.my/</a> □ 면 음원    점 음원이 무수히 많이 모여 있는 형태를 면 음원이라고 합니다. 벽면 반사음, 근거리에 있는 대형 스피커 등을 예로 들 수 있는데요. 특정 거리까지는 음압이 일정하다는 특징이 있습니다. 평면 음파로 방사되는 지점까지는 음압 레벨이 감쇠하지 않으며(아래 자료 a/3), 그 이후(아래 자료 b/3까지) 3 dB씩 감쇠합니다. 그리고 파면이 구면파가 되는 순간부터는 6 dB씩 감쇠하게 됩니다. 아래는 내용을 요약정리한 자료입니다. 사진 자료 첨부를 위해 웹 사이트를 뒤적이던 중 우연히 발견했는데, 이해가 쉽도록 정리가 잘 되어 있어 첨부합니다. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/28/bdf285e2cd48de03116ab02fd04782f7.png" alt="퀘이사존" style=""><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/28/c203516153bd91cad12a60f08ff9ea4d.png" alt="퀘이사존" style=""> ▲ 1차 출처: www.vso.kr(비주얼사이언스)</td></tr></tbody></table></div><div align="center"> </div><div align="center"><table align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentColor currentColor;width:800px;max-width: 100%" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1"><tbody><tr><td width="800" style="border-width: 0px 0px 1px 1px; border-style: none none dashed dashed; border-color: currentColor currentColor rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199);"><h4 style="text-align: justify; line-height: 2;min-height: 30px">소음계로 똑같이 음압을 맞췄는데 소리 크기가 왜 다르게 들릴까요?</h4><iframe allowfullscreen="" frameborder="0" src="//www.youtube.com/embed/s1jKxHBJWmA" width="800" height="450" class="note-video-clip"></iframe>     Creative 사운드 블라스터 KATANA SE와 아이폰 13 프로 스피커를 비교 녹음한 자료입니다. 퀘이사존은 누구든 일상에서 쉽게 접할 수 있는 스마트폰 스피커를 비교 대상으로 삼고 있는데요. 소음계를 통해 동일한 음압 레벨을 가지도록 세팅한 뒤 녹음을 진행합니다. 그런데 음량감에서 큰 차이가 나는 걸 확인할 수 있습니다.     왜 이런 차이가 발생하는 걸까요? 이유는 주파수 응답이 넓고 좁은 데에서 오는 차이를 꼽을 수 있습니다. 소음계는 대게 1/3 옥타브 밴드로 전 대역 레벨을 측정합니다. 전 대역 레벨이란 각 주파수가 가진 밴드 레벨을 더한 값입니다. 예를 들어 200 Hz 주변은 68 dB SPL, 800 Hz 주변은 65 dB SPL, 1.5 kHz 주변은 70 dB SPL이라고 가정했을 때 총 음량을 아래 식으로 구합니다.  Overall Level =10log10(1068/10+1065/10+1070/10)=72.9 dB SPL <div style="text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/10/03/404b54d53e3ffb73fd8ab7cc311fbb78.png" alt="퀘이사존" style="width: 75%;"></div>     음 크기는 전 대역 레벨이 아닌 밴드 레벨이 결정합니다. 즉, 소음계 디스플레이가 표시한 전 대역 레벨이 같더라도 특정 주파수에서 큰 소리를 내는 스피커 쪽을 더 크다고 느낍니다. 그래서 서로 다른 두 종류 스피커의 소리 크기를 완전히 같게 하는 건 불가능에 가깝습니다. 밴드 레벨과 전 대역 레벨이 같으려면 주파수 응답이 똑같아야 하기 때문이죠. 일상에선 스테레오 스피커를 사용하는 경우가 대다수일 테니 크게 신경 쓰지 않아도 됩니다.     하지만 다중 채널로 시스템을 구성한다면 이야기가 달라집니다. 예를 들어 프런트와 센터, 사이드, 리어 스피커를 다르게 구성한다면 밴드 레벨을 기준으로 세팅해야 자연스러운 소리를 들을 수 있습니다. 편하게 세팅하려면 모든 스피커를 같은 기종으로 구성하든가, 프런트를 제외한 나머지 스피커를 통일하는 게 좋겠지요. 참고로 x.1(LFE)에 해당하는 서브 우퍼는 보통 밴드 레벨을 10 dB 높게 설정합니다.  마치며<img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/10/03/f2890c4b4e01f4b4650bc0a755a78fbc.jpg" alt="퀘이사존">     음압은 소리를 이해하는 데 가장 기본이 되는 재료입니다. 최대한 친절하게 작성하려 했지만, 생소한 내용을 필요한 부분만 뽑아서 요약하다 보니 어렵다고 느끼셨을 거 같습니다. 그래도 꾹 참고 순서대로 차근차근 읽어내셨다면 대략적인 윤곽이 잡혔을 텐데요. 그것을 기반으로 제품 사양을 해석해 보거나 관련 리뷰를 읽다 보면 자연스럽게 퍼즐 조각이 맞춰지는 걸 경험할 수 있을 겁니다. 한 번에 이해하셨다면 더할 나위 없이 좋고요. 음압 편은 이쯤에서 마무리하도록 하겠습니다.      이상, QM깜냥이었습니다.</td></tr></tbody></table> </div><div align="center"><table align="center" class="__se_tbl" style="border-width: 1px 1px 0px 0px; border-style: dashed dashed none none; border-color: rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199) currentColor currentColor;width:800px;max-width: 100%" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" attr_no_border_tbl="1"><tbody><tr><td width="800" style="border-width: 0px 0px 1px 1px; border-style: none none dashed dashed; border-color: currentColor currentColor rgb(199, 199, 199) rgb(199, 199, 199);"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2023/09/25/d944eb2584b9413753aa5d0f2420db0c.jpg" alt="퀘이사존" style="width: 25%;">   우리, 다음 편에서 만날 수 있는 거죠...? * 출처 표기가 없는 이미지는 제작하거나 freepik 프리미엄 라이선스를 통해 취득한 자료입니다.</td></tr></tbody></table></div><div align="center"><div align="center" style="line-height: 1.4;"> </div></div><div align="center"><div align="center" style="line-height: 1.4;"> <div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><div align="center"><p style="font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; font-size: 15px; line-height: 2; font-family: NanumBarunGothic, sans-serif; color: rgb(204, 204, 204); text-align: center;"><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2021/09/14/f0cefdbec96d7e21d1c2dd54cbbf7efc.jpg" alt="퀘이사존"> <p style="font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; font-size: 15px; line-height: 2; font-family: NanumBarunGothic, sans-serif; color: rgb(204, 204, 204); text-align: center;"><a href="https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.ko" target="_blank">퀘이사존 저작물은 크리에이티브 커먼즈 저작자표시-비영리-변경금지 4.0 국제 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.</a><p style="font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; font-size: 15px; line-height: 2; font-family: NanumBarunGothic, sans-serif; color: rgb(204, 204, 204); text-align: center;"> </div></div></div></div></div></div></div></div></div></div></div></div></div></div>