측정 MEASUREMENT
[측정 장비] Audio Precision APx555B
[안내] 여러 측정 항목이 있으나, 장비 도입 초기 단계라서 직관적으로 파악할 수 있는 벤치마크 모드 위주로 자료를 공유하겠습니다. 차근차근 알아갈 수 있도록 추후 테스트 항목을 늘려가며 해당 자료가 무엇을 뜻하는지 설명하도록 하겠습니다. 벤치마크 모드 자료에선 THD+N Ratio도 중요하지만, RMS Level(출력)와 SINAD 항목을 참고하면 간단하고 직관적으로 파악할 수 있습니다. 두 항목 모두 값이 클수록 좋지만, 제품 카테고리와 특성에 따라 기준이 달라집니다. 필요한 내용은 자료 하단에 추가 설명하겠습니다.
▷ 주파수 응답
주파수 응답은 극저음에서 미세한 롤 오프가 있으나 0.5 dB 미만이라서 크게 신경 쓰지 않아도 됩니다. 초고음역은 패시브 필터 적용으로 인해 20 kHz까지는 플랫하고, 그 이후로 롤 오프되는 것처럼 보이는데, 실제로는 사양에 맞게 40 kHz까지 대역폭이 잘 확보되어 있습니다. 80 kHz까지 소리를 내는 기기들도 있지만, 가청주파수 범위를 고려한다면 충분한 대역폭입니다.
▷ 최대 출력: 밸런스드 / 싱글엔드
▲ 밸런스드 최대 출력: 9 Vrms
▲ 싱글엔드 최대 출력: 4.5 Vrms
기기를 측정 장비에 직접 연결한 무부하 특성입니다. 4.4 mm 포트를 통한 밸런스드 연결은 최대 9 Vrms, 3.5 mm 포트를 통한 싱글엔드 연결은 최대 4.5 Vrms까지 출력을 확보할 수 있습니다. 이는 iBasso가 공개한 사양과 일치하는 결과입니다.
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SINAD는 SINAD는 신호 대 잡음비 및 왜곡의 약자입니다. 무선 통신 시스템과 같이 신호 대 잡음비가 낮은 상황에서 사용되는 오디오 품질을 측정하는 척도입니다. SINAD는 일반적으로 400 Hz 또는 1 kHz의 신호로 테스트합니다. SINAD는 전체 신호(신호 + 잡음 + 왜곡)와 잡음 + 왜곡의 비율로 정의합니다(*위 계산식 참고). SINAD는 1보다 작을 수 없으며 dB로 표시할 때 항상 양수입니다. SINAD는 THD+N의 역수이며 유효 비트 수(ENOB)로 변환할 수 있습니다(*아래 식). 어렵다고요? 쉽게 숫자가 크면 클수록 좋다고 생각하시면 됩니다.
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DX320MAX Ti는 무부하 기준 밸런스드 9 Vrms 출력 시 SINAD 값이 110~111 dB에 해당합니다. 감이 잘 안 잡히시죠? 거치형(일체형 DAC+앰프)를 기준으로 최상급에 해당하는 제품들이 120 dB 초반대를 형성하며, 100 dB을 넘기면 성능이 충분히 좋다고 말합니다. DAP로 기준을 바꾸면 보통 80~90 dB 언저리로 값이 도출됩니다. 즉, DX320MAX Ti는 거치형에 근접한 결과를 보여줍니다. 배터리를 내장한 포터블 제품이라는 점을 고려한다면 상당히 좋은 결과라고 할 수 있습니다. 싱글엔드 4.5 Vrms 기준으로는 108 dB 정도 되는군요.
▷ 밸런스드 4 Vrms / 싱글엔드 2 Vrms
▲ 좌: 밸런스드 출력 약 4 Vrms 기준(Gain 3) / 우: 싱글엔드 출력 약 2 Vrms 기준(Gain 3)
해외 사이트와 비교가 쉽도록 밸런스드는 4 Vrms, 싱글엔드는 2 Vrms로 조정해봤습니다. 볼륨 노브를 최대 상태로 유지한 채 게인 값을 3으로 원하는 수치와 가까워지더군요. 밸런스드는 109~110 dB, 싱글엔드는 107~108 dB입니다. 최상급 DAP다운 측정치이며, 다른 제조사 플래그십과 비교하더라도 우위를 점합니다.
▷ 밸런스드 부하 특성: 300옴 / 33옴
▲ 최대 출력 기준 300옴 부하
▲ 33옴 부하: 최대 출력
저항을 추가하여 실제 상황을 시뮬레이션 해봤습니다. 물론, 이어폰이나 헤드폰을 완벽하게 구현하지는 못하므로 특성을 파악하는 용도로 참고하시면 됩니다. 밸런스드 연결 기준 300옴을 연결했을 때는 출력을 최대로 끌어 쓸 수 있습니다. 반면에 33옴을 부하했을 경우 실제 출력보다 낮아지면서 파형이 찌그러지는 걸 확인할 수 있습니다(왼쪽 상단 Scope). 그리고 오른쪽 FFT를 보면 신호를 쏘고 있는 1 kHz 외 대역에서 잡음이 올라오는 걸 확인할 수 있습니다. SINAD도 19 dB까지 떨어지는군요. 즉, 30옴 언저리 이어폰을 연결했을 땐 최대 게인, 최대 볼륨으로 사용하지 않는 걸 추천합니다. 물론, 그렇게 설정할 경우 음량이 커서 귀에 꼽지도 못할 겁니다.
▲ 33옴 부하: 최대 출력에서 볼륨 1단계 감소
▲ 33옴 부하: 4 Vrms(Gain 3)
최대 게인에서 음량을 한 칸만 줄여봤습니다. 출력은 5.6 Vrms 정도이며, SINAD가 정상 범위로 돌아오는군요. 물론, 이 상태도 소리가 워낙 커서 실사용이 어려운 수준입니다. 게인 3, 최대 볼륨 상태인 4 Vrms에선 조금 더 나은 성능을 보입니다. 세부 사양에 따라 다르겠지만 30옴 정도 되는 이어폰은 1~2 Vrms 정도면 차고 넘칩니다.
▷ 싱글엔드 부하 특성: 300옴 / 33옴
▲ 최대 출력 기준 300옴 부하
▲ 33옴 부하: 최대 출력
3.5 mm 싱글엔드 연결 상태에서 저항을 부하해 봤습니다. 출력은 유지되지만, SINAD 결과가 3 dB 정도 낮아지는군요. 밸런스드 연결과 마찬가지로 33옴 저항을 달았을 때 최대 출력에서 성능이 크게 떨어집니다. 실사용 상황에선 최대 음량을 끌어다 쓸 일이 없겠지만, 만약 임피던스가 낮고 효율이 떨어지는 평판형 헤드폰을 사용한다면 밸런스드 연결 방식을 택하는 게 좋겠습니다.
▲ 33옴 부하: 최대 출력에서 볼륨 1단계 감소
▲ 33옴 부하: 2 Vrms(Gain 3)
밸런스드 연결 때와 마찬가지로 게인 4에서 볼륨을 한 칸만 낮추면 성능이 정상 범주로 돌아오며, 출력은 2.9 Vrms입니다. SINAD가 100 밑으로 떨어지는군요. 2 Vrms에선 2 dB 정도 좋아지지만, 밸런스드 연결보다 부족한 성능입니다.
▷ USB DAC Mode
▲ 싱글엔드 최대 출력 기준
USB DAC 모드를 측정해 봤습니다. 무부하 기준이며 SINAD가 13 dB 정도 하강합니다. 밸런스드 연결에서는 성능이 조금 더 큰 폭으로 하락하는데요. DAP 모드가 아닌 일반 상태로 측정할 때 충전을 진행해 보니 비슷한 수치가 도출됐습니다. USB 케이블을 타고 들어온 전류가 노이즈를 유발하는 듯합니다. 참고로 이는 USB 케이블 문제는 아닙니다. FFT를 보면 초고음역에서 노이즈가 더 촘촘하게 치고 올라오는 걸 확인할 수 있는데요. 최고 성능을 뽑아내고 싶다면 충전하면서 사용하는 상황을 피하는 게 좋습니다.
▷ 다이내믹 레인지(AES17) - 밸런스드 연결 기준
다이내믹 레인지DNR는 기본적으로 신호 대비 잡음비SNR와 결과가 비슷합니다. 다만, -60 dBFS 신호음을 활용한다는 점, 웨이팅 필터가 다르다는 차이가 있습니다. 특정 음향 기기 중에는 노이즈 게이트 기능을 내장하여 입력 신호음이 없거나, 매우 작을 경우 신호 출력 자체를 차단시키는 방법입니다. 이 경우 측정치가 뻥튀기되곤 하는데, 한마디로 정상적인 측정이 불가능한 경우에 해당하는 겁니다. 이럴 땐 DNR 측정 결과를 활용하면 됩니다. 그래서 저희 역시 SNR보다는 DNR 값을 공개하겠습니다.
DNR은 AES17 기준에 맞게 SNR 측정에 적용하는 A-weighting이 아닌 CCIR-2K 필터를 적용합니다. 그래서 A-weighting을 적용한 결과와 비교하면 해석에 오류가 발생할 수 있습니다. 이 점 참고해 주시기 바랍니다. 아무튼 300옴 부하 기준 121~122 dB, 33옴 부하 기준 116.5 dB 정도 되는 성능입니다. 앰프부뿐만 아니라 구동을 위한 배터리를 내장한 DAP가 이 정도 수치를 보여준다는 게 놀랍습니다. 측정 자료 공개는 이쯤에서 마치고, 추후 진행하는 콘텐츠를 통해 조금씩 내용을 추가하겠습니다.