마이크와 프리앰프 간의 매칭 문제
마이크와 프리앰프(전치 증폭기) 분야에서 '임피던스 매칭(Impedance Matching)'은 널리 오해되는 주제입니다. 사실상, 대부분의 마이크와 대부분의 프리앰프는 서로 만족스러운 조합을 이룰 수 있기 때문에, 진정한 의미의 임피던스 매칭이 필요하지 않습니다. '임피던스 매칭' 문제가 제기되는 것은 특정 음질, 음조, 착색(coloration), 특성을 극도로 추구할 때만 의미가 있습니다.
이 문제를 자세히 설명하기 전에 먼저 임피던스가 무엇인지 설명하겠습니다. 아시다시피, 모든 마이크는 피할 수 없는 출력 임피던스를 가지며, 모든 프리앰프도 피할 수 없는 입력 임피던스를 가집니다. 여기서 말하는 '임피던스'란 신호 전류가 마이크 회로를 빠져나와 프리앰프 회로로 흐를 때 마주치는 '저항'을 의미합니다.
임피던스는 일반적으로 'Z'로 표시되기 때문에, 입출력 인터페이스를 설명하는 용어인 'Hi-Z(고임피던스)'가 생겨났습니다(기타리스트들은 이 용어에 익숙할 것입니다). 실제 응용에서 프리앰프의 입력 임피던스는 입력 신호의 사운드 효과에 중대한 영향을 미칩니다. 이는 주로 마이크의 출력 임피던스와 프리앰프의 입력 임피던스 간의 상호작용이 최종 사운드 신호 효과(예: 서로 다른 사운드 이퀄라이제이션 효과, 서로 다른 상승 특성 등)에 중대한 변화를 가져오기 때문입니다. 더 나아가 말하면, 서로 다른 프리앰프의 입력 임피던스가 서로 다른 마이크의 출력 임피던스와 상호작용하는 방식과 정도도 다릅니다.
정원에 물을 주는 파이프와 그 앞에 있는 노즐에 비유해 보겠습니다. 마이크는 파이프에 비유할 수 있으며, 저임피던스 소스입니다. 즉, 물이 흐를 때 저항이 비교적 작습니다. 프리앰프는 노즐에 비유할 수 있으며, 임피던스가 높습니다. 먼저, 노즐 밸브를 잠그면 입력 저항(프리앰프의 입력 임피던스)이 급격히 증가하고 수압(전압)도 최대값으로 급상승하며, 이때 노즐의 물 흐름(전류)은 0이 됩니다.
다음으로, 밸브를 살짝 열면 입력 저항과 수압이 상응하여 감소하지만(여전히 크긴 함), 물이 흐르기 시작합니다. 하지만 이때 노즐에서 '쉿' 소리(고주파음)가 납니다. 이후 노즐 밸브를 계속 열어가면 입력 저항과 수압이 계속 감소하고 물 흐름도 지속적으로 증가하며, '쉿' 소리는 점차 사라집니다. 이 비유에서 우리는 프리앰프의 임피던스가 낮을수록 사운드 신호의 고주파 부분이 덜 두드러진다는 것을 알 수 있습니다.
실제 작업에서 마이크와 프리앰프의 임피던스를 동일한 수준으로 설정하는 것은 완전히 잘못된 방법입니다. 이렇게 하면 사운드 신호의 레벨과 신호 대 잡음비(SNR)가 동시에 6dB 감소하기 때문입니다. 일반적으로 다이나믹 마이크와 콘덴서 마이크의 경우, 프리앰프의 최적 입력 임피던스는 마이크 출력 임피던스의 약 10배 정도여야 합니다. Focusrite ISA 428, Summit 2BA-221 등과 같이 현재 시장에서 새롭게 등장한 입력 임피던스 조절이 가능한 프리앰프의 경우, 위의 기준은 융통성 있게 적용될 수 있습니다. 이러한 프리앰프는 트랜스포머 레벨과 마이크 임피던스와의 상호작용 정도를 조정할 수 있어, 앞서 언급한 이퀄라이제이션 효과를 통해 다양한 마이크/프리앰프 '착색(coloration)' 효과를 만들어낼 수 있습니다.
이러한 프리앰프의 가장 큰 장점은 녹음 시 신호 경로에 이퀄라이저를 추가하지 않고도 주파수 내용을 자유롭게 조합하고 조정할 수 있어, 신호 경로에 사용된 장치가 너무 많아질 경우 발생할 수 있는 잡음 증가 및 신호 약화 현상을 피할 수 있다는 점입니다. 또한, 이러한 앰프를 사용할 때는 위에서 언급한 10:1 기준에 따라 입력 임피던스를 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 장치를 손상시키지 않는 선에서 필요에 따라 입력 임피던스 설정을 여러 번 시험해 본 후 만족스러운 사운드 효과를 찾을 수 있습니다.
이 문제를 자세히 설명하기 전에 먼저 임피던스가 무엇인지 설명하겠습니다. 아시다시피, 모든 마이크는 피할 수 없는 출력 임피던스를 가지며, 모든 프리앰프도 피할 수 없는 입력 임피던스를 가집니다. 여기서 말하는 '임피던스'란 신호 전류가 마이크 회로를 빠져나와 프리앰프 회로로 흐를 때 마주치는 '저항'을 의미합니다.
임피던스는 일반적으로 'Z'로 표시되기 때문에, 입출력 인터페이스를 설명하는 용어인 'Hi-Z(고임피던스)'가 생겨났습니다(기타리스트들은 이 용어에 익숙할 것입니다). 실제 응용에서 프리앰프의 입력 임피던스는 입력 신호의 사운드 효과에 중대한 영향을 미칩니다. 이는 주로 마이크의 출력 임피던스와 프리앰프의 입력 임피던스 간의 상호작용이 최종 사운드 신호 효과(예: 서로 다른 사운드 이퀄라이제이션 효과, 서로 다른 상승 특성 등)에 중대한 변화를 가져오기 때문입니다. 더 나아가 말하면, 서로 다른 프리앰프의 입력 임피던스가 서로 다른 마이크의 출력 임피던스와 상호작용하는 방식과 정도도 다릅니다.
정원에 물을 주는 파이프와 그 앞에 있는 노즐에 비유해 보겠습니다. 마이크는 파이프에 비유할 수 있으며, 저임피던스 소스입니다. 즉, 물이 흐를 때 저항이 비교적 작습니다. 프리앰프는 노즐에 비유할 수 있으며, 임피던스가 높습니다. 먼저, 노즐 밸브를 잠그면 입력 저항(프리앰프의 입력 임피던스)이 급격히 증가하고 수압(전압)도 최대값으로 급상승하며, 이때 노즐의 물 흐름(전류)은 0이 됩니다.
다음으로, 밸브를 살짝 열면 입력 저항과 수압이 상응하여 감소하지만(여전히 크긴 함), 물이 흐르기 시작합니다. 하지만 이때 노즐에서 '쉿' 소리(고주파음)가 납니다. 이후 노즐 밸브를 계속 열어가면 입력 저항과 수압이 계속 감소하고 물 흐름도 지속적으로 증가하며, '쉿' 소리는 점차 사라집니다. 이 비유에서 우리는 프리앰프의 임피던스가 낮을수록 사운드 신호의 고주파 부분이 덜 두드러진다는 것을 알 수 있습니다.
실제 작업에서 마이크와 프리앰프의 임피던스를 동일한 수준으로 설정하는 것은 완전히 잘못된 방법입니다. 이렇게 하면 사운드 신호의 레벨과 신호 대 잡음비(SNR)가 동시에 6dB 감소하기 때문입니다. 일반적으로 다이나믹 마이크와 콘덴서 마이크의 경우, 프리앰프의 최적 입력 임피던스는 마이크 출력 임피던스의 약 10배 정도여야 합니다. Focusrite ISA 428, Summit 2BA-221 등과 같이 현재 시장에서 새롭게 등장한 입력 임피던스 조절이 가능한 프리앰프의 경우, 위의 기준은 융통성 있게 적용될 수 있습니다. 이러한 프리앰프는 트랜스포머 레벨과 마이크 임피던스와의 상호작용 정도를 조정할 수 있어, 앞서 언급한 이퀄라이제이션 효과를 통해 다양한 마이크/프리앰프 '착색(coloration)' 효과를 만들어낼 수 있습니다.
이러한 프리앰프의 가장 큰 장점은 녹음 시 신호 경로에 이퀄라이저를 추가하지 않고도 주파수 내용을 자유롭게 조합하고 조정할 수 있어, 신호 경로에 사용된 장치가 너무 많아질 경우 발생할 수 있는 잡음 증가 및 신호 약화 현상을 피할 수 있다는 점입니다. 또한, 이러한 앰프를 사용할 때는 위에서 언급한 10:1 기준에 따라 입력 임피던스를 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 장치를 손상시키지 않는 선에서 필요에 따라 입력 임피던스 설정을 여러 번 시험해 본 후 만족스러운 사운드 효과를 찾을 수 있습니다.