사운드 엔지니어 여러분, '규칙'에 따라 시스템 이득에 대해 이야기해봅시다
초기 PA(공공 주소) 분야에서 스피커와 앰프를 사용하여 음향 이득을 얻는 것은 매우 힘든 일이었습니다. 당시 출력 단계가 100W 심지어 150W에 달할 때, 스피커에 연결하면 정말 천하무적이었죠! 즉, 주류에서 논의되는 것은 와트 수가 얼마나 되는지였으며, 현대의 음압 이득 표준 용어법이 아닙니다.
현재 100W 앰프는 더 이상 주류가 아닙니다. 첨단 기술 스피커 제조 공정은 소비자 시장에 깊숙이 들어왔으며, 앰프는 1000W 심지어 그 이상의 출력을 가집니다. 오늘날의 산업 기술에서 이득 문제는 충분한 비용만 있다면 쉽게 얻을 수 있습니다. 그러나 게임의 규칙이 정해진 후에도 사람들의 인식은 동시에 업데이트되지 않아 지식 단층이 종종 발생하며, 특히 우리가 규격 선언 기관이 아니고 언어적 문제로 인해 '사용자 버그(User Bug)' 발생률은 더욱 높아집니다.
오늘날 우리 사운드 업계에서, 규칙적인 전기 물리학 로그 법칙을 사용하여 현장에 필요한 스피커 수량이나 앰프 이득을 계산하는 사람이 얼마나 될까요? 거의 가격으로 대략적인 스피커 수량을 추정합니다. 이 문제는 지금까지 공식 자리에서 진지하게 논의된 적이 없습니다. 이제 규칙적인 방식으로 우리 시스템의 능력을 이해해 봅시다.
서문
음향 증강/보강 시스템을 구축하는 것은 많은 사람들이 그 경지에 도달하기 어렵습니다. 음향 전달에 지원이 필요한 데는 큰 이유가 있습니다. 우리가 얼굴을 마주보고 대화하는 것은 직접적이고 명확합니다. 하지만 만약 우리가 30미터 떨어져 있다면요? 말을 편안하면서도 또렷하게 하려면 지원이 필요합니다. 무엇을 통해? 바로 전기 음향 시스템입니다. 전자 장비를 사용하여 현장에서 필요한 청취 환경을 연장하려면 일부 음향 장비 조합에 대한 계산이 필요합니다. (다음으로는 관례에 따라 수학을 최대한 배제하여 글을 더 흥미롭게 만들겠습니다. 여기서 도입할 데이터는 기존의 물리학 및 인귀 대수 특성 법칙이며, 새로운 '어레이(Array)' 알고리즘이 아닙니다.)
우리는 얼마나 많은 이득이 필요한가요?
훌륭한 사운드 엔지니어(Sound man)는 항상 자신의 공연(On Show)에 사용할 음향 시스템을 명확히 설정하고, 전체 SPL(음압 레벨) 전후 상황이 어떻게 되는지 파악합니다. 그래야만 음악 프로그램의 기복을 그 기간 동안 조절할 수 있습니다. 사전에 구축 및 작동할 음압 값이 없다면, 자신이 항상 시스템 내 전체 이득 요구 사양보다 낮거나 심지어 초과하는 것을 발견하게 될 것이며, 안타깝게도 이런 상황은 업계에서 드물지 않습니다.
주의해야 할 점: 음향 이득 조건이 충분하지 않은 시스템은 절대 무리해서 사용하지 마십시오. 손상되는 것은 장비뿐만 아니라 자신의 기술 능력도 의심받게 됩니다. 반대로, 음향 총 이득 조건이 현장에서 정해진 요구 사항보다 높으면, 온 패널(On Panel)의 사운드 엔지니어는 편안하고 즐겁게 과정을 즐길 수 있을 것입니다.
작업 상황을 가정해 봅시다: 실내 중형 공간 환경(이런 장소는 모두가 자주 마주하는)에서, 우리는 스피커에서 청취자 위치까지 95dB의 정상 음악 프로그램 재현 음압이 있기를 바랍니다. 이에 상대적인 동적 피크(Peak) 값은 101dB가 되며, 여기에 우리가 원하는 10dB의 동적 여유(Head Room)를 추가하여 현장의 순간적인 공연 동적 음압 요구를 충족시킵니다.
우리 모두 아는 것처럼 스피커 소리의 방사는 구면 형태로 퍼지는 것과 유사합니다. 음원 지점에서 거리에 따른 감쇠는 거리의 제곱에 비례합니다. 이에 따른 환산 측정값에 따르면, 거리가 2배 증가할 때마다 음압 레벨은 6dB 손실됩니다 (이 환산법은 수직 어레이에는 적용되지 않음에 유의하세요).
또한 음향 콘솔이 80피트(약 24.24미터)에 설치되어 있고, 스피커의 감도(민감도)가 국제 AES(Audio Engineering Society) 표준인 1미터 1W 레벨, 스피커에 주입하여 얻은 테스트 기준값을 참조한다고 가정합니다. 이때 거리에 따른 레벨 손실 공식은 다음과 같습니다:
공식 1
음압 거리 손실값 = 20log(피트 단위 거리 / 3.3)
음압 거리 손실값 = 20log(미터 단위 거리)
공식 1의 첫 번째 줄은 거리가 피트로 측정될 경우 미터로 변환하는 데 사용할 수 있습니다. 이제 우리가 가정한 데이터를 대입합니다 (공학용 계산기 사용을 잊지 마세요). "공식 1"을 사용하여 이 80피트를 미터로 환산하면 약 24.242424.. 즉 24미터입니다. 그런 다음 24미터에 log(대수)를 취하면 얻은 값은 1.38457…… 입니다. 여기에 20을 곱하면 최종 답은 27.6915…. 반올림하여 28dB입니다.
따라서 결론은: 청취자 위치와 발음 지점 간의 80피트(24미터) 거리에는 28dB의 음압 손실이 발생한다는 것입니다. 좋습니다! 방금 예시에서 설정한 동적 피크 101dB에 미리 설정한 10dB 동적 피크, 그리고 28dB 거리 손실을 더합니다. 즉, 101dB + 10dB + 28dB = 139dB입니다. 이때 우리는 음향 콘솔에서 스피커 발음 위치까지, 그 최대 SPL이 139dB이어야 함을 알 수 있습니다. 물론, 어떤 스피커 한 개가 원 위치에서 발음하여 80피트 뒤에도 139dB를 유지한다면 그 스피커 한 개로 해결됩니다. 하지만 기술이 아직 그 정도로 발전하지 않았으므로, 우리는 위에서 언급한 AES 표준 1미터@1W에서 139dB의 정격 피크 음압 레벨을 측정할 수 있는 스피커를 신중하게 선택한 후, 이 사양의 스피커 수량을 추가해야 합니다. 이것이 메인 스피커 수량이 항상 그렇게 많은 이유입니다, 이해되셨나요?
현재 모두가 사용하는 메인 스피커는 거의 단일 웨이(풀 레인지)가 아닙니다. 대부분 3웨이(3way)로, 고음역(HF), 중음역(MF), 저음역(LF)으로 구분됩니다.
AES에서 선언하는 최저 전력 정격 사양의 각 음역 값은 다음과 같습니다:
스피커 음역 —— HF —— MF —— LF
1W@1m 값 —— 112dB —— 109dB —— 103dB
AES 전력 정격값 —— 200W —— 400W —— 1000W
계산된 최대 SPL 값 —— 141dB —— 141dB —— 139dB
스피커의 최대 음압(MAX.SPL) 구하는 법:
어떤 브랜드 스피커의 감도(1W@1m)가 고음(HF) 112dB, 중음(MF) 109dB, 저음(LF) 110dB라고 가정합니다. 이 공식을 사용하여 최대 음압(1W@1m)을 구할 수 있습니다.
공식 2 :
음압 최대값 = 스피커 1W@1m 감도 + 10log(AES 선언 최저 정격 전력) + 6dB 피크
SPL = 고음 112 + 10log(200W) + 6dB
SPL = 112 + 23 + 6
SPL = 141dB
공학용 계산기로는 한 번에 입력하여 총값을 볼 수 있습니다. 일반 업무용 계산기는 고음 200W를 먼저 log(대수) 취한 후, 그 값에 10을 곱하면 약 23.010299..가 되고, 여기에 112dB를 더하면 135.0102….가 되며, 여기에 6dB 피크 계수를 더합니다. 이 스피커의 고음 유닛은 141dB로 139dB 요구 조건보다 큽니다.
여기서 매우 유용한 수학이 보입니다. 바로 임의의 와트 수의 파워 앰프를 dBW(데시벨 와트)로 환산하는 공식입니다:
공식 3:
10log(와트 수)
마찬가지로 중음 유닛도 공식 2를 도입하여 구합니다. 다만 저주파 유닛의 SPL이 기준보다 낮으므로, 이 설정한 음압 기준을 충족시키려면 동일한 응답 주파수의 저음 스피커 수량을 한 배 더 추가해야 합니다.
두 번째 방식은 전체 주파수 대역의 음압에 맞추기 위해 중/고음역 에너지를 줄이는 것입니다. 이는 상대적으로 앞서 설정한 음압 기준값을 낮추는 것을 의미합니다.
만약 141dB SPL 음압값을 139dB SPL 위치로 낮춘다면, 이는 단순히 3dB의 문제가 아닙니다. 앞선 글에서 언급했듯이, 인간은 소리의 크기 변화 특성상 ±3dB의 증감에 대해, 이 3dB의 증감은 이미 파워 앰프 출력의 ±10배 변화를 가져온 것입니다.
위 내용은 8옴 방식을 예시로 했습니다. 실제 투자 적용 시에는 대부분 4옴 병렬 연결 방식을 사용합니다. 즉, 두 개의 스피커를 앰프의 한 채널에 연결하는 방식입니다. 이제 이것들이 어떻게 다른지 살펴보겠습니다. 고음 112dB 스피커 한 개에 한 개를 더 추가하면 115dB가 됩니다.
10log(10^(112/10) + 10^(112/10)) = 115
또한 200W 앰프가 4옴 임피던스일 때, 일반적으로 75%의 에너지가 증가합니다. 전기적 필요성, 선로 손실 등으로 인해 100%는 불가능하므로, 대략 300W의 출력으로 이 두 개의 고음을 구동하게 됩니다.
공식 2에 대입:
음압 최대값 = 스피커 1W@1m 감도 + 10log(AES 선언 최저 정격 전력) + 6dB 피크
MaxSPL = 115dB + 10log(300) + 6dB
MaxSPL = 115 + 24.7 + 6
MaxSPL = 145.7 = 146dB
이 결과는 우리가 설정한 음압 기준을 충족시킵니다. 파워 앰프를 추가하지 않은 상태에서 음압이 증가했습니다. 그렇다면 다른 점은? 바로 스피커 수량을 추가했으며, 더 중요한 것은 각 파워 앰프가 모두 작업 중에 소비 전류가 두 배로 증가한다는 점입니다. 가장 주의해야 할 점은 온도 보호 문제입니다. 많은 파워 앰프는 온도가 상승하면 종종 트립되거나 출력을 자동으로 낮추어 회로 온도를 빠르게 낮추는데, 이는 문제입니다.
OK, 앞서 언급한 8옴 내용으로 돌아가면, 사실 내공 있는 사람들은 이미 알고 있습니다: 소리 크기가 두 배로 커지는 느낌을 얻으려면 거의 10dB의 차이가 나야 다르게 느낄 수 있다는 것을.
따라서 우리는 여전히 실무적으로 접근해야 합니다. 여기서 설명드립니다, 독자 여러분. 우리는 위에서 언급한 특정 브랜드 스피커의 각 음역 최대 SPL 값을 알고 있으므로, 이제 적절한 출력의 파워 앰프를 선택해야 합니다. 이 공식을 사용하여 각 음역의 전력 정격값을 구합니다:
공식 4:
dBW = 음압 피크 ─ 음역 유닛의 감도 + 거리 손실
공식의 (음압 피크)는 앞서 유도한 동적 피크 101dB(95dB 청취 + 6dB 동적 피크)이며, 여기에 우리가 원하는 10dB 동적 여유(Head Room)를 추가합니다. 따라서 101dB + 10dB = 111dB입니다. 음역 유닛의 감도는 스피커 내 각 음역 유닛의 1W@1m 값입니다. 거리 손실은 앞서 80피트(24미터)에서 구한 28dB 음압 손실값입니다. OK, 이제 각 음역 값을 대입하여 필요한 전력량을 구합니다:
고주파(111dB ─ 112dB) + 28dB = 27dBW.
중주파(111dB ─ 109dB) + 28dB = 30dBW.
저주파(111dB ─ 103dB) + 28dB = 36dBW.
dBW를 다시 와트 수로 환산하면 부록 표에서 일단의 실마리를 볼 수 있습니다,
고주파 27dBW = 500W
중주파 30dBW = 1000W
저주파 36dBW = 4000W
정리 후, 우리는 몇 가지 차이점을 봅니다. 바로 저음 부분의 데이터는 상당한 증강이 필요하다는 점입니다. 우리는 1000W 파워 앰프와 저음 스피커를 여러 세트 사용하거나, 위에서 언급한 4옴 방식을 사용하여 설정한 기준에 도달할 수 있습니다. 이 글의 내용을 읽고 나면, 또한 몇 가지 간단한 수학 공식을 얻게 됩니다. 이 공식들은 우리의 사전 계획에 얼마나 많은 음압이 필요한지, 사용할 동적 값 등을 계산하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 여러분은 자신이 사용하는 메인 스피커의 사양이 얼마인지 확인해보세요. 제가 사용하는 MARTIN VRS-1000을 예로 들면,
1m@1W=106dB, 저는 1000W 파워 앰프를 사용합니다. 따라서 106 + 30 = 136dB
1m 지점에서, 그런 다음 일반적인 4옴 연결 방식을 사용하면 109 + 31.5 = 140.5dB 정도가 됩니다(1m 위치).
이 글의 목적은 여러분이 자신의 파워 앰프와 스피커 장비가 얼마나 많은 에너지를 가질 수 있는지 이해하도록 하는 것입니다. 여기에는 소위 '좋은 소리' 또는 '나쁜 소리'는 포함되지 않습니다. 이는 단지 파워 앰프와 스피커에 관한 것입니다. 앞으로 확장하면 전단(前段) 부분입니다. 이들은 어디에 조정되어야 할까요? 기준은 어디일까요? 이 모두가 시스템 구축 후 조정하고 이해해야 할 사항들입니다.
Mixing Console&Processors (믹싱 콘솔과 프로세서)
믹싱 출력 레벨과 다운스트림 프로세서 간의 레벨 기준, 마지막으로 파워 앰프에 연결할 때, 여러분은 반드시 명확히 이해해야 합니다. 믹싱 콘솔로 조합된 음향 신호의 신호 레벨이 어느 정도 지시점에서 파워 앰프를 풀 로드(Full Load) 상태로 만들 수 있는지, 어느 정도의 레벨 지시점에서 앰프가 최대 피크 클리핑(Peak Clipping)에 도달하는지, 이것은 매우 중요합니다.
일반적인 믹싱 콘솔은 모두 +18dBu, 심지어 +24dBu 사이의 출력 레벨 기준을 처리할 수 있습니다. 간단히 말해, 만약 일반 +4dBu(1.23V)=0VU로 설정하고; 또한, 여러분의 디지털 처리 장비가 -18dB(dBFS) 또는 -20dB(dBFS)=+4dBu라면, 상대적으로 여러분의 앰프가 0.775V 또는 1.4V에서 풀 로드(Full Load)로 구성되었다면, 여러분은 앰프가 작동하는 범위를 명확히 이해할 수 있을 것입니다. 따라서 앰프의 피크 클리핑과 앰프의 이득을 데시벨 수치와 전압 사이에서 이해하고 정의하는 것이 매우 중요합니다.
현재 100W 앰프는 더 이상 주류가 아닙니다. 첨단 기술 스피커 제조 공정은 소비자 시장에 깊숙이 들어왔으며, 앰프는 1000W 심지어 그 이상의 출력을 가집니다. 오늘날의 산업 기술에서 이득 문제는 충분한 비용만 있다면 쉽게 얻을 수 있습니다. 그러나 게임의 규칙이 정해진 후에도 사람들의 인식은 동시에 업데이트되지 않아 지식 단층이 종종 발생하며, 특히 우리가 규격 선언 기관이 아니고 언어적 문제로 인해 '사용자 버그(User Bug)' 발생률은 더욱 높아집니다.
오늘날 우리 사운드 업계에서, 규칙적인 전기 물리학 로그 법칙을 사용하여 현장에 필요한 스피커 수량이나 앰프 이득을 계산하는 사람이 얼마나 될까요? 거의 가격으로 대략적인 스피커 수량을 추정합니다. 이 문제는 지금까지 공식 자리에서 진지하게 논의된 적이 없습니다. 이제 규칙적인 방식으로 우리 시스템의 능력을 이해해 봅시다.
서문
음향 증강/보강 시스템을 구축하는 것은 많은 사람들이 그 경지에 도달하기 어렵습니다. 음향 전달에 지원이 필요한 데는 큰 이유가 있습니다. 우리가 얼굴을 마주보고 대화하는 것은 직접적이고 명확합니다. 하지만 만약 우리가 30미터 떨어져 있다면요? 말을 편안하면서도 또렷하게 하려면 지원이 필요합니다. 무엇을 통해? 바로 전기 음향 시스템입니다. 전자 장비를 사용하여 현장에서 필요한 청취 환경을 연장하려면 일부 음향 장비 조합에 대한 계산이 필요합니다. (다음으로는 관례에 따라 수학을 최대한 배제하여 글을 더 흥미롭게 만들겠습니다. 여기서 도입할 데이터는 기존의 물리학 및 인귀 대수 특성 법칙이며, 새로운 '어레이(Array)' 알고리즘이 아닙니다.)
우리는 얼마나 많은 이득이 필요한가요?
훌륭한 사운드 엔지니어(Sound man)는 항상 자신의 공연(On Show)에 사용할 음향 시스템을 명확히 설정하고, 전체 SPL(음압 레벨) 전후 상황이 어떻게 되는지 파악합니다. 그래야만 음악 프로그램의 기복을 그 기간 동안 조절할 수 있습니다. 사전에 구축 및 작동할 음압 값이 없다면, 자신이 항상 시스템 내 전체 이득 요구 사양보다 낮거나 심지어 초과하는 것을 발견하게 될 것이며, 안타깝게도 이런 상황은 업계에서 드물지 않습니다.
주의해야 할 점: 음향 이득 조건이 충분하지 않은 시스템은 절대 무리해서 사용하지 마십시오. 손상되는 것은 장비뿐만 아니라 자신의 기술 능력도 의심받게 됩니다. 반대로, 음향 총 이득 조건이 현장에서 정해진 요구 사항보다 높으면, 온 패널(On Panel)의 사운드 엔지니어는 편안하고 즐겁게 과정을 즐길 수 있을 것입니다.
작업 상황을 가정해 봅시다: 실내 중형 공간 환경(이런 장소는 모두가 자주 마주하는)에서, 우리는 스피커에서 청취자 위치까지 95dB의 정상 음악 프로그램 재현 음압이 있기를 바랍니다. 이에 상대적인 동적 피크(Peak) 값은 101dB가 되며, 여기에 우리가 원하는 10dB의 동적 여유(Head Room)를 추가하여 현장의 순간적인 공연 동적 음압 요구를 충족시킵니다.
우리 모두 아는 것처럼 스피커 소리의 방사는 구면 형태로 퍼지는 것과 유사합니다. 음원 지점에서 거리에 따른 감쇠는 거리의 제곱에 비례합니다. 이에 따른 환산 측정값에 따르면, 거리가 2배 증가할 때마다 음압 레벨은 6dB 손실됩니다 (이 환산법은 수직 어레이에는 적용되지 않음에 유의하세요).
또한 음향 콘솔이 80피트(약 24.24미터)에 설치되어 있고, 스피커의 감도(민감도)가 국제 AES(Audio Engineering Society) 표준인 1미터 1W 레벨, 스피커에 주입하여 얻은 테스트 기준값을 참조한다고 가정합니다. 이때 거리에 따른 레벨 손실 공식은 다음과 같습니다:
공식 1
음압 거리 손실값 = 20log(피트 단위 거리 / 3.3)
음압 거리 손실값 = 20log(미터 단위 거리)
공식 1의 첫 번째 줄은 거리가 피트로 측정될 경우 미터로 변환하는 데 사용할 수 있습니다. 이제 우리가 가정한 데이터를 대입합니다 (공학용 계산기 사용을 잊지 마세요). "공식 1"을 사용하여 이 80피트를 미터로 환산하면 약 24.242424.. 즉 24미터입니다. 그런 다음 24미터에 log(대수)를 취하면 얻은 값은 1.38457…… 입니다. 여기에 20을 곱하면 최종 답은 27.6915…. 반올림하여 28dB입니다.
따라서 결론은: 청취자 위치와 발음 지점 간의 80피트(24미터) 거리에는 28dB의 음압 손실이 발생한다는 것입니다. 좋습니다! 방금 예시에서 설정한 동적 피크 101dB에 미리 설정한 10dB 동적 피크, 그리고 28dB 거리 손실을 더합니다. 즉, 101dB + 10dB + 28dB = 139dB입니다. 이때 우리는 음향 콘솔에서 스피커 발음 위치까지, 그 최대 SPL이 139dB이어야 함을 알 수 있습니다. 물론, 어떤 스피커 한 개가 원 위치에서 발음하여 80피트 뒤에도 139dB를 유지한다면 그 스피커 한 개로 해결됩니다. 하지만 기술이 아직 그 정도로 발전하지 않았으므로, 우리는 위에서 언급한 AES 표준 1미터@1W에서 139dB의 정격 피크 음압 레벨을 측정할 수 있는 스피커를 신중하게 선택한 후, 이 사양의 스피커 수량을 추가해야 합니다. 이것이 메인 스피커 수량이 항상 그렇게 많은 이유입니다, 이해되셨나요?
현재 모두가 사용하는 메인 스피커는 거의 단일 웨이(풀 레인지)가 아닙니다. 대부분 3웨이(3way)로, 고음역(HF), 중음역(MF), 저음역(LF)으로 구분됩니다.
AES에서 선언하는 최저 전력 정격 사양의 각 음역 값은 다음과 같습니다:
스피커 음역 —— HF —— MF —— LF
1W@1m 값 —— 112dB —— 109dB —— 103dB
AES 전력 정격값 —— 200W —— 400W —— 1000W
계산된 최대 SPL 값 —— 141dB —— 141dB —— 139dB
스피커의 최대 음압(MAX.SPL) 구하는 법:
어떤 브랜드 스피커의 감도(1W@1m)가 고음(HF) 112dB, 중음(MF) 109dB, 저음(LF) 110dB라고 가정합니다. 이 공식을 사용하여 최대 음압(1W@1m)을 구할 수 있습니다.
공식 2 :
음압 최대값 = 스피커 1W@1m 감도 + 10log(AES 선언 최저 정격 전력) + 6dB 피크
SPL = 고음 112 + 10log(200W) + 6dB
SPL = 112 + 23 + 6
SPL = 141dB
공학용 계산기로는 한 번에 입력하여 총값을 볼 수 있습니다. 일반 업무용 계산기는 고음 200W를 먼저 log(대수) 취한 후, 그 값에 10을 곱하면 약 23.010299..가 되고, 여기에 112dB를 더하면 135.0102….가 되며, 여기에 6dB 피크 계수를 더합니다. 이 스피커의 고음 유닛은 141dB로 139dB 요구 조건보다 큽니다.
여기서 매우 유용한 수학이 보입니다. 바로 임의의 와트 수의 파워 앰프를 dBW(데시벨 와트)로 환산하는 공식입니다:
공식 3:
10log(와트 수)
마찬가지로 중음 유닛도 공식 2를 도입하여 구합니다. 다만 저주파 유닛의 SPL이 기준보다 낮으므로, 이 설정한 음압 기준을 충족시키려면 동일한 응답 주파수의 저음 스피커 수량을 한 배 더 추가해야 합니다.
두 번째 방식은 전체 주파수 대역의 음압에 맞추기 위해 중/고음역 에너지를 줄이는 것입니다. 이는 상대적으로 앞서 설정한 음압 기준값을 낮추는 것을 의미합니다.
만약 141dB SPL 음압값을 139dB SPL 위치로 낮춘다면, 이는 단순히 3dB의 문제가 아닙니다. 앞선 글에서 언급했듯이, 인간은 소리의 크기 변화 특성상 ±3dB의 증감에 대해, 이 3dB의 증감은 이미 파워 앰프 출력의 ±10배 변화를 가져온 것입니다.
위 내용은 8옴 방식을 예시로 했습니다. 실제 투자 적용 시에는 대부분 4옴 병렬 연결 방식을 사용합니다. 즉, 두 개의 스피커를 앰프의 한 채널에 연결하는 방식입니다. 이제 이것들이 어떻게 다른지 살펴보겠습니다. 고음 112dB 스피커 한 개에 한 개를 더 추가하면 115dB가 됩니다.
10log(10^(112/10) + 10^(112/10)) = 115
또한 200W 앰프가 4옴 임피던스일 때, 일반적으로 75%의 에너지가 증가합니다. 전기적 필요성, 선로 손실 등으로 인해 100%는 불가능하므로, 대략 300W의 출력으로 이 두 개의 고음을 구동하게 됩니다.
공식 2에 대입:
음압 최대값 = 스피커 1W@1m 감도 + 10log(AES 선언 최저 정격 전력) + 6dB 피크
MaxSPL = 115dB + 10log(300) + 6dB
MaxSPL = 115 + 24.7 + 6
MaxSPL = 145.7 = 146dB
이 결과는 우리가 설정한 음압 기준을 충족시킵니다. 파워 앰프를 추가하지 않은 상태에서 음압이 증가했습니다. 그렇다면 다른 점은? 바로 스피커 수량을 추가했으며, 더 중요한 것은 각 파워 앰프가 모두 작업 중에 소비 전류가 두 배로 증가한다는 점입니다. 가장 주의해야 할 점은 온도 보호 문제입니다. 많은 파워 앰프는 온도가 상승하면 종종 트립되거나 출력을 자동으로 낮추어 회로 온도를 빠르게 낮추는데, 이는 문제입니다.
OK, 앞서 언급한 8옴 내용으로 돌아가면, 사실 내공 있는 사람들은 이미 알고 있습니다: 소리 크기가 두 배로 커지는 느낌을 얻으려면 거의 10dB의 차이가 나야 다르게 느낄 수 있다는 것을.
따라서 우리는 여전히 실무적으로 접근해야 합니다. 여기서 설명드립니다, 독자 여러분. 우리는 위에서 언급한 특정 브랜드 스피커의 각 음역 최대 SPL 값을 알고 있으므로, 이제 적절한 출력의 파워 앰프를 선택해야 합니다. 이 공식을 사용하여 각 음역의 전력 정격값을 구합니다:
공식 4:
dBW = 음압 피크 ─ 음역 유닛의 감도 + 거리 손실
공식의 (음압 피크)는 앞서 유도한 동적 피크 101dB(95dB 청취 + 6dB 동적 피크)이며, 여기에 우리가 원하는 10dB 동적 여유(Head Room)를 추가합니다. 따라서 101dB + 10dB = 111dB입니다. 음역 유닛의 감도는 스피커 내 각 음역 유닛의 1W@1m 값입니다. 거리 손실은 앞서 80피트(24미터)에서 구한 28dB 음압 손실값입니다. OK, 이제 각 음역 값을 대입하여 필요한 전력량을 구합니다:
고주파(111dB ─ 112dB) + 28dB = 27dBW.
중주파(111dB ─ 109dB) + 28dB = 30dBW.
저주파(111dB ─ 103dB) + 28dB = 36dBW.
dBW를 다시 와트 수로 환산하면 부록 표에서 일단의 실마리를 볼 수 있습니다,
고주파 27dBW = 500W
중주파 30dBW = 1000W
저주파 36dBW = 4000W
정리 후, 우리는 몇 가지 차이점을 봅니다. 바로 저음 부분의 데이터는 상당한 증강이 필요하다는 점입니다. 우리는 1000W 파워 앰프와 저음 스피커를 여러 세트 사용하거나, 위에서 언급한 4옴 방식을 사용하여 설정한 기준에 도달할 수 있습니다. 이 글의 내용을 읽고 나면, 또한 몇 가지 간단한 수학 공식을 얻게 됩니다. 이 공식들은 우리의 사전 계획에 얼마나 많은 음압이 필요한지, 사용할 동적 값 등을 계산하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 여러분은 자신이 사용하는 메인 스피커의 사양이 얼마인지 확인해보세요. 제가 사용하는 MARTIN VRS-1000을 예로 들면,
1m@1W=106dB, 저는 1000W 파워 앰프를 사용합니다. 따라서 106 + 30 = 136dB
1m 지점에서, 그런 다음 일반적인 4옴 연결 방식을 사용하면 109 + 31.5 = 140.5dB 정도가 됩니다(1m 위치).
이 글의 목적은 여러분이 자신의 파워 앰프와 스피커 장비가 얼마나 많은 에너지를 가질 수 있는지 이해하도록 하는 것입니다. 여기에는 소위 '좋은 소리' 또는 '나쁜 소리'는 포함되지 않습니다. 이는 단지 파워 앰프와 스피커에 관한 것입니다. 앞으로 확장하면 전단(前段) 부분입니다. 이들은 어디에 조정되어야 할까요? 기준은 어디일까요? 이 모두가 시스템 구축 후 조정하고 이해해야 할 사항들입니다.
Mixing Console&Processors (믹싱 콘솔과 프로세서)
믹싱 출력 레벨과 다운스트림 프로세서 간의 레벨 기준, 마지막으로 파워 앰프에 연결할 때, 여러분은 반드시 명확히 이해해야 합니다. 믹싱 콘솔로 조합된 음향 신호의 신호 레벨이 어느 정도 지시점에서 파워 앰프를 풀 로드(Full Load) 상태로 만들 수 있는지, 어느 정도의 레벨 지시점에서 앰프가 최대 피크 클리핑(Peak Clipping)에 도달하는지, 이것은 매우 중요합니다.
일반적인 믹싱 콘솔은 모두 +18dBu, 심지어 +24dBu 사이의 출력 레벨 기준을 처리할 수 있습니다. 간단히 말해, 만약 일반 +4dBu(1.23V)=0VU로 설정하고; 또한, 여러분의 디지털 처리 장비가 -18dB(dBFS) 또는 -20dB(dBFS)=+4dBu라면, 상대적으로 여러분의 앰프가 0.775V 또는 1.4V에서 풀 로드(Full Load)로 구성되었다면, 여러분은 앰프가 작동하는 범위를 명확히 이해할 수 있을 것입니다. 따라서 앰프의 피크 클리핑과 앰프의 이득을 데시벨 수치와 전압 사이에서 이해하고 정의하는 것이 매우 중요합니다.