음향 시스템 신호 전송 시 주의해야 할 사항
[가이드] 전문 음향 시스템은 모두 많은 다른 기능의 장비로 구성됩니다. 사용 요구 사항에 따라 음향 시스템을 설계하고 사용할 장비를 선정한 후에는, 이러한 분리된 장비를 설계 요구 사항에 따라 연결하여 설계 요구 사항을 구현할 수 있는 완전한 음향 시스템을 구성해야 합니다.
고정 설치 시스템의 경우 장비를 랙에 설치하고 모든 시스템 연결선을 일정한 표준 및 규범에 따라 고정 설치해야 합니다. 콘서트, 야외 공연 등과 같은 이동식 시스템의 경우 장비와 케이블에 효과적인 임시 고정 조치를 취하여 안전을 보장해야 합니다.
음향 시스템의 연결 및 설치에는 많은 공학적 문제가 포함됩니다. 음향 제어실 설계 및 건설, 음향 시스템 케이블 배관 공사, 시스템 전원 공급 등이 포함됩니다. 여기서는 음향 시스템 신호 전송 시 주의해야 할 몇 가지 문제에 대해 논의해 보겠습니다.
1. 임피던스 매칭
신호 입력 포트는 신호 출력 포트의 부하입니다. 이들 간의 임피던스 매칭이 어느 정도 범위 내에서 요구 사항을 충족해야 하는지는 일반적으로 신호 출력 장치의 설계 요구 사항에 따라 달라집니다. 오디오 전기 신호의 전송 상태를 최적화하려면 신호 입력 인터페이스의 임피던스가 신호원 출력 인터페이스가 부하에 대해 요구하는 임피던스 매칭 요구 사항을 반드시 충족해야 합니다. 그렇지 않으면 음향 장비의 작업 상태에 영향을 미쳐 출력 신호의 왜곡을 초래할 수 있습니다. 심각한 경우 음원 장비가 손상될 위험도 있습니다.
이론적으로, 출력 임피던스가 부하 임피던스와 같을 때 신호 전송 효율이 가장 높습니다. 만약 출력 임피던스가 부하 임피던스보다 크면 신호 전기 에너지의 대부분이 신호 출력 회로에서 손실되어 분명히 신호 전송에 불리합니다. 따라서 음향 장비는 일반적으로 입력 임피던스가 출력 임피던스보다 크게 설계됩니다.
일반적인 음향 장비 연결은 부하 임피던스가 신호 출력단 임피던스보다 크기만 하면 정상적으로 작동할 수 있습니다. 그러나 음향 장비의 입력 임피던스는 너무 높거나 낮게 설계될 수 없습니다. 너무 높으면 급전선의 간섭 저항성이 떨어지고, 너무 낮으면 주파수 응답 지표가 저하될 수 있습니다.
2. 신호 전송 레벨
음향 시스템 연결의 목적은 신호를 전달하는 것입니다. 오디오 신호 전송의 최적 상태는 신호원 출력 레벨 값이 반드시 입력 인터페이스의 감도보다 크거나 같아야 합니다. 그렇지 않으면 신호의 신호 대 잡음비(SNR) 지표가 악화될 수 있습니다. 전문 음향 장비의 라인 입력 및 출력 회로 이득은 일반적으로 0dB로 설정됩니다. 즉, 장비는 입력 또는 출력 신호 레벨을 증폭하거나 감쇠하지 않아 전송 과정에서 레벨 값을 유지할 수 있도록 합니다. 이는 주로 레벨 제어 유닛의 조정이 수치적으로 보장될 수 있도록 하기 위함입니다.
시스템 연결 시 출력 및 입력 레벨의 매칭에 유의해야 합니다. 그렇지 않으면 클리핑 왜곡이 발생하거나 신호 구동이 부족하여 전체 시스템의 신호 대 잡음비가 저하될 수 있습니다. 일반적으로 음향 장비(믹서, 주변 장치, 파워 앰프) 간 연결은 라인 레벨 신호로 전달됩니다. 일반적으로 두 가지 라인 표준이 있습니다. 하나는 +4dB(1.228V)이고 다른 하나는 0dB(0.775V)입니다. 시스템에서 사용하는 장비의 라인 레벨이 통일되는 것이 가장 좋으며, 이렇게 하면 조정 및 사용이 편리합니다. 또한 일부 사운드 처리 장비, 특히 이펙터는 전기 악기와 전문 음향 시스템의 요구를 동시에 충족시키기 위해 인터페이스 레벨 전환 기능을 설정합니다. 이 전환 스위치는 일반적으로 장비 뒷면에 있으며 +4dB, -10dB, -20dB 등으로 설정할 수 있습니다. 확성 시스템을 사용할 때는 반드시 +4dB 단으로 조정해야 합니다.
3. 약한 신호 연결 방식
전문 음향 장비의 입력 및 출력 단자에는 언밸런스, 트랜스포머 밸런스, 차동 밸런스 등 여러 방식이 있습니다. 밸런스와 밸런스, 언밸런스와 언밸런스 포트 사이는 직접 신호를 공급할 수 있습니다; 요구 사항이 높은 경우에는 밸런스와 언밸런스 포트 사이에 특별한 변환기를 거쳐야만 상호 연결할 수 있습니다. 변환기에는 일반적으로 무변압기 변환기, 반전압 변환기, 유선 차동 증폭 변환기의 세 가지 유형이 있습니다.
일부 요구 사항이 높지 않은 경우에는 신호의 언밸런스 단자와 밸런스 단자 사이에 직접 급전할 수 있습니다. 연결 방법은 다음과 같습니다: 밸런스단의 핫 단자를 언밸런스단의 신호 단자에 연결하고, 밸런스단의 콜드 단자를 언밸런스단의 접지 단자에 연결하며, 밸런스단의 접지 단자는 신호 급전선의 차폐층에 연결합니다.
파워 앰프와 스피커 간의 전력 전송을 제외하고, 시스템의 간섭 저항성을 높이고 신호 대 잡음비를 보장하기 위해 전문 음향 시스템의 신호 연결은 가능한 한 밸런스 방식으로 전송해야 합니다. 전문 음향 장비는 일반적으로 밸런스 입력 및 출력 기능을 제공합니다.
밸런스 방식 신호 전송은 3선 방식을 사용합니다. 2심 차폐선으로 연결하며, 차폐 망층은 접지선으로 사용하고 나머지 두 가닥의 심선은 각각 신호 핫 단자(참조 정단)와 콜드 단자(참조 부단)에 연결합니다. 두 신호 심선에 흐르는 신호 전류는 크기가 같고 방향이 반대이기 때문에 전송선상에 유도된 외부 전자기 간섭은 입력단에서 서로 상쇄됩니다.
전문 음향 시스템에는 때로 가정용 음원 장비를 사용하기도 합니다. 이들의 출력은 언밸런스입니다. 또한 전기 악기 중 전기 기타, 전기 베이스, 전자 키보드, 신디사이저 등도 언밸런스 출력 방식을 사용하므로 음향 시스템 연결은 불가피하게 일부 언밸런스 방식 연결을 사용하게 됩니다. 이때 다음 두 가지 사항에 특별히 유의해야 합니다: 첫째, 언밸런스 방식을 사용할 때, 특히 전송 레벨이 낮을 경우 연결 케이블 길이를 가능한 한 짧게 해야 합니다. 필요한 경우 언밸런스 출력 장비 근처에 증폭기를 설치하여 레벨을 높이고 밸런스 출력으로 변환한 후 장거리 전송하거나, 변압기를 사용하여 신호를 밸런스 방식으로 변환한 후 장거리 전송할 수 있습니다.
고정 설치 시스템의 경우 장비를 랙에 설치하고 모든 시스템 연결선을 일정한 표준 및 규범에 따라 고정 설치해야 합니다. 콘서트, 야외 공연 등과 같은 이동식 시스템의 경우 장비와 케이블에 효과적인 임시 고정 조치를 취하여 안전을 보장해야 합니다.
음향 시스템의 연결 및 설치에는 많은 공학적 문제가 포함됩니다. 음향 제어실 설계 및 건설, 음향 시스템 케이블 배관 공사, 시스템 전원 공급 등이 포함됩니다. 여기서는 음향 시스템 신호 전송 시 주의해야 할 몇 가지 문제에 대해 논의해 보겠습니다.
1. 임피던스 매칭
신호 입력 포트는 신호 출력 포트의 부하입니다. 이들 간의 임피던스 매칭이 어느 정도 범위 내에서 요구 사항을 충족해야 하는지는 일반적으로 신호 출력 장치의 설계 요구 사항에 따라 달라집니다. 오디오 전기 신호의 전송 상태를 최적화하려면 신호 입력 인터페이스의 임피던스가 신호원 출력 인터페이스가 부하에 대해 요구하는 임피던스 매칭 요구 사항을 반드시 충족해야 합니다. 그렇지 않으면 음향 장비의 작업 상태에 영향을 미쳐 출력 신호의 왜곡을 초래할 수 있습니다. 심각한 경우 음원 장비가 손상될 위험도 있습니다.
이론적으로, 출력 임피던스가 부하 임피던스와 같을 때 신호 전송 효율이 가장 높습니다. 만약 출력 임피던스가 부하 임피던스보다 크면 신호 전기 에너지의 대부분이 신호 출력 회로에서 손실되어 분명히 신호 전송에 불리합니다. 따라서 음향 장비는 일반적으로 입력 임피던스가 출력 임피던스보다 크게 설계됩니다.
일반적인 음향 장비 연결은 부하 임피던스가 신호 출력단 임피던스보다 크기만 하면 정상적으로 작동할 수 있습니다. 그러나 음향 장비의 입력 임피던스는 너무 높거나 낮게 설계될 수 없습니다. 너무 높으면 급전선의 간섭 저항성이 떨어지고, 너무 낮으면 주파수 응답 지표가 저하될 수 있습니다.
2. 신호 전송 레벨
음향 시스템 연결의 목적은 신호를 전달하는 것입니다. 오디오 신호 전송의 최적 상태는 신호원 출력 레벨 값이 반드시 입력 인터페이스의 감도보다 크거나 같아야 합니다. 그렇지 않으면 신호의 신호 대 잡음비(SNR) 지표가 악화될 수 있습니다. 전문 음향 장비의 라인 입력 및 출력 회로 이득은 일반적으로 0dB로 설정됩니다. 즉, 장비는 입력 또는 출력 신호 레벨을 증폭하거나 감쇠하지 않아 전송 과정에서 레벨 값을 유지할 수 있도록 합니다. 이는 주로 레벨 제어 유닛의 조정이 수치적으로 보장될 수 있도록 하기 위함입니다.
시스템 연결 시 출력 및 입력 레벨의 매칭에 유의해야 합니다. 그렇지 않으면 클리핑 왜곡이 발생하거나 신호 구동이 부족하여 전체 시스템의 신호 대 잡음비가 저하될 수 있습니다. 일반적으로 음향 장비(믹서, 주변 장치, 파워 앰프) 간 연결은 라인 레벨 신호로 전달됩니다. 일반적으로 두 가지 라인 표준이 있습니다. 하나는 +4dB(1.228V)이고 다른 하나는 0dB(0.775V)입니다. 시스템에서 사용하는 장비의 라인 레벨이 통일되는 것이 가장 좋으며, 이렇게 하면 조정 및 사용이 편리합니다. 또한 일부 사운드 처리 장비, 특히 이펙터는 전기 악기와 전문 음향 시스템의 요구를 동시에 충족시키기 위해 인터페이스 레벨 전환 기능을 설정합니다. 이 전환 스위치는 일반적으로 장비 뒷면에 있으며 +4dB, -10dB, -20dB 등으로 설정할 수 있습니다. 확성 시스템을 사용할 때는 반드시 +4dB 단으로 조정해야 합니다.
3. 약한 신호 연결 방식
전문 음향 장비의 입력 및 출력 단자에는 언밸런스, 트랜스포머 밸런스, 차동 밸런스 등 여러 방식이 있습니다. 밸런스와 밸런스, 언밸런스와 언밸런스 포트 사이는 직접 신호를 공급할 수 있습니다; 요구 사항이 높은 경우에는 밸런스와 언밸런스 포트 사이에 특별한 변환기를 거쳐야만 상호 연결할 수 있습니다. 변환기에는 일반적으로 무변압기 변환기, 반전압 변환기, 유선 차동 증폭 변환기의 세 가지 유형이 있습니다.
일부 요구 사항이 높지 않은 경우에는 신호의 언밸런스 단자와 밸런스 단자 사이에 직접 급전할 수 있습니다. 연결 방법은 다음과 같습니다: 밸런스단의 핫 단자를 언밸런스단의 신호 단자에 연결하고, 밸런스단의 콜드 단자를 언밸런스단의 접지 단자에 연결하며, 밸런스단의 접지 단자는 신호 급전선의 차폐층에 연결합니다.
파워 앰프와 스피커 간의 전력 전송을 제외하고, 시스템의 간섭 저항성을 높이고 신호 대 잡음비를 보장하기 위해 전문 음향 시스템의 신호 연결은 가능한 한 밸런스 방식으로 전송해야 합니다. 전문 음향 장비는 일반적으로 밸런스 입력 및 출력 기능을 제공합니다.
밸런스 방식 신호 전송은 3선 방식을 사용합니다. 2심 차폐선으로 연결하며, 차폐 망층은 접지선으로 사용하고 나머지 두 가닥의 심선은 각각 신호 핫 단자(참조 정단)와 콜드 단자(참조 부단)에 연결합니다. 두 신호 심선에 흐르는 신호 전류는 크기가 같고 방향이 반대이기 때문에 전송선상에 유도된 외부 전자기 간섭은 입력단에서 서로 상쇄됩니다.
전문 음향 시스템에는 때로 가정용 음원 장비를 사용하기도 합니다. 이들의 출력은 언밸런스입니다. 또한 전기 악기 중 전기 기타, 전기 베이스, 전자 키보드, 신디사이저 등도 언밸런스 출력 방식을 사용하므로 음향 시스템 연결은 불가피하게 일부 언밸런스 방식 연결을 사용하게 됩니다. 이때 다음 두 가지 사항에 특별히 유의해야 합니다: 첫째, 언밸런스 방식을 사용할 때, 특히 전송 레벨이 낮을 경우 연결 케이블 길이를 가능한 한 짧게 해야 합니다. 필요한 경우 언밸런스 출력 장비 근처에 증폭기를 설치하여 레벨을 높이고 밸런스 출력으로 변환한 후 장거리 전송하거나, 변압기를 사용하여 신호를 밸런스 방식으로 변환한 후 장거리 전송할 수 있습니다.