자동차 오디오 개조 입문에서 숙련까지
원차 오디오 소리가 층위감이 없고, 사운드 스테이지가 좁으며, 보컬이 충실하지 않다고 느끼십니까?
오디오를 한 번 업그레이드했음에도 고음이 충분히 선명하지 않고 저음이 힘이 부족하다고 생각하십니까?
원차 오디오로 음악을 듣는 것이 라디오를 듣는 것보다 못하다고 생각하십니까?
만약 위 문제 중 하나라도 해당된다면, 차량 오디오를 업그레이드해야 할 필요가 있을 수 있습니다. 어떻게 자동차 오디오를 개조하는지 모르신다면, 저희를 주목해 주세요! 매주 월, 수, 금요일마다 '베리 시티(非常城市)' 자동차가 특별 강좌 — '자동차 오디오 개조 입문에서 숙련까지'를 제공합니다. 매 수업은 몇 분만 투자해 읽으면 자동차 오디오 개조 방법을 쉽게 배울 수 있습니다!
1. 음향학 지식은 세 부분으로 나뉩니다.
(1) 소리
소리는 공기 분자의 진동입니다. 물체의 진동(우리는 이를 "음원"이라고 함)이 공기 분자의 상응하는 진동을 유발하고, 이는 인체 고막의 진동으로 전달되어 중이, 내이 등 일련의 청각 기관의 공동 작용을 통해 소리를 듣게 합니다. 모든 공기 분자의 진동이 소리를 형성하는 것은 아닙니다. 공기 분자의 진동에는 일정한 규칙이 있으며, 우리는 이를 "파동"으로 설명합니다. 아래에서 "음파"에 대해 간단히 설명하겠습니다:
(2) 음파
잔잔한 물 표면에 돌을 던지면 주변으로 퍼져 나가는 물결무늬가 생깁니다. 이는 우리가 직접 볼 수 있는 비교적 직관적인 "파동"입니다. 공기 분자 진동으로 형성된 음파는 조금 더 복잡합니다. 이는 음원에서 주변으로 입체적으로 퍼져 나가는 일종의 소밀파(疏密波)입니다. 공기 분자는 음원에서 귀까지 계속 달려오는 것이 아니라 본래 위치에서 진동하며, 이로 인해 인접한 공기 분자도 진동하게 되어 소리는 이렇게 음원에서 빠르게 외부로 전파됩니다. 소리는 공기 중에서 초속 331미터의 속도로 전파됩니다.
간단한 예를 들면, 밀밭의 파도 운동은 음파와 매우 유사합니다. 입자의 진동 방향과 파동의 진행 방향은 평행합니다. 파동은 매질을 통해 전파되어야 하며, 밀밭의 파동은 밭둑에 다다르면 자연스럽게 멈춥니다. 음파의 전파 매질은 공기 분자이므로 진공 상태에서는 소리가 전파될 수 없습니다.
(3) 소리의 주파수
음파가 초당 진동하는 횟수를 주파수라고 하며, 주파수가 20Hz~20KHz 사이인 것을 음파라고 합니다.
주파수가 20KHz보다 큰 것을 초음파라고 합니다.
주파수가 20Hz보다 작은 것을 차청파(次声波)라고 합니다.
초음파와 차청파는 인간의 귀로 들을 수 없습니다. 지진파와 해일은 모두 차청파입니다. 박쥐와 같은 일부 동물의 귀는 인간보다 훨씬 민감하여 초음파를 "들을" 수 있습니다.
세상에는 단일 주파수의 "순음(純音)"은 거의 존재하지 않습니다. 우리가 듣는 대부분의 소리는 다양한 주파수의 복합음입니다. 악기에서 나오는 단일 음은 주기적인 복합음이며, 음성은 비주기적인 복합음입니다.
소리의 주파수에 대해 좀 더 직관적인 개념을 가져보겠습니다:
큰 북의 "둥둥" 소리는 주파수가 매우 낮으며, 약 수십 헤르츠(Hz) 정도입니다.
인간 음성의 주파수 범위는 주로 200Hz에서 4000Hz 사이입니다.
징 소리, 방울 소리의 주파수는 약 2000Hz에서 3000Hz 정도입니다.
인간 음성에서 여성의 목소리는 남성보다 주파수가 조금 더 높습니다. 어린이의 목소리는 어른보다 주파수가 조금 더 높습니다. "아아" 소리는 주파수가 낮고, "이이" 소리는 주파수가 조금 더 높으며, "치치, 씨씩" 소리는 주파수가 가장 높습니다. 이 점을 아는 것은 실제 조정에 매우 유용하며, 보청기 착용 전후 환자가 소리 주파수에 반응하는 것을 테스트하는 데 자주 사용할 수 있습니다.
2. 소리의 기본 특성
(1) 음파의 전파 특성
음파는 전파 과정에서 반사, 굴절, 회절 및 간섭 현상 등을 발생시킵니다:
(1) 반사와 굴절: 음파가 한 매질에서 다른 매질의 경계면에 도달하면 반사 현상이 발생합니다. 장애물을 만나면 음파의 일부가 장애물 안으로 들어가 굴절됩니다.
(2) 회절: 음파가 벽이나 다른 장애물을 만나면, 음파의 일부가 장애물의 가장자리를 돌아서 계속 전파되는 현상입니다.
(3) 간섭: 간섭이란 동일한 주파수의 음파가 전파되면서 서로 겹쳐져 음파가 어떤 곳에서는 강해지고 어떤 곳에서는 약해지는 현상을 말합니다.
위의 세 가지 주요 특성 외에도, 음파는 전파 과정에서 흡수 및 투과 현상, 공진 현상, 감쇠 현상 등의 특성을 가집니다.
(2) 소리의 삼 요소
소리는 주로 음량, 음정, 음색 이 세 가지 요소를 통해 그 특성을 나타냅니다.
(a) 음량(Volume)은 음의 강약에 대한 인간 귀의 주관적 감각을 말합니다. 음량은 주로 음파의 진폭 크기에 따라 결정됩니다.
(b) 음정(Pitch)은 음의 높낮이에 대한 인간 귀의 주관적 감각을 말합니다. 음정은 주로 음파의 주파수에 따라 결정됩니다.
(c) 음색(Timbre)은 음의 색채(특색)에 대한 인간 귀의 주관적 감각을 말합니다. 음색은 주로 소리의 스펙트럼 구조에 따라 결정됩니다.
소리의 삼 요소
가청음의 강도와 주파수 범위
3. 인간 귀 청각의 기본 특성
(1) 인간 귀 청각 범위
가청음, 최소 가청역(聽閾), 통역역(痛閾)이 인간 귀의 청각 범위를 결정합니다.
(1) 가청음(Audible Sound): 정상인이 들을 수 있는 소리를 말하며, 주파수 범위는 20Hz~20kHz로, 이를 오디오(Audio)라고 합니다.
(2) 최소 가청역(聽閾, Auditory Threshold): 소리가 들리기 위한 최소 음압 레벨을 말하며, 소리의 주파수와 관련이 있습니다. 양호한 청취 환경에서 청력이 정상인 청년은 800~5000Hz 주파수 범위에서의 최소 가청역이 0 데시벨(dB)에 매우 가깝습니다(해당 음파의 음압값: 0.00012 파스칼).
(3) 통역역(痛閾, Threshold of Pain): 귀가 통증을 느끼게 하는 음압 레벨을 말하며, 소리의 주파수와는 크게 관계가 없습니다. 일반적으로 음압 레벨이 120dB에 도달하면 불쾌감을 느끼고, 140dB보다 크면 통증을 느끼며, 150dB을 초과하면 귀에 급성 손상이 발생합니다.
(2) 청감 등음 특성
청감 등음 특성은 사람들이 서로 다른 주파수의 순음에 대한 음량 감각을 나타내는 기본 특성으로, 일반적으로 등음 곡선으로 표시됩니다.
(1) 인간 귀는 3~4kHz 주파수 범위의 소리에 대한 음량 감각이 가장 민감합니다. 인간 귀는 저주파와 고주파 소리에 대한 민감도가 모두 감소합니다.
(2) 음압 레벨이 높을수록 등음 곡선은 평평해지는 경향이 있습니다. 음압 레벨이 다르면 등음 곡선에도 큰 차이가 있으며, 특히 저주파 영역에서 그렇습니다. 따라서 음악 재생 시, 특히 소음량 재생 시에는 등음 제어 회로를 사용하여 보상해야 합니다.
(3) 청감 역치 특성
청감 역치 특성은 인간 귀가 서로 다른 주파수의 소리에 대해 서로 다른 청감 민감도를 가지는 특성을 말합니다. 일반적으로 정상인이 들을 수 있는 소리 강도 범위는 0~140dB입니다. 인간 귀는 800Hz~5kHz 주파수 범위에서 최소 가청역이 0dB에 매우 가깝지만, 100Hz 이하의 신호나 18kHz 이상의 신호에 대한 청감 민감도는 크게 감소합니다.
(4) 청감 마스킹 특성
청감 마스킹 특성이란 강한 소리가 종종 약한 소리를 가려서 약한 소리를 들을 수 없게 하는 현상을 말합니다. 이 마스킹 특성에는 주파수 영역 마스킹과 시간 영역 마스킹이 있습니다.
(1) 주파수 영역 마스킹(Frequency Domain Masking): 진폭이 큰 주파수 신호가 인접 주파수에서 상대적으로 진폭이 작은 주파수 신호를 가려 들을 수 없게 하는 것을 말합니다.
(2) 시간 영역 마스킹(Temporal Masking): 시간상에서 강한 신호가 그 전후 일정 시간 동안의 약한 소리를 가려 들을 수 없게 하는 것을 말합니다.
오디오를 한 번 업그레이드했음에도 고음이 충분히 선명하지 않고 저음이 힘이 부족하다고 생각하십니까?
원차 오디오로 음악을 듣는 것이 라디오를 듣는 것보다 못하다고 생각하십니까?
만약 위 문제 중 하나라도 해당된다면, 차량 오디오를 업그레이드해야 할 필요가 있을 수 있습니다. 어떻게 자동차 오디오를 개조하는지 모르신다면, 저희를 주목해 주세요! 매주 월, 수, 금요일마다 '베리 시티(非常城市)' 자동차가 특별 강좌 — '자동차 오디오 개조 입문에서 숙련까지'를 제공합니다. 매 수업은 몇 분만 투자해 읽으면 자동차 오디오 개조 방법을 쉽게 배울 수 있습니다!
1. 음향학 지식은 세 부분으로 나뉩니다.
(1) 소리
소리는 공기 분자의 진동입니다. 물체의 진동(우리는 이를 "음원"이라고 함)이 공기 분자의 상응하는 진동을 유발하고, 이는 인체 고막의 진동으로 전달되어 중이, 내이 등 일련의 청각 기관의 공동 작용을 통해 소리를 듣게 합니다. 모든 공기 분자의 진동이 소리를 형성하는 것은 아닙니다. 공기 분자의 진동에는 일정한 규칙이 있으며, 우리는 이를 "파동"으로 설명합니다. 아래에서 "음파"에 대해 간단히 설명하겠습니다:
(2) 음파
잔잔한 물 표면에 돌을 던지면 주변으로 퍼져 나가는 물결무늬가 생깁니다. 이는 우리가 직접 볼 수 있는 비교적 직관적인 "파동"입니다. 공기 분자 진동으로 형성된 음파는 조금 더 복잡합니다. 이는 음원에서 주변으로 입체적으로 퍼져 나가는 일종의 소밀파(疏密波)입니다. 공기 분자는 음원에서 귀까지 계속 달려오는 것이 아니라 본래 위치에서 진동하며, 이로 인해 인접한 공기 분자도 진동하게 되어 소리는 이렇게 음원에서 빠르게 외부로 전파됩니다. 소리는 공기 중에서 초속 331미터의 속도로 전파됩니다.
간단한 예를 들면, 밀밭의 파도 운동은 음파와 매우 유사합니다. 입자의 진동 방향과 파동의 진행 방향은 평행합니다. 파동은 매질을 통해 전파되어야 하며, 밀밭의 파동은 밭둑에 다다르면 자연스럽게 멈춥니다. 음파의 전파 매질은 공기 분자이므로 진공 상태에서는 소리가 전파될 수 없습니다.
(3) 소리의 주파수
음파가 초당 진동하는 횟수를 주파수라고 하며, 주파수가 20Hz~20KHz 사이인 것을 음파라고 합니다.
주파수가 20KHz보다 큰 것을 초음파라고 합니다.
주파수가 20Hz보다 작은 것을 차청파(次声波)라고 합니다.
초음파와 차청파는 인간의 귀로 들을 수 없습니다. 지진파와 해일은 모두 차청파입니다. 박쥐와 같은 일부 동물의 귀는 인간보다 훨씬 민감하여 초음파를 "들을" 수 있습니다.
세상에는 단일 주파수의 "순음(純音)"은 거의 존재하지 않습니다. 우리가 듣는 대부분의 소리는 다양한 주파수의 복합음입니다. 악기에서 나오는 단일 음은 주기적인 복합음이며, 음성은 비주기적인 복합음입니다.
소리의 주파수에 대해 좀 더 직관적인 개념을 가져보겠습니다:
큰 북의 "둥둥" 소리는 주파수가 매우 낮으며, 약 수십 헤르츠(Hz) 정도입니다.
인간 음성의 주파수 범위는 주로 200Hz에서 4000Hz 사이입니다.
징 소리, 방울 소리의 주파수는 약 2000Hz에서 3000Hz 정도입니다.
인간 음성에서 여성의 목소리는 남성보다 주파수가 조금 더 높습니다. 어린이의 목소리는 어른보다 주파수가 조금 더 높습니다. "아아" 소리는 주파수가 낮고, "이이" 소리는 주파수가 조금 더 높으며, "치치, 씨씩" 소리는 주파수가 가장 높습니다. 이 점을 아는 것은 실제 조정에 매우 유용하며, 보청기 착용 전후 환자가 소리 주파수에 반응하는 것을 테스트하는 데 자주 사용할 수 있습니다.
2. 소리의 기본 특성
(1) 음파의 전파 특성
음파는 전파 과정에서 반사, 굴절, 회절 및 간섭 현상 등을 발생시킵니다:
(1) 반사와 굴절: 음파가 한 매질에서 다른 매질의 경계면에 도달하면 반사 현상이 발생합니다. 장애물을 만나면 음파의 일부가 장애물 안으로 들어가 굴절됩니다.
(2) 회절: 음파가 벽이나 다른 장애물을 만나면, 음파의 일부가 장애물의 가장자리를 돌아서 계속 전파되는 현상입니다.
(3) 간섭: 간섭이란 동일한 주파수의 음파가 전파되면서 서로 겹쳐져 음파가 어떤 곳에서는 강해지고 어떤 곳에서는 약해지는 현상을 말합니다.
위의 세 가지 주요 특성 외에도, 음파는 전파 과정에서 흡수 및 투과 현상, 공진 현상, 감쇠 현상 등의 특성을 가집니다.
(2) 소리의 삼 요소
소리는 주로 음량, 음정, 음색 이 세 가지 요소를 통해 그 특성을 나타냅니다.
(a) 음량(Volume)은 음의 강약에 대한 인간 귀의 주관적 감각을 말합니다. 음량은 주로 음파의 진폭 크기에 따라 결정됩니다.
(b) 음정(Pitch)은 음의 높낮이에 대한 인간 귀의 주관적 감각을 말합니다. 음정은 주로 음파의 주파수에 따라 결정됩니다.
(c) 음색(Timbre)은 음의 색채(특색)에 대한 인간 귀의 주관적 감각을 말합니다. 음색은 주로 소리의 스펙트럼 구조에 따라 결정됩니다.
소리의 삼 요소
가청음의 강도와 주파수 범위
3. 인간 귀 청각의 기본 특성
(1) 인간 귀 청각 범위
가청음, 최소 가청역(聽閾), 통역역(痛閾)이 인간 귀의 청각 범위를 결정합니다.
(1) 가청음(Audible Sound): 정상인이 들을 수 있는 소리를 말하며, 주파수 범위는 20Hz~20kHz로, 이를 오디오(Audio)라고 합니다.
(2) 최소 가청역(聽閾, Auditory Threshold): 소리가 들리기 위한 최소 음압 레벨을 말하며, 소리의 주파수와 관련이 있습니다. 양호한 청취 환경에서 청력이 정상인 청년은 800~5000Hz 주파수 범위에서의 최소 가청역이 0 데시벨(dB)에 매우 가깝습니다(해당 음파의 음압값: 0.00012 파스칼).
(3) 통역역(痛閾, Threshold of Pain): 귀가 통증을 느끼게 하는 음압 레벨을 말하며, 소리의 주파수와는 크게 관계가 없습니다. 일반적으로 음압 레벨이 120dB에 도달하면 불쾌감을 느끼고, 140dB보다 크면 통증을 느끼며, 150dB을 초과하면 귀에 급성 손상이 발생합니다.
(2) 청감 등음 특성
청감 등음 특성은 사람들이 서로 다른 주파수의 순음에 대한 음량 감각을 나타내는 기본 특성으로, 일반적으로 등음 곡선으로 표시됩니다.
(1) 인간 귀는 3~4kHz 주파수 범위의 소리에 대한 음량 감각이 가장 민감합니다. 인간 귀는 저주파와 고주파 소리에 대한 민감도가 모두 감소합니다.
(2) 음압 레벨이 높을수록 등음 곡선은 평평해지는 경향이 있습니다. 음압 레벨이 다르면 등음 곡선에도 큰 차이가 있으며, 특히 저주파 영역에서 그렇습니다. 따라서 음악 재생 시, 특히 소음량 재생 시에는 등음 제어 회로를 사용하여 보상해야 합니다.
(3) 청감 역치 특성
청감 역치 특성은 인간 귀가 서로 다른 주파수의 소리에 대해 서로 다른 청감 민감도를 가지는 특성을 말합니다. 일반적으로 정상인이 들을 수 있는 소리 강도 범위는 0~140dB입니다. 인간 귀는 800Hz~5kHz 주파수 범위에서 최소 가청역이 0dB에 매우 가깝지만, 100Hz 이하의 신호나 18kHz 이상의 신호에 대한 청감 민감도는 크게 감소합니다.
(4) 청감 마스킹 특성
청감 마스킹 특성이란 강한 소리가 종종 약한 소리를 가려서 약한 소리를 들을 수 없게 하는 현상을 말합니다. 이 마스킹 특성에는 주파수 영역 마스킹과 시간 영역 마스킹이 있습니다.
(1) 주파수 영역 마스킹(Frequency Domain Masking): 진폭이 큰 주파수 신호가 인접 주파수에서 상대적으로 진폭이 작은 주파수 신호를 가려 들을 수 없게 하는 것을 말합니다.
(2) 시간 영역 마스킹(Temporal Masking): 시간상에서 강한 신호가 그 전후 일정 시간 동안의 약한 소리를 가려 들을 수 없게 하는 것을 말합니다.