케이블의 중요성과 음질에 미치는 영향

케이블의 중요성과 음질에 미치는 영향 카 오디오에는 다양한 케이블이 사용된다. 파워 앰프와 스피커를 연결하는 스피커 케이블, 헤드 유닛과 파워 앰프 등을 연결하는 라인 케이블, 같은 라인계라도 디지털 신호를 통하는 디지털 케이블, 전원공급용의 파워 케이블 등이 있다. 특히 최근에 와서는 오디오 기기들의 디지털화가 확산되면서 디지털 케이블에 관한 관심이 매우 높아졌다. 디지털 케이블은 일반적인 아날로그 신호가 아닌 디지털 신호를 전송하는 케이블로 소스유닛과 D/A컨버터 사이를 연결하기 위해 개발되었다. 이밖에 카 오디오에서도 자프코나 데논 같은 밸런스드 연결이 가능한 제품들이 출시되면서 이에 따른 케이블도 관심이 높다. 밸런스드 케이블은 흔히 방송국이나 PA 환경에 사용되는 케이블로 길이가 길어져도 신호 손실이 없다는 것이 장점이며, 실드선 1개와 2개의 신호선으로 구성되어 있다. 이와 대비되는 케이블로 흔히 사용되는 언밸런스드 케이블은 ＋와 －선 각각 하나씩으로 구성되어 있으며 거리가 짧은 환경에 사용되기 때문에 일반적인 오디오용 케이블로 알려져 있다. 뭐니뭐니 해도 가장 관심이 많은 케이블은 스피커 케이블인데, 그 기능만을 고려하면 파워 앰프와 스피커 사이를 이어주는 전도체라고 할 수 있을 것이다. 파워 앰프의 출력단자와 스피커의 입력단자를 피복도 무엇도 없는 벗겨진 단선으로 연결해도 그 목적은 충분히 수행할 수 있다. 하지만 이 상태로는 불편하고 아주 위험하다. 그래서 스피커 케이블은 왕복 신호선을 한 덩어리로 해 피복을 씌워 안전하고 사용하기 쉽게 제작해야 한다. 심선(芯線)도 홈용에는 단선도 있지만 도어의 개폐를 비롯해 여러 가지 어려운 조건이 있는 좁은 장소에서의 장착이 필요한 카 오디오용에서는 굵기가 가는 심선을 여러 가닥 합친 구조로 되어 있는 것이 보통이다. 그런데 스피커 케이블은 다른 케이블, 예를 들면 라인 케이블 주변과 비교하면 전도체가 상당히 두텁다. 왜냐하면 스피커를 구동하기 위한 앰프에서 상당한 양의 전류가 흐르기 때문이다. 어느 정도의 전류인가하면 4Ω의 스피커에 10W의 전력을 공급했다고 했을 때 실효치로 약 1.6A, 순간 최대치에 상당하는 파고치(첨두치)로는 약 2.2A가 흐른다. 4Ω 100W에서는 각각 5A, 7A, 스피커 부하가 2Ω으로 낮아진 상태에서 100W공급되면 약 7A, 약 10A라고 하는 큰 전류가 되고 만다. 이만큼의 전류를 항상 흐르게 하고 있는 것은 아니지만 스피커 케이블은 이런 전류에 충분히 견디기 위한 두터운 전도체가 필요한 것이다. 이처럼 스피커 케이블은 어느 정도의 두터운 전도체를 사용해 충분한 전류공급능력을 확보하면서 전류의 다양한 진폭과 피복의 구조 등이 음에 미치는 영향, 거기에는 인스톨레이션의 용이성과 가격까지 고려해 설계되고 있는 것을 염두에 둘 필요가 있다. 외관은 단순한 전선처럼 보일지 모르겠지만 스피커 케이블을 알면 알수록 노하우의 집결체임을 이해할 수 있게 될 것이다. 따라서 아래에서도 언급하겠지만, 케이블에 있어서 피복의 재질이나 선재의 배열 등도 음질의 영향에 매우 지대한 영향을 끼치므로 순도나 공법 등의 선재 자체의 특성에 너무 연연하지 않는 것이 좋다. 카 오디오 케이블의 차이점 카 오디오의 스피커 케이블에 관해 생각할 때 홈용과 자동차용의 차이가 분명히 있을까 라고 하는 의문을 갖게 될 것이다. 사용하는 장소는 다르지만 역할은 같지가 않다. 케이블로서의 성능은 큰 차이가 없지만 사용환경에 따른 사양, 예를 들면 내열성과 노이즈 특성에 관해서는 자동차에 탑재한다고 하는 조건에 맞게 설계해야 한다는 것이다. 그 이유를 예로 들면 확실히 알 수 있는데 앰프에서 송출하는 구동전류를 가능한 충실하게 스피커까지 보내는 것이 스피커 케이블의 역할. 그 점에 관해서는 홈용도 자동차용도 큰 차이가 있을 수는 없다. 하지만 케이블이 설치되는 자동차의 환경을 고려해 만들어지지 않으면 케이블 본래의 성능이 발휘될 수 없다. 그러면 실제로 무엇이 다를까. 최대의 차이점은 피복의 내열성이다. 홈용의 케이블은 주택의 실내라고 하는 환경이기 때문에 50℃ 이하에서 사용되는 것을 전제로 설계되는데 반해 자동차용은 그보다는 아주 높은 80℃이상까지 올라가는 온도특성을 확보해 제조하지 않으면 안된다. 경우에 따라서는 90℃이상까지 기준을 끌어 올려 설정하는 예도 있다. 스피커 케이블은 통상 카펫 아래에 설치된다. 자동차의 플로어 패널은 엔진 트랜스미션, 배기관과 가깝고 장소에 따라서는 상당한 열이 있다. 그 중에는 급격한 각도를 이루며 굴절된 곳도 있고 찌그러질 것 같은 힘이 가해진 장착상태로 되기도 하고 열에 의해 변형을 일으키며 최악의 경우는 단선 될 수 있다는 것도 고려해야 한다. 내열성은 어떤 경우에도 아주 중요한 조건이다. 내열성을 높이기 위해 하는 것이 열에 강한 피복의 개발이다. 피복 소재로서는 저렴한 PVC가 널리 사용되고 있는데 통상의 PVC는 60℃가 보증 온도다. 안전성 면에서 보면 50℃이하의 조건에서 사용되는 소재라고 한다. 하지만 PVC는 온도가 높아지면 딱딱해지기도 하고 케이블의 특성도 변하기 쉬운 단 점이 있다. 사실 카 오디오 케이블보다 홈용 케이블이 좀더 고급 제품이 많다. 이러한 이유로 카 오디오에 홈용 케이블을 사용하는 이른바 ‘케이블 마법에 걸린 자’가 많은데, 위와 같은 관점에서 본다면 그 실효성에 대해 한번 되짚고 넘어가야 하지 않을까 생각된다. 특히 대시보드 위에 고급 트위터 장착 시 홈용 케이블을 사용한다면 한 여름철 그 뜨거운 태양아래 올라가는 차량 실내 온도로 인해 제대로 된 효과가 얼마동안 지속될지 의문이며, 한철 사용한다고 해도 구입 비용에 따른 경제적 효과가 높지는 않을 것이다. 그러나 카 오디오 마니아라면 한순간의 엄청난 사운드 퀄리티를 위해서라면 아깝지도 않을 것이다. 제약 많은 자동차용 케이블 고급 케이블이라면 전도체와 절연체가 포함되어 그것을 더욱 위쪽에서 시스(바깥쪽의 절연체)로 고정하는 이중구조를 채용하고 있는 것이 많다. 안쪽의 전도체에 직접 접촉되는 절연체는 전기적인 특성이 좋은 것도 있어 발포 폴리에틸렌이 많이 사용되는데 절연체에는 전도체가 닳지 않도록 고정해 진동을 억제한다고 하는 성능도 요구된다. 이에 대해서는 각 제조회사마다 다양한 기술과 노하우가 투입되는 부분인데 예를 들면 내열, 내 파괴성, 복원력, 절연성이 뛰어나고 특히 절연성능이 아주 높은 품질을 가진 제품까지 개발되어 있다. 또 절연체는 재질에 따라서는 온도가 높아지면 전도체에 유해한 가스를 발생한다. PVC 등의 염화 비닐계 소재는 그 가스에 의해 전도체 표면을 검게 산화시키는 것이 많다. 고온부로 끌어낼 때는 잘 사용하지 않는 경향이 있다. 레오스토마의 경우는 가스량은 그다지 많지 않지만 그와 유사한 에라스토마계의 소재라면 전도체 표면만이 아닌 내부까지 침식되는 가스를 분출하는 성질이 있는 것이다. 절연체라는 이름 때문에 단순히 전기를 통하지 않는 물질이라고 생각할 수도 있겠으나 실제로는 그러한 것까지 고려해 만들어지고 있는 것이다. 얇고 유연성이 풍부한 것도 자동차용 케이블로서의 중요한 조건이다. 두터운 케이블을 무리 없이 통과시킨다는 주장을 하는 사람도 있겠으나, 일반적으로는 장착성능에 크게 좌우된다. 자동차용은 무턱대고 두터운 것이나 폭이 넓은 것을 사용해서는 안된다. 사실은 왕복 두 선 사이의 거리는 신호의 감소량을 좌우하는 요소 중 하나로 정전용량과 밀접한 관계가 있고 자동차용으로는 거리의 제약을 받아 설계가 단단하게 된다. 절연체도 내열성을 올리면 딱딱해지기 때문에 유연성을 잃지 않고 두텁게 한다는 것은 불가능하다. 외측의 시스도 단순한 피복이라고 생각할 수 있겠지만 이것도 재생음에 영향을 미친다. 하나의 전도체에 전류가 흐르면 그 주변에 두 개의 방향으로 다른 자장이 발생하고 그에 따라 전류의 통과를 억제한다고 하는 과전류 손실이 일어난다. 이 점에 관해서 과거에는 대부분 대책이 없었으나, 최근에는 특수한 티타늄의 분말을 시스에 혼입해 반도체 효과를 지속시켜 과전류를 해소하고 외래 노이즈의 영향도 배제하고 있다고 한다. 티타늄은 열에도 강하고 내열성 향상에도 도움이 되고 있다. 이렇게 본다면 자동차용 케이블은 홈용과는 아주 다르다는 것을 알 수 있을 것이다. 차 실내의 환경을 고려해 신중하게 설계된 질 좋은 케이블을 사용해야 한다는 것이다. 다양한 케이블의 재질 케이블의 전도체로는 동선이 사용된다. 동은 전도율이 높고 저렴하기 때문이다. 하지만 동에도 다양한 종류가 있다. 가장 기본적인 것이 보통의 전선에 사용되고 있는 터프 피치동(TPC)도 철과 납, 유황, 주석 등의 금속 외에 산소 등의 불순물을 300∼500ppm 포함하고 있다. 산소 함유율은 10ppm이하의 OFC(무산소동)는 오디오에 관심 있는 사람이라면 그 이름은 들어 본 적이 있겠지만 위에서 이야기한 것 같은 불순물 중에 주로 산소의 양을 적게 한 것이 이 소재이며 스피커 케이블에 한하지 않고 오디오에는 광범위하게 사용되고 있다. 전도율은 TPC보다도 0.5∼2%정도 높다. 가격도 그다지 높지 않고 가격 대 성능비가 좋기 때문에 오디오 케이블 전도체의 표준으로 되어 있다. 또한 OFC는 강도면에서도 우수하기 때문에 자동차의 라디에이터와 TV의 피터 선으로도 사용된다. 케이블의 단말처리로 사용되는 압착단자도 OFC다. OFC의 순도를 더욱 높인 것이 6N, 7N, 나아가서는 8N에 이르는 이른바 고순도 동이다. 예를 들면 6N의 경우 순도가 99.999999%(9가 여섯개)이기 때문에 이런 이름이 붙여졌다. 이처럼 고순도가 되면 이미 측정기의 순도를 초월하고 산소와 수소 등의 가스 불순물을 얼마나 추출하는 가로 순도를 결정하고 있는 것이 실정이다. 마이크로의 순도경쟁이라고 할 수 있을 것이다. 또 한쪽으로만 흐르는 전도체 성능 향상책으로 순도보다도 동의 결정을 크게 하고자 하는 연구로 전기의 흐름을 나쁘게 하는 결정 입계를 적게 하고자 하는 LC-OFC가 있다. OFC를 아르곤 가스 중에 약 900℃의 고온상태에서 열처리, 결정을 크게 성장시켜 이것을 전선으로 가공한다. 1m마다의 결정 수는 대략 20개이며 OFC의 경우는 5만개(참고로 TPC는 15만개)이므로 극적으로 결정수가 적어지는 것을 알 수 있을 것이다. 통상 동선을 만들 때에는 용해시킨 동을 냉각하면서 주조하는데 반해 PCOCC는 주조기를 덥혀 동을 종방향으로 성장시키면서 주조하는 것이다. 그 때문에 종래의 동은 바깥쪽에서 내부로 향해 응고해가기 때문에 중심 부근에 불순물과 가스가 깊고 넓게 축적되는 원인이 되기도 하고 결정 입계도 많다. PCOCC는 바깥쪽부터 따뜻해지기 때문에 내부로부터 굳어져 신호의 전송방향을 옆으로 꺾는 것 같은 입계는 불가능하다. PCOCC의 1m마다의 결정수는 겨우 1∼2개로 짧은 케이블로는 끝에서 끝까지가 1개의 결정이라고 하는 것도 있다. 통상의 PCOCC는 15∼20mmΦ정도의 봉 모양의 주괴로 만들어 그것을 이끌어 내면서 전선을 만드는 것인데 처음부터 세밀하게 만든 수퍼 PCOCC도 있다. 하지만 주조시의 결정속도(5∼6분/m)가 결정되기 때문에 대량생산이 곤란하고 가격은 훨씬 비싸진다. 최근에 관심이 고조되는 은선은 동보다 전기적 저항이 적어 우수한 전류 흐름의 특성을 가지고 있다고 한다. 원천적 문제인 산화의 부담이 따르는 동선보다 화학적으로 안정된 은선은 특히 강한 고역 재생의 특징을 가지고 있어 트위터 선으로 많이 활용되고 있으며 한 단계 발전된 은선 들이 많이 개발되어 강함이 아닌 힘이 있으면서 부드러운 고역 재생을 보여준다. 그러나 은선 이라고 알려진 몇몇 케이블 중 은 도금선을 잘못 알고 사용하는 경우가 많은데, 은 도금선은 어디까지나 은으로 얇은 피막을 이룬 재질을 사용하기 때문에 선택 시 유의해야 한다. 전도체의 꼬임 형태에 따른 음질경향 이번에는 전도체의 음질경향을 종합해보자. OFC를 기준으로 하면 하이클래스 OFC는 보다 자연스럽게 아름답고 매끄러운 사운드를 내며, 순도를 높인 6N, 7N 등의 소재는 정보량이 증가해 미세한 부분까지 단숨에 향상시켜 보여주는 방향으로, PCOCC는 고역이 늘어나고 저역이 줄어든 음이 된다. 이러한 각 소재가 가진 음질 경향을 살리기 위해 채용되는 것이 하이브리드 도체 구조이다. 도체 내에서 저역은 중심 부근을 흘러 주파수가 높아짐에 따라 외주에 가까운 부분을 흐르는 표피효과가 있고 거기에 맞춰 중심에는 저역용 전도체를 두고 주변에 고역용 전도체를 배치한다고 하는 수법이다. 예를 들면 중심 전도체에 PCOCC를 채용해 억제된 저역으로 하고 바깥쪽 전도체에 하이클래스 OFC를 씌워 부드러운 중고역을 배치해 밸런스 좋은 사운드를 추구하고 있는 것도 있다. 소재 사용법도 제조회사에 따라 다양한 형태로 나타난다는 것을 보여주고 있다고 할 수 있다. 하나의 전도체도 몇 10개, 몇 100개라고 하는 가는 선으로 이루어져 있다는 것은 이미 알고 있는 내용인데 선의 정리 법에도 노하우가 있다. 선은 우선 함께 꼬아져 가늘게 정리되고 이 타입을 깨끗이 처리해 전연체로 감싸게 되는데 꼬는 방향을 중심용과 외주용을 반대로 하고 있다. 우리가 무심코 사용하고 있는 케이블에도 이런 세심한 연구가 실시되고 있는 것이다. 왕복 두 개의 전도체를 어떻게 배선하는가도 음을 결정하는 중요한 요소다. 여기에는 두 개의 전도체를 평행으로 배열한 평행 2심(芯)(플래트형) 두 개를 꼰 트위스트형, 거기에 4개를 꼰 스타카드형 등 3타입이 있다. 이중 가장 인기있는 것이 평행 2심의 플래트형으로 밝고 개방적인 음색경향을 갖고 프론트의 메인 시스템에 적용할 수 있는 성격이며, 박형으로 인트톨레이션이 용이한 것도 이 타입의 장점이다. 전도체 사이의 거리는 고역성분의 전달능력을 좌우하는 정전용량(pf로 표시되는 이 수치가 작으면 고역이 증가하고 크면 감쇄한다)과도 밀접한 관계가 있고 케이블 제작 시에는 이것도 중요한 튜닝 항목이 된다고 한다. 두 개의 전도체를 꼰 트위스트형은 단면이 부드러워지기 때문에 외부의 노이즈로부터 강한 것이 특징이다. 음은 저역의 양감이 증가한 힘찬 방향으로 향하기 때문에 우퍼와 서브 우퍼에 가장 적합하다. 노이즈 때문에 머리 아픈 사람에게는 검토해볼 가치가 있는 케이블이라고 할 수도 있을 것 같다. 자동차용 스피커는 임피던스가 낮기 때문에 케이블의 도체저항의 크고 작음은 재생음에 상당히 큰 영향을 미친다. 트위터 용은 OFC 이상의 고급 전도체를 가진 고역성분을 로스 없이 전달 가능한 것이 케이블 선택의 포인트다. 케이블의 원론적 이해보다는 제대로 된 사용이 더 중요 카 오디오의 목적으로 들어갈 수 있는데, 결국 좋은 음악을 듣기 위해서 케이블에 대한 이해를 하고자 하며 더 들어가 자신의 자동차에서 사용하고자 함이다. 결국 좋은 제품이든 그저 평범한 제품이든 가장 중요한 사실은 바로 장착방법에 있다. 아무리 우수한 케이블이라도 가혹한 상태에서는 성능을 발휘할 수 없다. 케이블에 국부적인 힘을 가하지 않고, 급격하게 구부리지 않으며, 고온 부에 설치하지 않고 차량의 보기류에 가깝게 하지 않아야 한다는 점에 주의해야 한다. 특히 열에 관해서는 플로어 패널 근처는 피한다. 대부분의 자동차는 플로어 패널 아래로 배기관이 있고 그 주변은 상당히 높은 열이 발생하기 때문이다. 보기류를 피하는 것은 노이즈를 회피하기 위한 것. 전자펌프와 컴퓨터에는 특히 주의해야 한다. 또 라인 케이블은 노이즈의 혼입을 막기 위해 스피커 케이블과 파워 케이블로부터 멀리하는 것도 중요하다. 스피커 케이블의 방향성에도 주의해야 한다. 흔히 외피에 인쇄된 문자가 앰프 쪽에서부터 읽을 수 있도록 배선하는 것이 일반적이다. 파워 앰프의 터미널 구조에도 기인하지만 케이블 끝을 압착단자 등으로 정확하게 처리해 접속하는 것도 중요하다. 그렇지 않으면 심선이 풀리기도 하고 꺾어지기도 해 충분한 접촉이 이루어지지 않아 경우에 따라서는 단선 될 위험도 있다. 케이블 말단이라고 하면 이 부분의 관리도 꼭 해야한다. 케이블 전도체는 공기중의 산소와 수분, 자외선, 배기가스 중의 유해성분 등에 의해 열화 한다. 그 때문에도 말단의 미 처리는 꼭 필요한데, 예를 들어 처리해도 잘린 부분에서부터 침식되기 때문에 정기적으로(반년에 한번이 이상적이다) 접점 부활제 등으로 청소와 코팅을 해 반드시 너덜거리는 말단은 잘라 내 재접속 해주는 작업을 해야 한다. 금도금 단자는 산화방지효과가 크기 때문에 이 종류의 유지보수기간을 늘리는데는 좋은 방법이다