마이크로폰 테크닉 2강
- 마이크로폰 테크니컬 스펙 읽기 A (Technical Specifications)
이번 시간을 통해 스스로를 점검해보자. 일반적인 마이크 테크니컬 스펙에서 우리가 무엇을 볼 수 있으며, 얻어낼 수 있는지 체크해보자. 마이크 스펙에서 흔히 볼 수 있는 ‘Open Circuit Sensitivity’나 ‘The Equivalent Noise Level’들이 우리에게 어떠한 정보들을 주고 있는지....... 그리고 우리가 충분히 글한 정보들을 활용하고 있는지 확인하고, 카디오이드나 수퍼카디오이드 같은 일반적인 음향서적에서 쉽게 볼 수 있었던 의미도 우리가 실제 환경에서 얼마나 많은 응용을 하지 않고 두고 있는가를 생각하면, 이런 마이크에 대한 연구가 얼마나 필요한지 느낄 수 있을 것이다. 마이크의 정보가 우리안에서 어떻게 소화하고 있는지 다시 한번 살펴보는 시간이 되었으면 한다. |
마이크로 폰 감도(Free-Field Sensitivity)
사운드 에너지가 전기 에너지로 변환되는 것을 포함하는 모든 에너지 변환 과정에서는 사용자가 원하진 않는 노이즈를 동반하게 된다. 노이즈가 들리지 않기 위해선, 사용자가 원하는 사운드의 캡쳐 레벨보다 노이즈의 전압 레벨을 더 낮게 받아야 하고 이것은 좋은 마이크로폰이 높은 전기 전압을 생산해야 한다는 것과 의미가 같다고 볼 수 있을 것이다.
제조회사들마다 “Open Circuit Voltage”, “Sensitivity Unloaded”, “Free-Feield Sensitivity”, “Open Circuit Sensitivity(Zero Loading Capacitance)”와 “Sensitivity(Free-Field Loload)” 같은 마이크로폰 감도에 대해 서로 다른 용어를 사용하고 있다.
우선 컨덴서 마이크의 경우, 우리가 잘 알고 있듯이 액티브 컴포넌트의 Pre-Amplifier(팬텀파워라고 하면 금방 이해할 것이다.)를 통해 증폭 과정에서 노이즈를 동반한다.
마이크의 감도는 사운드의 압력에 대한 마이크로 폰에 출력 전압의 양으로 측정이 되고 있다. 감도에 대한 측정 주파수는 일반적으로 1Khz를 레퍼런스로 삼고 있으며, 측정 단위는 mV/Pa(Pa=Pascal)이다. 이전에는 mV/mbar의 단위를 사용하였으며, 1mV/mbar는 10mV/Pa과 동일하다.
측정을 이해하기 위해 다음 예가 적당할 수 있다. 일반적인 스피치가 대게 0.1 Pascal을 힘을 발생시킨다. 여기서 10mV/Pa의 감도를 가진 마이크로폰이 이러한 스피치의 마이크가 된다면 AC볼트로 1mV의 마이크 출력을 기대 할 수 있게 된다.
다이나믹 마이크의 경우, 일반적으로 2.5mV/Pa의 마이크 감도를 가지고 있다. 반면 컨덴서 마이크는 25mV/Pa으로, 전체적으로 볼 때 20dB가 더 높은 편이다. 어떤 경우에, 주어지는 데이터로 프리 필드 센서티비티가 dBU라는 단위로 주어지기도 한다.
일반 다이나믹 마이크로 폰 |
일반 컨덴서 마이크로 폰 |
0.5 ~ 2.5 mV/Pa = 0.05 ~ 0.25 mV/mb -66 ~ -52 dBV= -86 ~ 72 dBV |
2~25 mV/Pa =0.2~2.5mV/mb -54 ~-32 dBV =-74 ~ -52dBV |
위의 두 마이크의 스펙에서도 볼 수 있듯이, 컨덴서 마이크인 C414 B-XLS의 23mV/Pa와 다이나믹 마이크인 D112의 1.8mV/Pa의 차이를 찾을 수 있을 것이다. 물론 이 두가지 마이크는 감도에서 차이가 나지만, 이런 차이가 사운드의 좋고 나쁨을 만든다고 받아들여서는 않되며, 서로의 장점을 파악하여 적절한 소스에 적용하면 좋은 사운드를 만들수 있을 것이다. C414는 상대적으로 섬세한 사운드 마이킹에 충분한 성능을 발휘할 수 있으며, D112의 경우 음압이 크면서 다량의 저음을 가진 소스를 밸런스 있게 받을 수 있는 장점을 가지고 있다.
최대 SPL(SPL handling Capacity)
SPL은 Maximum Sound Pressure의 약자로 THD(Total Harmonic Distortion)이 1-3%가 되기 전까지의 최대 음압레벨이라고 할 수 있다. 레퍼런스 주파수는 대게 1KHz이며, 저음에 대한 특별한 기준은 없다. 컨덴서 마이크의 경우 120~150 dB로 측정이 되는 편이며, 다이나믹 마이크의 경우 상대적으로 아주 높은 음압도 감당할 수 있기 때문에, 테크니컬 스펙에서 상대적으로 비중이 있게 여기지 않는다.
Equivalent Noise Level
마이크로 폰이 얼마나 조용한지에 대한 정보라고 할 수 있으며 마이크 제조회사에 따라 ‘셀프 노이즈(Self-Noise)’, ‘Equivalents Noise SPL’과 ‘Noise Floor’로 표현되기도 한다.
셀프노이즈는 소리가 마이크에 들어가지 않을 만한 절대적으로 조용한 환경에서 발생하는 마이크 자체 노이즈라고 할 수 있다. 컨덴서 마이크는 프리-앰플리파이어로 인해 노이즈가 발생한다. 셀프-노이즈의 값이 작을수록 노이즈의 양은 적다. 좋은 스튜디오 마이크의 경우 일반적으로, 10~15dB-A의 노이즈 값을 가지고 있으며, AKG C4000B 와 Neumann TLM 103 같은 스튜디오 급 마이크들은 10dB-A까지도 도달한다.
S/N 비율 (Signal To Noise Ratio)
마이크 노이즈에 대한 측정 단위가 하나 남아있다. 94dB의 SPL(1Pa)를 기준으로 셀프노이즈 레벨을 측정하는 것이다.
예를 들어, 전체 마이크의 레벨이 94dB (SPL)로 측정 되고, 셀프 노이즈 레벨이 17dB-A로 측정 되었다면, S/N비율은 1파스칼에 대한 음압의 기준으로 삼는, 94dB에서 셀프 노이즈 17dB-A간의 차이의 값인, 77dB 이라고 말할 수 있게 된다.
94dB(1Pa에 대한 레퍼런스 SPL) - 17dB-A (셀프 노이즈) = 77dB (S/N 비율)
주파수 범위(Frequecy Range)
인간이 들을 수 있는 주파수를 가청주파수라고 하며 20~20KHz라는 것은 다들 잘 알고 있을 것이다. 자연환경은 매우 낮은 주파수의 사운드를 가지고 있으며, 이들 대부분은 엔지니어에게 원하지 않는 사운드가 되고 있으며 여기서 노이즈로 여겨지기도 할 것이다.
그런 이유로 마이크의 주파수의 범위는 대게 50Hz에서 시작하여 20KHz까지의 범위를 가지고 있다. 주파수 범위가 좁은 마이크의 경우 15KHz까지의 범위를 커버하는 마이크도 있다. 일반적으로 좋은 컨덴서 마이크는 대게 40Hz에서 20KH의 범위를 커버하고 있으며, 다이나믹 마이크의 경우 제한이 더 있지만, 좋은 다이나믹 마이크는 16KHz까지 커버한다. 마이크의 주파수 범위는 유용한 범위내에서 상하 한계로 정해지며, 선상(Linearity)을 기준하여 2.5dB의 편차반응 포인트로 해석되기도 한다.
Frequency Response
프리퀀시 리스펀스(주파수 반응)은 주파수와 마이크의 정면(On-Axis) 리스펀스(감도라고 할수 있는)와의 관계를 그래픽적으로 표현한 것이다. 이상적으로는 마이크의 프리퀀시의 리스펀스가 일직선이 되는 것이 맞을 수 있다. 하지만 완벽한 수평은 권장되지 않고 있다. 예를 들어 보컬 마이크 경우, 프리퀀시 리스펀스는 대게 미드레인지인 5KHz가 살짝 증폭되어 있으며, 이로 통해 보컬의 선명함을 보강하고 있다.
다음 마이크로폰 테크니컬 스펙 읽기(Technical Specifications) B에서는 스펙에서 등장하는 폴라 패턴(Polar Pattern)에 따른 마이킹 적용과 임피던스(Impeddance)등에 대해 알아보도록 하자.
참고 문헌
Microphone Practice, Norbert Pawera, 2003, PPVMEDIEN
Mordern Recording Techniques (6th Ed), David Miles Huber, 2005, Focal Press
Sound Reinforcement Handbook(2nd Ed), Gary Davis & Ralph Jones, 1990, Yamaha