# by | 2011/05/05 16:49 | 내 맘대로 바라보기 | 트랙백 | 덧글(0)
Horn Type 스피커의 특징은 다른 타입의 스피커보다 변환 효율이 넓고, 지향성이 강하다는 특징이 있지요.
지향성은 특정 방향으로 음향 에너지가 집중되거나 분산되는 것을 말하지요.
여기서 의문이 생기는데요..스피커 타입별로 지향성에 차이가 있다면 지향성의 정도를 판가름 하는 잣대도 있지 않을까...^^;;;
정보의 바다를 허우적 거리니 아래와 같이 다음과 같이나옵니다.
"Free Field를 가정하고, 음향중심의 On-Axis상에서 충분히 떨어진 A점의 음향 Intensity를
음향중심에서 A점까지의 거리를 반경B 로 하는 구면상 모든 점의 음향 Intensity의 평균으로 나눈값"
이어서 Directivity Index(지향 지수)라는 말이 나옵니다..뭔고하니..
음향 중심 On-Axis 기준으로 특정 방향에서 소리의 방사(Radiation) 특성을 수치화해서 나타낸 것이라고 하네요.
예를들어 Off-Axis 30도에서의 방사(Radiation)특성을 알고 싶다면,
반경B인 구면 On axis 기준으로 A점의 음향 Intensity 값을
30도 떨어진 지점의 Point들에서의 음향 Intensity 평균 값으로 나눈 값이 되겠군요.
단위는 dB입니다. 공식은 생략합니다.ㅋ
지향성이 넓다(약하다)는 말은 음향 Intensity가 Off-Axis에서 감쇄 정도가 적다는 말이고,
지향성이 좁다(강하다)는 말은 음향 Intensity가 Off-Axis에서 감쇄 정도가 크다는 말이죠.
오디오 생활을 즐기신다면 지향성이 넓은 것이 좋으냐,,좁은 것이 좋으냐,,궁금하실 겁니다만..
이 부분은 오디오 셋업 공간의 형태 및 크기, 반사/흡음 정도에 따라 반사/흡음이 발생하는 정도가 다르므로
스피커의 지향성에 따라 좋은 스피커 여부를 판단하는것에는 무리가 있어보입니다.
지향성이 강해서 반사음 없이 직접음만 들을 수 있어야 음원 녹음당시을 오리지널에 가깝다는 분들도 있습니다.
다만, 고주파 대역으로 갈수록 소리의 직진성이 강해지는 만큼 지향성이 좁아질테니..
On-Axis에서 벗어나는 정도에 따라 고역의 Roll-Off가 점진적으로 발생해야 될 것으로 생각되네요..^^
이 부분은 스피커의 모양, 디자인에 따른 회절과 연관성이 있겠군요..ㅋ
뿅~!
# by | 2010/08/06 14:06 | 트랙백 | 덧글(0)
# by | 2010/07/24 10:35 | 음향이론 모음 | 트랙백 | 덧글(0)
dB에 대해서는 다들 알고 계실 겁니다. 하지만 디지털에서의 dB에 대해선 많이들 모르시거나 혼동하시는 것을 봤습니다. 따라서 디지털에서의 dB단위인 dBfs에 대해 알아보기로 합니다.
dBfs는 Digital Audio가 발전하면서 나온 새로운 Unit입니다. 디지털에서도 dB는 표시가 되어야 하지 않겠습니까.... 다만, 아날로그와는 다르게 해야 겠지요. 그 이유는 디지털의 태생적 한계 때문 입니다.
아날로그에서의 다이나믹 레인지는 0dB를 기준으로 위로 Head Room의 영역이 있었습니다만, 디지털에서의 다이나믹 레인지는 전체 Full Scale(아날로그의 헤드룸까지 포함)을 하나의 Unit으로 인지하고 최저와 최고만을 인식하기 때문에 그렇습니다.
디지털은 2진수로 표기되지요. 0과 1로만... 모아니면 도 입니다. 이거 아님 저거 아니면 없는 것. (단세포인건지, 무식해서 용감한건지... 바보인지.... 아무튼... --;; 디지털이란 녀석은 그렇습니다.)
따라서 디지털에서의 다이나믹 레인지는 최고일 때가 0dBfs입니다. 다시 말해서, ADC에서 모든 변환값이 1이 될 때가 0dBfs=최고 높은 레벨 입니다. 그렇기 때문에, 모든 디지털 레벨미터를 보면 항상 숫자 앞에 " - " 마이너스 표시가 되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 숫자에서 0 아래는 음수가 되면서 앞에 - 를 붙이게 규정되어 있지요. 여기서도 그것을 따릅니다.
디지털에서 bit는 곧 진폭(Amplitude)을 나타냅니다. KHz는 Sampling Rate 다시 말해 해상도(Resolution)를 의미하지요.(어느 곳에서는 신호를 분해하는 능력 해서, 분해능 이라고도 합니다.) 여기서 Level은 진폭과 관계 있기 때문에, KHz는 잠시 잊어버리십시오.
디지털 시스템에서의 다이나믹 레인지(S/N비)는 RMS 잡음영역과 Full-Scale의 비율입니다. 이것은 다음의 방정식에 의해 산출될 수 있습니다.
n=양자화 bit수
이 방정식으로 16bit 디지털 오디오 기기의 다이나믹 레인지를 알 수 있습니다. 16bit의 진폭을 갖는 디지털 기기에서의 다이나믹 레인지는 얼마나 될까요?
자.. 공식 나왔습니다. 수학 싫어하시는 분들, 계산하는 것만 나오면 바로 화면 돌려 버리는 분들, 머리 깨지시는 분들 계시리라 생각합니다. 그러나 걱정마십시오! 다음의 것만 외워 두시면 금방 아실 수 있습니다.
1bit = Approx. 6dB
1bit는 약 6dB만큼의 진폭을 갖고 있습니다. '왜?'라고 물어보신다면.. - 가끔은 물어보지 말고 그냥 받아들여서 외워야 할 것도 있는 겁니다. (위 공식에서 유도된 것 입니다만...)
이렇듯 16bit의 진폭을 갖는 디지털 기기의 다이나믹 레인지는 계산을 해보면 16*6 = Approx. 96dB라는 진폭을 갖게 됩니다. 그래서 초기 44.1KHz 16bit 디지털 오디오 기기들의 다이나믹 레인지는 96dB 였었습니다. 요 근래 디지털 오디오기기들의 비약적인 발전으로 인하여 현재는 96KHz 24bit의 오디오기기들이 대중화되어가고 있는 추세입니다. 참고로 20bit는 120dB , 24bit는 144dB의 다이나믹 레인지를 갖습니다. 따라서 16bit 디지털 오디오 기기에서 가장 작은 소리는 -96dBfs입니다. (0000 0000 0000 0001)
FullScale에서의 입력레벨은 아날로그 입력 볼트레벨입니다. 왜냐하면, ADC에서 +,- 피크에서 클리핑이 발생하지 않는 레벨과 같기 때문이지요. (클리핑 생기도록 레벨을 조절할 것은 아니기에.)
아날로그 출력레벨에 의해 정해진 출력FullScale은 출력되는 동안 997Hz의 디지털 FullScale 사인파를 생성합니다. (단, 시그널 레벨이 상대적으로 THD+N(Noise) < -40dB 이라는 가정하에서)
자, 위에서 대략적인 dBfs에 대해서 공부해 봤습니다. 이렇듯 디지털로 넘어오면서 단위에도 변화가 생기고, 아날로그에 익숙해 있던 분들께는 적잖은 어려움이 있습니다. 눈치 빠르신 분들은 계속 중얼거리셨을 듯..... 네.. 바로 기준점을 어디에 둘거냐이죠.
뭐 초창기 개발자료들에는 입력레벨을 -3dBfs ~ -10dBfs에 둔다라고 명시는 되어 있으나, 어디까지나 개발자들 이야기이고... 실제 사용환경에서는 다릅니다. - 이유는 Clipping 때문입니다.
초기 16bit 디지털 오디오 기기의 경우 대게 -20dBfs를 기준으로 하여 0VU=+4dBm 으로 사용했었 습니다만, 아직까지 회사들마다 설정하는 기준 값들이 제각각 입니다. 따라서 매뉴얼을 잘 읽어보십시오. 어디를 0dB로 기준 삼았는지.... 그러나, 대게 요즘의 디지털 오디오에서는 24bit 96KHz까지 지원을 하다 보니 입력레벨의 기준점 역시 올라갔습니다. 따라서 -16dBfs ~ -12dBfs까지 놓고 쓰시면 됩니다. 단 모든 2496 기기들에 공통된 것은 아닙니다. 사용하실 때 참고정도 하시고, 입력레벨은 입력 소스의 순간 어택에 의해 시시각각 변할 수 있습니다. 그러나, -6dBfs는 넘지 않도록 주의해서 사용하시면 됩니다. 레벨미터가 달려 있는 디지털 기기들에는 기준점을 알 수 있는 표시가 되어 있습니다. 보통 오렌지 색이나 노란색으로 표시 되어 있습니다. 그 곳을 기준 삼으시면 됩니다.
다시 한 번 강조하지만, 디지털에서 0dBfs를 넘어간(Overflow) 시그널은 더 이상 시그널로의 가치 가 없는 노이즈일 뿐 입니다.
참고 Link dBfs+ (Overflow에 관한 Article) http://audioguy.co.kr/bbs/view.php?id=fmda&no=321 http://www.digido.com/portal/pmodule_id=11/pmdmode=fullscreen/pageadder_page_id=36 http://www.digido.com/portal/pmodule_id=11/pmdmode=fullscreen/pageadder_page_id=59 |
# by | 2010/07/24 10:16 | 음향이론 모음 | 트랙백 | 덧글(0)
# by | 2009/03/30 21:53 | 스피커 지식모음 | 트랙백 | 덧글(0)
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