경북신문
 

 

 
 

 

    홈 / 문화 / 음악

subject makesound의 몰라도 되는 음악상식 (11)

스피커 뒷면에 보면 +,- 표시가 되어있고 여기에 맞춰 앰프와 연결해야 한다더군요...
그런데 언젠가 실수로 반대로 연결해서 사용한적이 있는데 스피커가 고장이 날줄 알았더니 제대로 작동되었습니다. 왜 아무 문제도 없는데 스피커는 +,-를 꼭 맞추어 연결해야 하나요?


그렇죠. 전기제품을 사용할 때는 +,-를 제대로 연결해야만 작동합니다. 반대로 연결하면 기기가 아예 작동을 안 하거나 혹은 기기에 무리가 가서 고장이 나는 경우가 대부분입니다. 건전지의 +,-가 제대로 연결 되지 않으면 작동을 안 하는 것 처럼요.

스피커에도 +,-연결하는 부분이 구분되어있고, 이런 표시가 없다면 연결하는 부분의 색깔을 다르게 한다던가 혹은 플러그를 맞지 않게 만드는 방식을 사용해 어떻게든 서로 구분이 되게 만들어져 있습니다. 스피커 연결 케이블도 마찬가지 입니다.



스피커의 뒷면 연결단자


그래서 대부분의 사람들은 스피커와 앰프를 연결할 때 이 +,-극성에 신경을 쓰는데, 가끔 본인이 실수를 했는지 반대로 연결하고 음악을 들으시는 분들도 계십니다. 연결을 잘못 했으면 소리가 나지 않아야 한다고 생각하는데 스피커는 의외로 극성을 거꾸로 해도 소리는 잘나옵니다.  

그럼 작동을 잘하는데 왜 귀찮게 +,-구분을 지어서 사람을 헛갈리게 하는 것일까. 아니, 어째서 연결을 반대로 해도 스피커의 극성은 따지나 마나 라고 생각할 만큼 동작이 잘되는 것일까.

그런데, 사실은 극성을 반대로 연결하면 제대로 된 소리를 들을 수 없습니다. ‘반대로 연결하나 제대로 연결하나 스피커에서는 똑같은 소리가 잘만 나오는데 제대로 된 소리를 들을 수 없다니…’ 고개를 갸웃 하실 겁니다.

왜 제대로된 소리가 아닐까?  이것을 알려면 스피커의 구동이치와 약간의 전기적∙음향학적 지식이 필요합니다.

일단, 스피커의 구동 이치는 뭘까?  간단히 짚어보면 영구자석을 감싸는 코일에 전류가 흐르면 그 전류 변화에 따라 플레밍의 왼손 법칙에 따라 물리적 힘의 방향이 작용합니다. 그리고 그 힘이 스피커의 콘을 움직여 공기를 밀어내고 이 소리에너지가 우리의 귀에 들어오게 됩니다. 이것이 스피커에서 우리의 귀로 소리가 들리는 이치입니다.



귀에 소리가 오기까지


여기까지는 다들 간단히 알고 계시는 상식입니다. 그런데 이 상식적인 내용을 실험해보면 스피커를 연결할 때 왜 극성을 맞추어야 하는지 알 수 있습니다. 바로 전류의 흐름이 바뀌면 스피커가 움직이는 방향도 바뀌기 때문입니다.

즉 +,- 를 제대로 연결했을 때 순반향으로 움직이는 스피커를 역으로 연결하면 스피커의 운동도 역방향이 된다는 말입니다. 물론 스피커가 역으로 작동하더라도 공기는 밀어주기 때문에 우리의 귀에는 소리가 아무 문제 없이 잘 들립니다.

단 스피커가 이런 식의 역방향으로 움직이면 소리, 그리고 공기를 미는 운동도 원래의 역방향이 됩니다. 이렇게 역방향, 역으로 작용하는 소리를 우리는 역상(Reverse Phase) 이라고 합니다. 전문적으로 말하면 ‘180도 어긋난 위상(180degree Out Of Phase)’입니다.



순수한 1khz의 사인파

그러면 ‘어째서 제대로 된 소리가 아니냐, 그 놈의 역상인지 뭔지 느껴지지도 않고 소리도 잘만 난다’ 라고 반문하실 분들도 계실 겁니다.

사실 이런 음향학적 이론을 떠나서 실제 음악을 듣고 즐기는 실생활에서는 크게 걱정할 부분이 아니지만, 조금만 주의 깊게 소리를 들어보면 분명 어색하고 이상한 점이 느껴집니다.

노래방에 갔을 때 빠른 음악이 나오면 스피커가 쿵쿵 울려 가슴을 치는 듯한 느낌을 받은 기억이 누구나 있을 겁니다. 공연장이나 나이트에서 큰소리의 음악을 들을 때도 이런 느낌은 마찬가지입니다.

이렇게 가슴을 울린다는 것은 스피커의 운동에너지가 공기를 밀어내는 힘이 좋기 때문인데, 바로 이 때 ‘정상’의 소리와 ‘역상’의 소리를 분간할 수 있습니다.

+,-가 제대로 연결된 ‘정상’의 소리일 때는 쿵! 하는 리듬에 맞추어 스피커가 공기를 앞으로 밀어내 줍니다. 하지만 역상’의 소리는 공기를 밀어야 될 때 뒤로 들어가고 쿵! 이 끝난 다음에 공기를 밀어내서 리듬과는 맞지 않게 어색한 가슴의 울림을 느끼게 됩니다. (혹 심심하신 분은 집의 스피커를 역으로 연결하여 소리를 느껴보시기 바랍니다. 재미있습니다.)  

그리고 실제 생활에서는 차이가 없을지 모르지만(물론 차이가 있습니다만) 소리의 전기 신호를 활용하는 기기에서 이러한 역상은 굉장히 조심해야 할 사항입니다. 잘못하다가는 ‘소리의 간섭효과’로 소리가 서로 상쇄되어 없어지거나 혹은 새로운 느낌의 소리가 만들어져서 제대로 된 소리의 감상이 안될 수 있기 때문입니다.



소리의 상관관계


1) 동상의 소리가 서로 만나면 소리가 합해져 커진다
2) 역상의 소리가 만나면 소리가 상쇄되어 아무 소리도 들리지 않게 된다
3) 서로 다른 소리가 만나면 합하고 빼지면서 새로운 소리가 만들어진다.

결국 스피커와 스피커의 케이블에 +,-표시를 확실히 해놓고, 그게 없다면 적어도 빨간색 검은색을 이용해 100% 구별 가능하게 해놓은 것은 ‘스피커를 제대로 연결하여 역상의 소리를 듣지 말아라’ 라는 말로 해석하시면 되겠습니다.

재미있는 에피소드 하나 말씀 드릴까요? 약 10여 년 전에 국내 모 국립공연장이 새롭게 단장하면서 기념으로 음악 엔지니어, 기술자, 기자들을 초대해 데몬스트레이션을 한적이 있습니다. 많은 전문기자와 음악 전문인들이 공연장의 음향상태와 장비들을 침이 마르게 칭찬하고 축하했었는데,
저와 몇몇의 동료엔지니어들은 기자재와 환경은 참 좋은데 내부 조정실 소리가 뭔가 이상하다며 이야기를 나눴었습니다. 제가 ‘모니터링 스피커 역상 같은데요?’ 라고 이야기 하자 동료 엔지니어분들도 ‘그러네, 역상이네..’라고 맞장구를 쳤었고, 이 일은 나중에 술자리에서도 이야기 되어 ‘비싼 돈 들여 지어놓은 국립극장 음향실의 스피커가 역상이라니, 그러면서도 프로라고’ 하며 서로 웃게 만든 기억이 있습니다.  아, 물론 그 스피커의 연결은 이미 고쳐져 있으니 여러분은 안심하고 그곳에서 공연을 보셔도 됩니다.

이렇게 스피커 역상은 프로의 세계에서도 깜빡 잘못하면 하는 실수이고 심지어 이것을 못 느끼는 사람이 대부분입니다. 그러니 일반인들이 이런 역상의 소리를 스피커로 듣는다고 해도 소리 좋네, 라고만 느끼는 것은 어찌 보면 당연한 일입니다.

하지만 써 있는 것은 무시하지 말고 제대로 연결합시다!!



저는 인터넷에서 다운받은 mp3 파일을 음악CD로 만들어 집의 오디오나 차에서 듣는걸 좋아하는데, 얼마 전부터 집의 오디오가 구운 CD를 못 읽습니다. 구입한 정품 CD는 잘 되는데 왜 컴퓨터에서 구운CD만 못 읽는 걸까요? 오디오 고장인가요?


CD레코딩 시스템을 갖추려면 100만원이 넘는 돈이 들어가던 시절도 있었는데, 요즘은 CD-RW를 넘어서 DVD-RW도 저가로 보급되어 PC에 기본적으로 딸려 나오다시피 하죠. 덕분에 자신이 좋아하는 곡을 모아서 댄스음악 베스트, 여행음악 베스트 등등 자신만의 음악시디를 만들어 듣는 문화가 보편적이 된 것 같습니다.

님의 질문에 대해 저는 사실 ‘이제 이런 거 그만 물어봐도 되지 않을까?’ 라는 생각을 했습니다. 인터넷 질문 사이트에도 심심하면 올라오는 질문이고 저도 수차례 답변해본 질문이기 때문입니다.

일단 오디오가 구운 시디를 잘 못 읽는 이유는 두가지 입니다

1) 저가의 공CD를 사용한 탓에 CD의 인식률이 떨어져서 특정 기기에서 잘 읽히지 않는 경우
2) CDP의 레이저 픽업이 노후 되었거나 오디오CD에 맞추어져 있어서 오디오CD 이외는 잘 못 읽는 경우

1번의 경우는 레코딩을 할 때 고급제품 혹은 오디오 전용 공시디를 사용하여 간단히 해결할 수 있습니다. 특정 메이커를 거론할 수는 없지만 대부분 일본회사에서 나온 시디들은 일반적인 오디오에서도 잘 읽히는 편 입니다.


공시디

그런데 고가의 공시디를 사용했는데도 오디오가 구운 시디를 잘 읽지 못한다면 이제 오디오 기기의 CDP성능을 의심해 보아야 합니다. 정확히는 CDP안에 있는 ‘레이저 픽업’을 살펴보게 됩니다.

우리는 일반적으로 CDP의 레이저 픽업은 평생 사용해도 된다고 알고 있지만, 사실은 적정 동작 수명이 분명히 있어서 대부분은 1만시간 정도를 레이저 픽업의 수명으로 보고 있습니다.

간단히 예를 들면 하루에 2~3시간 음악CD를 듣는 사람이라면 1년이면 3(시간) X 365일 = 1095(시간)이니까 대략 1000시간 정도 듣는다고 볼 수 있습니다. 그러니 약 10년 정도면 이 레이저 픽업의 수명이 거의 다했다는 결론이 나옵니다.

하지만 이건 어디까지나 하루 2~3시간을 계산으로 한 것이니 하루에 5~6시간을 듣는다면, 혹은 영업업소에서처럼 하루에 10시간 이상씩 플레이 하게 되면 수명이 3~4년 혹은 그 미만으로도 단축 될 수 있다는 이야기 입니다.

더군다나 요즘은 이 레이저 픽업의 성능을 떨어트려 가격을 저렴하게 한 제품도 나오고 있는데, 이 경우 픽업의 수명은 3000시간이 채 안 되기도 한답니다.  그러니 2~3년 사용하면 CD를 못 읽게 되는 게 어찌 보면 당연한 일입니다.


CDP의 레이저 픽업 부분

이렇게 수명이 다한 레이저 픽업은 전문 수리업체에 맡기면 교환을 해주는데, 부품에 따라서 추가될 수는 있지만 수리비는 대부분 5만원 미만입니다. 분명히 오디오 전체를 새로 구입하는 것 보다는 저렴하니 오디오 CDP의 CD인식률이 좋지 않다면 CDP픽업의 교체를 생각해 보시는 게 좋을듯합니다.


몇 년 전부터 오디오 회사에서 ‘노이즈 캔슬링’ 이라고 소음이 거의 들리지 않는 헤드폰이나 이어폰이 나오는데 실제 사보니 소음이 거의 들리지 않더군요. 정말 신기 했습니다. 이런 제품의 작동 원리가 궁금합니다.

재미있는 제품에 눈을 돌리셨군요. 소음이 클 수 밖에 없는 공장이라든가 비행기 파일럿, 헬기 조종사, 혹은 군용장비를 운용하는 사람 등이라면 주위의 소음을 차단하는 특수한 기능을 가진 헤드폰이 필요합니다. 이런 헤드폰은 전문장비로 취급되었기 때문에 구하기도 힘들고 가격도 비쌌습니다만 요즘은 일반인도 쉽게 구할 수 있게 되었습니다.

말씀하신 대로 시끄러운 환경에서 소음을 차단해 음악감상이나 통신에 도움을 주는
기능을 ‘노이즈 캔슬링’이라 부릅니다.


노이즈캔슬링 해드폰의 원조격인 미국 BOSE사의 헤드폰


이러한 제품의 특징 중 하나는 대부분 헤드폰, 이어폰에 자체 배터리가 들어간다는 것입니다. 그래서 이 헤드폰의 이치를 잘 모르는 일반인들도 ‘별도의 배터리가 들어가니 무슨 특별한 기계적 장치가 사용되었을 것이다~’라는 생각은 하지만 정확히 어떤 이치로 소음이 없어지는지 신기해 합니다. 의외로 비밀은 간단합니다. 바로 ‘-1+1=0’이라는 간단한 산수를 음향에 적용한 것뿐입니다.

‘음향을 수학으로 설명하니 더욱 더 모르겠다~’라고 생각하시는 것 같은데… 어려운 거 아닙니다. ‘1만큼 세기의 소리가 있다면 그 소리와 똑같은 -1 값의 소리를 동시에 더해주면 소리에너지는 0이 되어 아무것도 들리지 않게 된다’라는 간단한 이론입니다.

제가 위의 스피커 케이블을 반대로 연결하면 안 되는 이유에서 이 이론에 대해 잠깐 설명 드렸습니다. ‘정상’ 의 소리 파형에 ‘역상’의 소리를 합하면 0이 된다라는 설명 기억하십니까? 바로 이 이론적 이치를 실제 제품으로 만든 것이 이 ‘노이즈 캔슬링’이라 불리우는 장비 입니다. 이 헤드폰이 발명된 것은 1978년의 일로 얼마 되지는 않았습니다.

그럼 어떻게 이 헤드폰들은 그 무한대에 가까운 소리의 종류를 다 알아듣고 상황에 맞게 역상의 소리를 더할 수 있을까요? 그 비밀은… 요즘 나오는 노이즈 캔슬링 헤드폰은 100% 다 ‘마이크’를 내장하고 있습니다.

‘마이크? 헤드폰은 듣는 출력기기인데… 소리를 입력하는 마이크가 헤드폰에 무슨 필요가 있지?’ 하지만 곧… ‘아하!!’ 라고 머리에 전등이 ‘깜빡!!’하고 들어오시나요?

그렇습니다. 소리가 마이크에 들어온 이상 소리에너지는 +,- 개념의 전기신호로 바뀐다는 것이고 전기신호로 바뀌었으면 이제 이 마이크에 들어온 신호를 헤드폰에 반대로 출력하면 이제 귀에 들어오는 주위의 자연스러운 소음과 헤드폰에서 나오는 역상의 소리에너지가 만나 합해지면서 결론적으로 소리의 합은 0이 되어 우리 귀에는 소음이 안 들리는 것처럼 느껴집니다.

아래의 그림을 보시면 그 이치가 이해 되시리라 보입니다.


노이즈 제거방법

makesound@naver.com: 스튜디오 엔지니어 은퇴 후 현재는 인터넷에서 초보 음악인들의 궁금증을 해소하는 일을 하고 있음

No.38
2007.08.25

list       

prev 彼岸의 소리: Mari Boine admin
next 균형의 미학: Garnet Crow admin

Copyright 1999-2018 Zeroboard / skin by kimamore.com

회사소개  |  지역소식  |  시사  |  인물탐방  |  문화  |  공지사항  |  게시판  | 사이트맵

주소 : 서울 서대문구 충정로 2가 157 사조빌딩 223호
경북신문사 대표전화 :02-365-0743-5 | FAX 02-363-9990 | E-mail : eds@kbnews.net
Copyright ⓒ 2006 경북신문 Corp. All rights reserved. 등록 서울 다 06253 (2004.2.28)