쉬운 음향

쉬운 음향

1-3 데시벨

Author
장 호준
Date
2023-10-08 04:20
Views
139
1.3
데시벨, 줄여서 디비(dB)라고 많이 말하는 단위가 있습니다. 소문자 d는 데시(deci)를 의미하고 0.1 즉 1/10을 의미합니다. 소리의 크기를 다루는 중요한 단위입니다. 애초에 정해진 기본 단위인 벨(Bell)이 커서 그 1/10을 줄인 단위자를 사용합니다. 모든 단위가 그런 것처럼 비율을 의미합니다. 1cm의 2배가 2cm인 것처럼 1dB의 2배는 2dB입니다. 문제는 데시벨의 계산자가 실제 사용되는 전기양, 출력, 압력 등의 변화량에 직접 1:1로 상응해서 표기하기에는 너무나 값이 커져버립니다. 그래서 데시벨 계산에는 로그(Log)라는 자를 사용해서 눈에 쉽게 익힐 수 있는 범위에서 표현하게 했습니다.

즉, 10,000배 출력(Power)이 큰 소리를 그대로 10,000dB라고 사용하지 않고, 10log(10000/1)의 값인
40을 실제 데시벨 값으로 사용합니다. 아무래도 두 세자리 숫자가 더 쉽게 사용할 수 있지요. 즉, 40dB가 크다라는 이야기는 출력에서는 10,000배가 큰 것이 됩니다. 400와트(Watt) 앰프는 20log(400/1)=26, 26dB를 증폭하는 장비가 됩니다. 앰프는 전압증폭기이기 때문에 옴의 법칙에서 P=I^2R이라서 20을 곱하게 됩니다.

그래도 꼭 알아야 하는 공식은 전력에 대한 dB = 10 log (P2/P1), 전압 dB = 20 log (P2/P1)

디지털 시대에서 가장 많이 사용되는 절대값의 단위가 dBFS입니다. 디지털 믹서가 이제는 거의 기본믹서로 자리잡고 있습니다. 거기에 보이는 레벨미터에 단위가 생략이 되었어도 맨 위가 0부터 아래로 내려가는 레벨 미터에 표시되는 값이 dBFS라는 단위에서 나오는 표시입니다. 가장 큰 레벨이 0dBFS, FS는 Full Scale의 줄임말입니다. 그리고, 아직도 아나로그에서는 표준으로 사용되는 두가지 단위가 있습니다. dBu하고 dBV가 소리 신호라 말하는 전기 신호 크기에 사용이 됩니다. dBu는 XLR이라 불리는 평형연결(Balanced)에서 사용하고, 55 또는 RCA와 같이 일반인들이 사용하는 가전제품에 사용되거나 악기에 사용되는 규격인 불평형(Unbalanced)에서 사용이 됩니다.

단위에 대한 부분은 일단 용어 정리 정도만 하시면 됩니다. 공학적인 이야기나 수학적인 이야기가 나오지만, 이 정도 용어가 쓰인다라고만 이해해도 됩니다. 장비의 사용과 연결에 필요한 원칙이 이 단위의 이해에서 나오게 됩니다.

레퍼런스 레벨, 또는 표준 라인 레벨이라고 제가 정의한 기준 레벨이 있습니다. 장비의 사용에 있어서 기준이 되는 크기를 정해놓은 부분을 말합니다. +4dBu, -18dBFS를 음향업계에서는 기본적인 기준 레벨로 사용합니다. dB 뒤에 뭔가가 붙으면 절대값입니다. 같이 통용되는 장비에서는 동일한 값으로 처리가 된다라는 이야기입니다. 이 기준레벨에서 위로 피크(Peak) 레벨로 불리는 최대값까지가 헤드룸(Headroom)이라고 말합니다. 헤드룸은 작업 공간이라 생각하시면 됩니다. 반드시라고 말할 정도로, 꼭 신호를 이 헤드룸 크기 이내에서 신호가 사용될 수 있게 하시길 바랍니다.

소리는 교류의 성격을 가지면서 전달이 됩니다. 공학에서 교류값은 실효값으로 크기를 따로 말합니다. 피크는 순간 순간 최대의 값을 말하지만, 직류에 준한 일정 크기의 값으로 크기를 표기하기 위해서 제곱평균 제곱근을 말하는 RMS(Root mean square) 값을 실효값으로 공학적으로는 이야기 합니다만, 실제 음향 기기에서는 보통 300ms(0.3초) 동안 피크값의 평균을 말합니다. 인간의 청각이 RMS에 의해서만 인지합니다. 피크값은 장비에서 신호의 실제 운용 크기이기 때문에 잘 확인을 해야합니다.

인간의 청각 특성과 기기의 특성이 다릅니다. 소리를 처리하는 방법에서의 차이가 있다고 이해해봅시다. 인간의 청각 역시 장비와 마찬가지로 정해진 규격 또는 표준이 있기는 하지만, 개인별과 장비별 차이가 있습니다. 위에 설명한 기준레벨을 운영하는 이유가 차이가 있는 장비에서 가장 최적의 운용을 위한 방법이기 때문입니다. 신호가 처리되는 상황에서는 상황에 따라 +15dB를 특정 주파수에서 키워야 할 필요도 있고, 레벨을 키우거나 줄여야할 경우가 있습니다. 이런 경우를 가장 효과적으로 조절하기 위해서 기본적으로 입력되어 지나가는 신호의 크기가 기준레벨인 표준 라인 레벨에 두는 것이 가장 효과적이라는 이야기입니다. 그래서 그렇게 처리된 신호가 다음 장비, 또는 다음 플러그인에 연결될 경우에도 맘대로 자유롭게 요리할 수 있는 크기의 재료가 된다는 것입니다. 많은 경우 무시되는 부분입니다. 잘 기억하시기 바랍니다.

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