라인 레벨 신호 전송 케이블!

일단 모니터 스피커 케이블은 우리가 일반적으로 말하는 “스피커 케이블” 과는 다른 것을 의미한다.

스튜디오에서 사용하는 니어필드 모니터 스피커와 오디오 인터페이스를 연결하는 케이블에 따라 소리 차이가 날까?

여기서 말하는 모니터 스피커는, 스튜디오 니어필드 모니터 스피커, 즉 액티브 모니터 스피커이다.

모니터 스피커를 연결하는 신호의 특성부터 파악해보자

오디오 인터페이스 출력이 라인 레벨 Output 이고 Balanced 형식¹⁴⁾이라고 하면, 이것은 라인 레벨을 의미한다.

해당 항목의 “손실 없는 신호 전송” 항목에도 쓰여있지만, 라인 레벨 입력/출력 임피던스를 600Ω 으로 가정하고 케이블의 길이를 100m로 설정 했을 때의 주파수 반응 그래프는 아래와 같다.¹⁵⁾

가청 주파수 인 20kHz 안쪽으로는 거의 주파수 반응은 이상이 없고, 위상 왜곡은 살짝 변이가 있음을 알 수 있다.

하지만 보통 오디오 인터페이스와 모니터 스피커의 거리는 10m 를 넘지 않으므로 이 해당 항목에서 10m 로 다시 그래프를 그려보면 아래와 같다.

20K 안쪽에서 주파수 반응이 이상이 없고 위상 왜곡이 0에 가깝다.

크레스트 팩터를 고려하여 20dB 이하 입력이 들어온다고 가정하면 V/I=Z 에 의해서 입력/출력 임피던스를 각각 출력 임피던스 6000Ω, 입력 임피던스는 그대로 600Ω 을 가정하고 계산 가능하다 볼 때의 결과값은 아래와 같다.

20K 안쪽에서 위상 왜곡만 살짝 존재할 뿐, 주파수 반응은 여전히 플랫하다고 볼 수 있다.

근데 대부분 오디오 인터페이스의 출력 임피던스는 사실 600Ω 보다 훨씬 낮다.¹⁶⁾ 또한 모니터 스피커의 입력 임피던스도 600Ω 보다 훨씬 높다.¹⁷⁾ 입력/출력 임피던스가 600Ω으로 동일했을 때도 이 정도로 가청 주파수 영역에는 영향이 없는데, 출력을 낮게, 입력을 높게 해서 받았을 경우에는 “더” 영향이 없다 라고 볼 수 있다.

만약 그런데도 모니터 스피커에 사용하는 라인 레벨 케이블을 바꿨는데 소리 차이가 생긴다면, 그것은 오디오 인터페이스에서 너무 작은 출력 레벨을 보내주고, 모니터 스피커의 입력 Trim 을 너무 높게 설정하여, 게인 스트럭쳐가 안맞춰졌기 때문에 발생할 수 있는 현상이라고 생각된다. 결국 기본적인 레벨 매칭 방법 및 장비 사용 방법 조차 모르는 것.¹⁸⁾

실제로 오디오 인터페이스에서 허용 입력보다 매우 작은 신호(30dB아래, 신호를 이렇게 작게 출력하면서 모니터 스피커에서는 Trim 을 높혀 사용 중일 것이 뻔하다.)를 보내주면서 사용할 때 계산 결과 그래프는 다음과 같다.

이 그래프 결과값들은 Mogami 2552 케이블을 가정하고 계산한 결과값들 이므로,이런 환경에서는 저가형 고가형 차이에 따라 주파수 반응 및 위상 왜곡이 쉽게 발생할 수 있는 환경인 것이다. 이렇게 장비를 사용하는 환경에서는 “어? 모니터 스피커 케이블을 바꿨더니?소리가 달라지네?” 라고 말하는 사람들이 나오는 것이다.¹⁹⁾

만약 제대로 교육 받은 음향 엔지니어라면 라인 레벨 케이블로 오디오를 전송하는 시스템 사이에서 케이블의 교체로 소리가 확확 달라진다면 “캘리브레이션” 이 잘못되었을 가능성부터 점검해야 한다. 그것도 아니라면 장비의 성능을 의심해야 하는 상황 (오디오에는 의외로 호구가 많다)

케이블이 소리에 확실히 영향을 미칠 수 있는 케이스는 다음과 같은 것들이 있을 수 있다.

• 마이크 케이블, 기타,베이스용 케이블, 스피커 케이블(파워 앰프 ~패시브 스피커 사이)
• 마이크와 프리앰프의 연결 시, 프리앰프의 임피던스가 어느 정도로 낮은 경우 또는 케이블의 길이가 긴 상황일 때
• 일렉트릭 기타나 베이스와 앰프의 연결하는 악기 케이블의 경우, 케이블의 길이가 긴 상황일 때
• 모바일 스마트폰 과 약간은 임피던스가 높은 이어폰이나 헤드폰의 연결일 때
• 언밸런스 신호간의 연결일 때 케이블이 긴 상황일 때

대략 30m 이내의 연결에서는 큰 차이 없고, 30m 이상부터는 케이블에 의한 차이가 나기 시작함.

마이크 레벨 연결
연결 거리 : 100m
마이크 출력 임피던스 : 200Ω
마이크 프리앰프 입력 임피던스 : 1200Ω

마이크 레벨 연결
연결 거리 : 50m
마이크 출력 임피던스 : 200Ω
마이크 프리앰프 입력 임피던스 : 1200Ω

마이크 레벨 연결
연결 거리 : 30m
마이크 출력 임피던스 : 200Ω
마이크 프리앰프 입력 임피던스 : 1200Ω

마이크 프리앰프라는 장비가 개발되고 사용되기 시작한 이유 자체가, 마이크 레벨은 여러가지 요인에 의해서 “신호 손실”이 크기 때문에, 이러한 결점이 많은 마이크 레벨(-50dBV)을 “신호 손실이 없는” 라인 레벨(+4dBu)로 증폭하여, 이것 저것 처리 하기 위해 개발 되었음.

장비를 똑바로 사용하자.

추가.
1.
케이블을 비교한답시고, 라인 레벨 출력을 받아서 마이크 프리앰프(마이크 레벨, 임피던스 낮음)으로 녹음해서 비교하는 경우가 있는데, 이것은 레벨 매칭 실수이다. 오디오 인터페이스 등의 라인 아웃으로 음악을 출력하게 되면 당연하게 라인 레벨 출력이고, 이것을 다시 녹음 받기 위해 믹서나 오디오 인터페이스의 마이크 입력으로 받게 되면, 라인 레벨이 소리가 크기 때문에, 당연히 출력을 줄여서 출력하게 되고, 그렇게 하다 보면 결국 마이크 레벨 크기 정도의 신호로 출력하게 된다. 이런 상황에서는 결국 마이크 레벨 에서의 케이블 비교가 되어버리는 상황이 된다. 마이크 레벨상에서 케이블 비교는, 라인 레벨 케이블²⁰⁾이 아닌 마이크 케이블의 품질을 비교하는 것이고, 마이크 케이블은 품질의 영향을 받는다.²¹⁾

2.
Hi-Fi 에서 스피커 케이블은 파워 앰프 와 패시브 스피커 사이를 연결하는 스피커 케이블(스피커 레벨)이다. 이 케이블은 위에 기술한 모니터 스피커 케이블 (라인 레벨) 케이블과는 전혀 다른 케이블이다. 이 스피커 케이블은 신호 전송(임피던스 브릿징)이 아니거 전력 전송(임피던스 매칭)을 위한 케이블이다. 만약 라인 레벨을 운용하는 모니터 스피커 케이블을 논하면서 이 부분에 대해서 논하는 사람은 음향을 잘 모르는 사람일 가능성이 높다.

Hi-Fi 오디오에서 말하는 스피커 케이블

3.국내최고 음향공학 권위자. 이신렬 박사 인터뷰. 비싼 케이블 말고 카나레 정도면 충분해요.

— retronica 2019/06/05 02:39