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음향:earphone_and_headphone:headphone_amp
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헤드폰 앰프

헤드폰 앰프는 입력으로 다양한 소스를 받아서 헤드폰 출력으로 증폭시켜 주는 장비이다. 1)

다양한 헤드폰 앰프들은 실제로 기기 별로 다양한 입력을 받을 수 있는데, 라인 레벨 신호, 컨슈머 레벨 신호, 헤드폰 신호2), 디지털 신호 다양한 헤드폰 앰프 제품이 시중에 나와 있다.

헤드폰 앰프의 출력

사용되는 공식

여기서 헤드폰 앰프출력 되는 전류량을 알 수 없기 때문에, Power 를 V 와 Z 에 관한 공식으로 새로 다시 쓰면 다음과 같습니다.

  • I = V / Z

따라서 P = V^2 / Z 이다.

이러한 기본 공식 사항을 좀 알고 있어야 헤드폰 앰프출력헤드폰 임피던스의 관계를 알기 쉽습니다.


헤드폰 앰프출력은 대체적으로 dBu(m)또는 mW(밀리와트)로 표기 되는 경우가 대부분입니다.

dBu 의 경우는 보통 프로 장비들의 헤드폰 아웃풋 측정에서 600 부하를 주었을 때의 출력 레벨 값을 측정한 것입니다.

이 경우, EBU 표준의 라인 레벨 레퍼런스 값에 따르면 +4dBu를 노미널 레벨로 사용해야 하므로 이 이상으로 헤드룸이 18dB 라면 22dBu 의 최대 출력 레벨이 필요하고, 20dB라면 24dBu 의 최대 출력 레벨이 필요합니다.

이것을 600 부하로 계산한다면 22dBm 의 출력으로 나오게 됩니다.

이 값은 약 158mW 의 값입니다. 따라서 어떤 헤드폰 앰프의 600헤드폰을 연결했을 때 최대 출력 레벨 22dBu를 만족하는 헤드폰 앰프출력 값은 약 158mW(@600)입니다.

위의 공식에서 와트임피던스에 반비례 하므로, 300헤드폰3)을 연결한다면 79mW(대략 19dBm) 의 출력을 가지는 헤드폰 앰프를 사용 시 22dBu 의 최대 출력 레벨을 만족한다고 보면 됩니다. 대체적으로 아날로그 믹싱 콘솔헤드폰 아웃들은 이 정도의 출력을 내어주는 편입니다.

일반적으로 헤드폰 앰프헤드폰을 연결했을 때 환산된 실제 출력이 22dBu가 나와줘야 레퍼런스 음질을 내어주는 경우라고 볼 수 있습니다.

헤드폰의 감도

이제 이러한 헤드폰 앰프출력에 대비하여 헤드폰이 얼만큼의 소리를 재생하느냐의 문제가 남아 있습니다.

일반 앰프스피커, 그리고 0VU(+4dBu)의 캘리브레이션에서는, 보통 앰프출력스피커감도에 의해 소리 크기가 정해지고 이것을 85dBSPL출력하기 위해 0VU 를 85dBSPL로 조정할 수 있게 되어있지만, 헤드폰 앰프의 경우는 직접 헤드폰 앰프출력을 가변하도록 되어 있기 때문입니다. 그래서 헤드폰 앰프헤드폰소리 크기에 대해서는 스피커의 경우와는 좀 다르게 생각해야 합니다.

감도헤드폰에 1mW 를 넣었을 때 얼마 만큼의 dBSPL로 환산되느냐에 관한 값입니다.

만약 어떤 헤드폰감도가 97dBSPL/mW4) 라면 1mW 출력에서 97dBSPL소리를 재생하는 것입니다.5)

만약 그렇다면 80mW 의 출력을 하는 헤드폰 앰프에 이 헤드폰을 연결한다면 2mW일 때 100dBSPL, 4mW에서 103dBSPL….
64mW 에서는 115dBSPL , 128mW 에서는 118dBSPL 정도의 소리가 재생되게 되니까
80mW 에서는 대략 116dBSPL 정도의 소리가 재생되게 됩니다.

헤드폰 앰프의 볼륨을 최대로 놓는다면 116dBSPL Max, 0VU 기준으로 만들어지는 음악을 재생 시 100dBSPL 인근으로 재생되는 것입니다. 이것은 Dolby Volume인 85dBSPL RMS , 103dBSPL Peak(18dB 헤드룸)와는 아주 동떨어진 매우 높은 수치라고 볼 수 있습니다.

이때 정상적인 헤드폰 앰프라면 볼륨 노브를 절반 이하 정도로 만 놓아도 우리가 원하는 소리 크기 재생은 가능합니다. 생각보다 헤드폰감도들은 매우 높다는 것을 알 수 있습니다.6)

실제로 사용해보면, 녹음실 등의 음악 프로덕션에서는 103~105dBSPL Peak를 가지도록 감도를 설계 한다면, 85~86dBSPL/mW정도의 감도헤드폰을 설계해서 만들어 사용해야 하는데 이것으로는, 녹음 소스의 레벨 단계에서는 다소 작게 들릴 수도 있는 수치가 되어, 녹음실 용의 모니터헤드폰들은 이와 같이 일반 감상 용 헤드폰들보다 다소 높은 감도를 가지도록 설계하게 된 것 같습니다.

또한 이러한 특성 때문에 헤드폰 앰프출력이 다소 작은 오디오 기기에서도 어느 정도 큰 볼륨을 얻을 수도 있습니다.

예를 들면 Apogee 사의 Groove 같은 경우,

Max Output level: 225mW into 30 40mW into 600

와 같은 스펙을 가지고 있습니다.

300의 부하 임피던스를 가지는 HD600 연결 시에는 80mW 의 출력 파워를 가질 것으로 예상되는데, 이때 80mW 에서는 위에서 계산한 대로 116dBSPLPeak 재생력을 가지게 되어서, 충분히 큰 소리로 재생이 가능함을 알 수 있습니다.

귀 건강을 생각하셔서 너무 크게 최대 볼륨으로 듣고 그러진 말아주세요.

오디오 인터페이스 헤드폰 아웃풋 비교 차트

2)
헤드폰 앰프소리가 작은 헤드폰 신호임피던스가 높은 헤드폰을 사용하기 위해 증폭하는 일도 한다. 보통 헤드폰 신호 입력은 3.5mm TRS나 1/4“ TRS 입력으로 만들어져 있다.
3)
아마도 HD600
4)
HD600, DT150 등
5)
헤드폰 감도의 측정은 더미 헤드를 이용합니다.
6)
일반으로 필요한 기대치보다 10dB 이상 높음
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음향/earphone_and_headphone/headphone_amp.txt · 마지막으로 수정됨: 2024/03/28 저자 127.0.0.1