공진회로

Resonant Circuit / LC Tank

공진회로는 인덕터($L$)와 커패시터($C$)가 결합하여 특정 주파수(공진 주파수)에서 에너지가 극대화되거나 극소화되는 현상을 일으키는 회로입니다. 아날로그 가변 이퀄라이저(Parametric EQ)에서 특정 주파수를 좁고 날카롭게 부스트하거나 컷하는 핵심 메커니즘입니다.

커패시터($C$)는 주파수가 높아질수록 전류를 잘 흘리고(리액턴스 감소), 인덕터($L$)는 주파수가 높아질수록 전류를 잘 못 흘립니다(리액턴스 증가). 이 두 소자의 성질이 정반대로 맞물려, 두 소자의 저항 성분(유도 리액턴스 $X_L$과 용량 리액턴스 $X_C$) 크기가 완벽하게 같아지는 지점이 발생하는데 이를 공진(Resonance)이라고 합니다.

LC 공진이 발생하는 주파수는 오직 코일 값과 콘덴서 값에 의해 결정됩니다.

$$f_r = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$$

• $f_r$: 공진 주파수 (Hz)
• $L$: 인덕턴스 (H)
• $C$: 커패시턴스 (F)

• $L$과 $C$가 직렬로 연결된 구조입니다.
• 공진 주파수에서 회로 전체의 임피던스가 최소(이론상 0 $\Omega$)가 됩니다.
• 전류가 최대로 흐르므로, 특정 주파수를 강하게 부스트하거나 뽑아낼 때 유용합니다.

• $L$과 $C$가 병렬로 연결된 구조입니다.
• 공진 주파수에서 회로 전체의 임피던스가 최대(이론상 무한대)가 됩니다.
• 특정 주파수의 흐름을 꽉 막아버리므로, 특정 주파수만 깎아내는 노치 필터(Notch Filter)나 컷(Cut) 회로의 기반이 됩니다.

Q: Quality Factor

공진회로에 저항($R$) 성분을 제어하면, 이퀄라이저에서 가장 중요한 Q값(대역폭, Bandwidth)을 조절할 수 있습니다.

• 높은 Q값 (Sharp): 저항 성분이 적어 공진 큐브가 날카롭고 좁은 형태를 띱니다. 특정 주파수 노이즈(예: 60Hz 험)만 칼로 오려내듯 제거할 때 사용합니다.
• 낮은 Q값 (Broad): 저항 성분을 키워 공진의 날카로움을 무디게 만듭니다. 음악적이고 자연스러운 쉘빙이나 완만한 벨(Bell) 타입 EQ 톤 메이킹에 활용됩니다.