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정승환컬럼:headroomstory

헤드룸 썰

저의 주관적인 생각이 들어간 글입니다. 주의 바랍니다.

실효값

처음 전기 신호값1)을 측정할때는 아날로그 전기 신호의 실제적인 Peak값을 측정하기가 매우 어려웠습니다. 그래서 RMS(실효값)을 측정해서 사용하기 시작했습니다.2) (Peak 값의 측정을 할수 없는데 어떻게 장비의 Max input/output 은 측정하나요?)

바로 그 대표적인 RMS 측정기가 VU 미터 입니다.

VU 미터의 0VU 가 가르키는 전기 신호는 레퍼런스 레벨로써 매우 안정적인 신호값을 표현했지만, 소리신호의 Crest factor 가 각기 다른 소리마다 전부 차이가 남으로써 0VU 로 안전하게 보여지는 소리의 Peak값은 그것보다 훨씬 높을수도 있었습니다. 하지만 ,실제적인 소리의 PeaK값은 알수 없어서, 아날로그 기기의 Max input level 이나 Max ouput level와 같은 한계에 의해, 소리의 Peak 는 쉽게 상할수도(Clipping) 있었습니다.

따라서 소리신호를 처리하는 하드웨어 장비들은 다른 전기 장비들보다 큰 Peak 값도 처리 가능하도록, 큰 Crest factor 까지 전부 수용가능하도록 0VU의 RMS 값보다 훨씬 높은 Peak 까지 담아내는 Max input 이나 Max output 을 가진 장비를 만들어 내기 시작합니다.이런 장비는 일반적인 전기신호를 처리하는 장비보다 훨씬큰 Peak 값을 수용 가능 했습니다.

헤드룸

따라서 이런 소리 신호를 처리하는 장비는 보통은 0VU값 위 로도 대략 18dB 에서 20dB 의 높은 신호까지 처리할수 있도록 헤드룸을 가지게 만들게 됩니다.

위에서 말한대로 실효값(RMS)보다 실제적으로는 훨씬 큰 Peak값에서도 원활히 동작하게 하기위함 입니다.

0VU=4dBu 이므로, 4dBu+18dB =22dBu 보통 22dBu 의 Max input level 이나 Max output level 을 가지게끔 만들어지게 됩니다. 3)

따라서 예를들면 18dB정도의 Crest factor 를 가진 소리를 이 장치로 입력 받는다고 예를들었을때

RMS값이 0VU = 4dBu 로 소리를 입력 받는중에, 18dB 쯤의 Crest factor에 의해서 22dBu 라는 Peak 까지 발생가능하기 때문에, 최소한 22dBu 의 Max input level 을 가진 장비를 사용해야 한다는 이야기 입니다.

여기서 바로 이 18dB 쯤의 여유를 이 장비가 가지고 있다는점, 즉 22dBu 의 Peak level 이 소화 가능한부분이 바로 이 장비가 18dB 의 헤드룸을 가지고 있다고 말을 하는것입니다.

디지털에서는 이와 비슷하게 0dBfs 의 -18dB 아래쯤에서 -18dBfs 의 값을 레퍼런스 레벨로 사용하게 되었습니다.4) 이것도 역시 18dB의 헤드룸을 가지게 만들어진것입니다.

따라서 디지털 장비에서도 VU 미터를 통해 0VU 이하의 소리라고 해도, 만약 그 소리가 Crest factor가 큰 특성을 가진 소리라면 0dBfs 바로 아래까지 치고 올라오는 Peak 미터를 볼수도 있습니다.

어떤사람들이 말하는 “DAW 의 미터(Peak 미터)를 보면서 -18dBfs 근처로 맞춰라”라는 이야기는 사실 말도 안되는 이야기입니다.

PPM

PPM 은 Peak Program Meter 를 말합니다.

위에서 말한 RMS 미터나 VU 미터의 문제점은 실제적인 소리신호의 Peak 를 볼수 없다는점 때문입니다. 그래서 사람들은 실제적인 Peak 를 보고 싶어했고 디지털 회로를 내장한 Peak 미터를 제작해서 사용했습니다.

대표적으로 Dorrough Meter 와 같은 제품이 있었습니다.5) 많은 레코딩 콘솔에서 VU 미터를 PPM 미터로 바꿔 제공하는 옵션은 돈이 더 많이 들었고6), 방송국 등에서는 전문 Peak 미터를 따로 제작하여 파는 제품을 사서 사용하곤 했습니다.

아직도 맥키나 베링거나 야마하 같은 브랜드의 아날로그 콘솔들은 dBVU등의 표기인 전통적인 아날로그 RMS미터만 탑재되어있습니다.7)

하지만, 디지털 시대가 오면서
기술이 발전되서 AD/DA 컨버터를 사용하게 되면서 사람들은 이제 쉽게 Peak 미터를 볼수 있게 되었습니다. 디지털상에서 Peak 미터를 보는것은 아날로그에서보다 훨씬 쉬운 일이 되었기 때문입니다.

근데 그렇게 소리의 Peak 신호를 쉽게 볼수 있다 보니, 사람들은 점점 0VU , 노미널 레벨, 레퍼런스 레벨에 대한것을 잊어버리기 시작한것은 사실입니다. 안정적인 레벨 운영에 대해서는 잊어버렸습니다.8)


ProTools 의 가장 부러운 기능, 다양한 미터 옵션.9)

모든것을 제쳐두고 확실한것은 소리는 아날로그던, 디지털이던 Clipping 현상이 생기면 복구하기 힘들다는 점입니다. 항상 충분한 헤드룸을 유지하시기 바랍니다.

https://www.soundonsound.com/techniques/gain-staging-your-daw-software

“No Such Thing as Peak Volts dBu”
dBFS 는 Peak 표기 이지만, dBu 는 기본적으로 RMS 표기입니다.
https://www.ranecommercial.com/legacy/note169.html

1)
소리파형을 전기 Voltage 로 표현하는것 같은 복합적인 교류신호
2)
빈티지 컴프레서들의 센서들이 대부분 RMS 기반의 센서였다가, 추후에 VCA 등의 기술이 발전하면서 Peak 검출 센서등이 나타나기 시작한것과도 일맥상통한다.
3)
neve1073 프리앰프 경우는 4dBu 위로 도 대략 22dB 의 헤드룸이 있는 26dBu MAX 장비입니다.
4)
AES/EBU 기준,SMPTE 는 -20dBfs
5)
내부에 디지털회로를 내장함으로써 Peak 와 RMS 를 동시에 볼수 있는 미터를 만들수 있었다고 합니다.
6)
단순한 VU 미터에 비해 PPM 방식의 미터는 디지털 회로를 사용해야합니다.
7)
0dBVU=0VU=4dBu
8)
클리핑이 발생하지 않는한 소리를 최대한 Peak까지 녹음받아라 같은 이야기들
9)
프로툴이 믹싱툴로써 가장 매력적으로 보이게 만드는 옵션인듯 하다.
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정승환컬럼/headroomstory.txt · 마지막으로 수정됨: 2021/10/07 05:51 저자 merefox