일반적인 프리앰프의 게인에 따른 EIN 수치의 변화 그래프이다. 모든 프리앰프는 거의 대부분 이와 같은 형태의 EIN 그래프를 보인다.

위의 그래프를 보면 프리앰프에서 게인을 높히면 높힐수록 EIN 수치는 점점 줄어듬을 알 수 있다. 즉 게인을 높히면 노이즈 플로어도 내려가는 것이다. 하지만, 여기서 올라간 게인 수치를 더하면 게인을 점점 증가시킴에 따라 노이즈도 증가함을 알 수 있다. 게인이 20dB 일 때의 노이즈 플로어는 -93dBu, 게인이 60dB 일 때의 노이즈 플로어는 -69dBu 이다.

하지만, 여기서 한가지 더 생각해봐야 하는 것은 신호도 20dB 에서 60dB로 그만큼 증폭되었다는 사실이다. 즉 SNR로 생각해야 한다.

• +4dBu 의 신호를 20dB 증폭한 경우 신호는 24dBu 의 크기이며 노이즈 플로어는 -93dBu이다. 이 때 SNR은 117dB 이다.
• +4dBu의 신호를 60dB 증폭한 경우 신호는 64dBu의 크기이며 노이즈 플로어는 -69dBu이다. 이 때 SNR은 133dB이다.

즉, 프리앰프 단독으로는 게인이 증가하면 SNR이 증가한다.

그러나 여기에 마이크의 Self-noise 레벨을 적용하면, 다음과 같다.

감도가 16mV/Pa인 마이크가 10dBA의 Self-noise 레벨을 가진다면, 이 마이크의 출력 노이즈 플로어는 -118dBu이다. 따라서

• -118dBu의 노이즈 플로어를 가진 마이크의 신호를 20dB 증폭한 경우 프리앰프의 EIN에 의한 노이즈 플로어는 -93dBu이며, 마이크의 노이즈 플로어는 -98dBu로 증폭되었으므로, 프리앰프의 노이즈 플로어가 마이크의 노이즈 플로어보다 5dB 높다.
• -118dBu의 노이즈 플로어를 가진 마이크의 신호를 60dB 증폭한 경우 프리앰프의 EIN에 의한 노이즈 플로어는 -69dBu이며, 마이크의 노이즈 플로어는 -58dBu로 증폭되었으므로, 마이크의 노이즈 플로어가 프리앰프의 노이즈 플로어보다 9dB 높다.

즉, 프리앰프에 마이크를 연결하여 사용할 때, 마이크의 노이즈 플로어도 게인에 의해 증가하기 때문에 게인을 높히다보면 마이크의 노이즈가 프리앰프의 노이즈보다 높아지는 지점이 있다.

따라서, 마이크의 노이즈 플로어와 EIN에 의한 프리앰프의 노이즈에 의해 특정 구간에서 가장 노이즈가 적은 일종의 Sweet Spot이 분명 존재한다는 결론이 나온다.

¹⁾

• 26dBu 출력의 마이크 프리앰프를 26dBu 입력의 A/D 컨버터에 연결하여 사용하는 경우, 위의 이상적인 게인 설정이 가능하다.
• 26dBu 출력의 마이크 프리앰프를 6dBu 입력의 A/D 컨버터에 연결하여 사용하는 경우, A/D 컨버터에서 클리핑을 피하기 위해서 게인을 20dB 덜 주고 사용하게 되는 경우가 발생하는데 이는 노이즈 플로어에서 큰 손해를 보고 사용하게 되는 케이스가 되버린다. 손해보는 수치는 20dB 가 아니다. 게인을 덜 주면 EIN 이 훨씬 높게 발생하기 때문에 훨씬 더 큰 손해를 볼 수 있다.

• https://www.audiotechnology.com/tutorials/microphones-noise-1
• https://www.audiotechnology.com/tutorials/microphones-noise-2