헤드룸 썰

처음 전기 신호값³⁾을 측정 할 때는 아날로그 전기 신호의 실제적인 Peak 값을 측정하기가 매우 어려웠습니다. 그래서 RMS를 측정해서 사용하기 시작했습니다.⁴⁾ (Peak 값의 측정을 할 수 없는데 어떻게 장비의 최대 입출력 레벨을 측정하나요?)

바로 그 대표적인 RMS 측정기가 VU 미터 입니다.

VU 미터의 0VU가 가르키는 전기 신호는 레퍼런스 레벨로써 매우 안정적인 신호값을 표현했지만, 소리 신호의 크레스트 팩터가 각기 다른 소리마다 전부 차이가 남으로써 0VU로 안전하게 보여지는 소리의 Peak 값은 그것보다 훨씬 높을 수도 있었습니다. 하지만 ,실제 적인 소리의 Peak 값은 알 수 없어서, 아날로그 기기의 최대 입출력 레벨과 같은 한계에 의해, 소리의 Peak는 쉽게 상할 수도(클리핑) 있었습니다.

따라서 소리 신호를 처리하는 하드웨어 장비들은 다른 전기 장비들보다 큰 Peak 값도 처리 가능하도록, 큰 크레스트 팩터까지 전부 수용 가능하도록 0VU의 RMS 값보다 훨씬 높은 Peak까지 담아내는 최대 입출력 레벨을 가진 장비를 만들어내기 시작합니다. 이런 장비는 일반적인 전기 신호를 처리하는 장비보다 훨씬 큰 Peak 값을 수용 가능했습니다.

따라서 이런 소리 신호를 처리하는 장비는 보통은 0VU값 위로도 대략 18dB 에서 20dB의 높은 신호까지 처리할 수 있도록 헤드룸을 가지게 만들게 됩니다.

위에서 말한 대로 실효값(RMS)보다 실제적으로는 훨씬 큰 Peak 값에서도 원활히 동작하게 하기 위함 입니다.

0VU=4dBu 이므로, 4dBu+18dB =22dBu 보통 22dBu의 최대 입력 레벨이나 최대 출력 레벨을 가지게 끔 만들어지게 됩니다.⁵⁾

따라서, 예를 들면 18dB정도의 크레스트 팩터를 가진 소리를 이 장치로 입력 받는다고 예를 들었을 때

RMS값이 0VU = 4dBu로 소리를 입력 받는 중에, 18dB쯤의 크레스트 팩터에 의해서 22dBu라는 Peak까지 발생 가능하기 때문에, 최소한 22dBu의 최대 입력 레벨을 가진 장비를 사용해야 한다는 이야기입니다.

여기서 바로 이 18dB 쯤의 여유를 이 장비가 가지고 있다는 점, 즉 22dBu의 Peak level이 소화 가능한 부분이 바로 이 장비가 18dB의 헤드룸을 가지고 있다고 말을 하는 것입니다.

디지털에서는 이와 비슷하게 0dBFS의 -18dB 아래 쯤에서 -18dBFS의 값을 레퍼런스 레벨로 사용하게 되었습니다.⁶⁾ 이것도 역시 18dB의 헤드룸을 가지게 만들어진 것입니다.

따라서, 디지털 장비에서도 VU 미터를 통해 0VU 이하의 소리라고 해도, 만약 그 소리가 크레스트 팩터가 큰 특성을 가진 소리라면 0dBFS 바로 아래까지 치고 올라오는 Peak 미터를 볼 수도 있습니다.

어떤 사람들이 말하는 “DAW의 미터를 보면서 -18dBFS 근처로 맞춰라”라는 이야기는 사실 말도 안되는 이야기입니다. DAW의 미터는 Peak 미터이기 때문입니다.

PPM 은 Peak Program Meter 를 말합니다.

위에서 말한 RMS 미터나 VU 미터의 문제점은 실제적인 소리 신호의 Peak를 볼 수 없다는 점 때문입니다. 그래서 사람들은 실제적인 Peak를 보고 싶어했고 디지털 회로를 내장한 Peak 미터를 제작해서 사용했습니다.

대표적으로 Dorrough 미터 와 같은 제품이 있었습니다.⁷⁾ 많은 믹싱 콘솔에서 VU 미터를 PPM 미터로 바꿔 제공하는 옵션은 돈이 더 많이 들었고⁸⁾, 방송국 등에서는 전문 Peak 미터를 따로 제작하여 파는 제품을 사서 사용하곤 했습니다.

아직도 맥키나 베링거나 Yamaha 같은 브랜드의 아날로그 믹싱 콘솔들은 dBVU등의 표기인 전통적인 아날로그 RMS 미터만 탑재되어있습니다.⁹⁾

하지만, 디지털 시대가 오면서
기술이 발전 되서 AD/DA 컨버터를 사용하게 되면서 사람들은 이제 쉽게 Peak 미터를 볼 수 있게 되었습니다. 디지털 상에서 Peak 미터를 보는 것은 아날로그에서 보다 훨씬 쉬운 일이 되었기 때문입니다.

근데 그렇게 소리의 Peak 신호를 쉽게 볼 수 있다 보니, 사람들은 점점 0VU, 노미널 레벨, 레퍼런스 레벨에 대한 것을 잊어버리기 시작한 것은 사실입니다. 안정적인 레벨 운영에 대해서는 잊어버렸습니다.¹⁰⁾

모든 것을 제쳐두고 확실한 것은 소리는 아날로그던, 디지털이던 클리핑 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

— retronica 2022/01/04 09:41