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정승환_컬럼:헤드폰_앰프의_출력과_헤드폰_임피던스
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정승환_컬럼:헤드폰_앰프의_출력과_헤드폰_임피던스 [2024/01/27] – 정승환정승환_컬럼:헤드폰_앰프의_출력과_헤드폰_임피던스 [2024/03/28] (현재) – 바깥 편집 127.0.0.1
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 ======헤드폰 앰프의 출력과 헤드폰 임피던스====== ======헤드폰 앰프의 출력과 헤드폰 임피던스======
  
-{{ 정승환_컬럼:20220918-152755.png?400 }}+<WRAP centeralign box> 
 +{{정승환_컬럼:20220918-152755.png}} 
 +</WRAP>
  
 {{ youtube>FjY7tSx5qQk?large }}\\ {{ youtube>FjY7tSx5qQk?large }}\\
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 =====헤드폰 앰프의 출력===== =====헤드폰 앰프의 출력=====
  
-헤드폰 앰프의 출력은 대체적으로 dBu(m)또는 mW(밀리와트)로 표기 되는 경우가 대부분입니다.+헤드폰 앰프의 출력은 대체적으로 dBu(또는 dBm)또는 mW(밀리와트)로 표기 되는 경우가 대부분입니다.
  
-dBu 의 경우는 보통 프로장비들의 헤드폰 아웃풋 측정에서 600ohm 부하를 줬을 때의 출력 볼티지 값을 측정한 것입니다.+dBu의 경우는 보통 프로 장비들의 헤드폰 아웃풋 측정에서 600Ω 부하를 줬을 때의 출력 신호 전압값을 측정한 것입니다.
  
-이 경우, EBU 기준의 레퍼런스 레벨에 따르면 +4dBu 를 노미널 레벨로 사용해야 하므로 이 이상으로 헤드룸이 18dB 라면 22dBu 의 최대 출력 레벨이 필요하고, 20dB라면 24dBu의 최대 출력 레벨이 필요합니다.+이 경우, EBU 기준의 레퍼런스 레벨에 따르면 +4dBu 를 노미널 레벨로 사용해야 하므로 이 이상으로 헤드룸이 18dB 라면 22dBu의 최대 출력 레벨이 필요하고, 20dB라면 24dBu의 최대 출력 레벨이 필요합니다.
  
-이것을 600ohm 부하로 계산한다면 22dBm 의 출력으로 나오게 됩니다.+이것을 600Ω 부하로 계산한다면 22dBm 의 출력으로 나오게 됩니다.
  
 {{정승환_컬럼:watt_headphoneamp:20220112-221617.png}} {{정승환_컬럼:watt_headphoneamp:20220112-221617.png}}
  
-150mW 의 값입니다. 따라서 어떤 헤드폰 앰프의 600ohm 의 헤드폰을 연결했을 때 최대 출력 레벨 22dBu를 만족하는 헤드폰 앰프의 출력 값은 150mW 입니다.+150mW의 값입니다. 따라서 어떤 헤드폰 앰프의 600Ω의 헤드폰을 연결했을 때 최대 출력 레벨 22dBu를 만족하는 헤드폰 앰프의 출력 값은 150mW 입니다.
  
-위의 공식에서 와트는 임피던스에 반비례 하므로, 300ohm 의 헤드폰((아마도 HD600))을 연결한다면 75mW(대략 19dBm) 의 출력을 가지는 헤드폰 앰프를 사용 시 22dBu 의 최대 출력 레벨을 만족한다고 보면 됩니다. 대체적으로 아날로그 믹싱 콘솔의 헤드폰 아웃들은 이 정도의 출력을 내어주는 편입니다.+위의 공식에서 와트는 임피던스에 반비례 하므로, 300Ω의 헤드폰((아마도 HD600))을 연결한다면 75mW(대략 19dBm) 의 출력을 가지는 헤드폰 앰프를 사용 시 22dBu 의 최대 출력 레벨을 만족한다고 보면 됩니다. 대체적으로 아날로그 믹싱 콘솔의 헤드폰 아웃들은 이 정도의 출력을 내어주는 편입니다.
  
-거꾸로 역산한다면, 만약 75ohm의 헤드폰을 연결해서 사용하는 경우 22dBu의 소리를 들을려면, 헤드폰 출력은 16dBm(40mW) 이면 충분합니다.+거꾸로 계산한다면, 만약 75Ω의 헤드폰을 연결해서 사용하는 경우 22dBu의 소리를 들을려면, 헤드폰 출력은 16dBm(40mW)이면 충분합니다.
  
  
줄 41: 줄 43:
 이제 이러한 헤드폰 앰프의 출력에 대비하여 헤드폰이 얼만큼의 소리를 재생하느냐의 문제가 남아 있습니다. 이제 이러한 헤드폰 앰프의 출력에 대비하여 헤드폰이 얼만큼의 소리를 재생하느냐의 문제가 남아 있습니다.
  
-일반 앰프와 스피커, 그리고 0VU(+4dBu)의 칼리브레이션에서는, 보통 앰프의 출력과 스피커의 감도에 의해 소리 크기가 정해지고 이것을 85dBSPL 로 출력하기 위해 0VU 를 85dBSPL로 조정할 수 있게 되어있지만, 헤드폰 앰프의 경우는 직접 헤드폰 앰프의 출력을 가변하도록 되어 있기 때문입니다. 그래서 헤드폰 앰프와 헤드폰의 소리 크기에 대해서는 스피커의 경우와는 좀 다르게 생각해야 합니다.+일반 앰프와 스피커, 그리고 0VU(+4dBu)의 캘리브레이션에서는, 보통 앰프의 출력과 스피커의 감도에 의해 소리 크기가 정해지고 이것을 85dBSPL 로 출력하기 위해 0VU 를 85dBSPL로 조정할 수 있게 되어있지만, 헤드폰 앰프의 경우는 직접 헤드폰 앰프의 출력을 가변하도록 되어 있기 때문입니다. 그래서 헤드폰 앰프와 헤드폰의 소리 크기에 대해서는 스피커의 경우와는 좀 다르게 생각해야 합니다.
  
 감도는 헤드폰에 1mW 를 넣었을 때 얼마 만큼의 dBSPL로 환산되느냐에 관한 값입니다. 감도는 헤드폰에 1mW 를 넣었을 때 얼마 만큼의 dBSPL로 환산되느냐에 관한 값입니다.
줄 51: 줄 53:
 80mW 에서는 대략 116dBSPL 정도의 소리가 재생되게 됩니다. 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.+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 헤드폰들의 감도는 매우 높다는 것을 알 수 있습니다.((일반으로 필요한 기대치보다 10dB 이상 높음)) 이때 정상적인 헤드폰 앰프라면 볼륨 노브를 절반 이하 정도로 만 놓아도 우리가 원하는 소리 크기 재생은 가능합니다. 생각보다 헤드폰들의 감도는 매우 높다는 것을 알 수 있습니다.((일반으로 필요한 기대치보다 10dB 이상 높음))
줄 62: 줄 64:
  
 Max Output level: Max Output level:
-225mW into 30 Ohm +225mW into 30Ω 
-40mW into 600Ohm+40mW into 600Ω
  
 와 같은 스펙을 가지고 있습니다. 와 같은 스펙을 가지고 있습니다.
  
-300ohm 의 부하 임피던스를 가지는 HD600 연결 시에는 80mW 의 출력 파워를 가질 것으로 예상되는데, 이때 80mW 에서는 위에서 계산한대로 116dBSPL 의 Peak 재생력을 가지게 되어서, 충분히 큰 소리로 재생이 가능함을 알 수 있습니다.+300Ω 의 부하 임피던스를 가지는 HD600 연결 시에는 80mW 의 출력 파워를 가질 것으로 예상되는데, 이때 80mW 에서는 위에서 계산한대로 116dBSPL 의 Peak 재생력을 가지게 되어서, 충분히 큰 소리로 재생이 가능함을 알 수 있습니다.
  
-=====일반 오디오 인터페이스나 스마트 폰으로 HD600과 같은 300옴 헤드폰 구동 가능할까?=====+=====일반 오디오 인터페이스나 스마트 폰으로 HD600과 같은 300Ω 헤드폰 구동 가능할까?=====
  
 **소리야 나겠지만 정상적인 톤 재생은 아닙니다.**  **소리야 나겠지만 정상적인 톤 재생은 아닙니다.** 
줄 75: 줄 77:
 https://www.tonestack.net/articles/headphones/headphone-amplifier-output-impedance.html https://www.tonestack.net/articles/headphones/headphone-amplifier-output-impedance.html
  
-위에서 이야기 한대로 정규 출력인 22dBu 출력을 300옴 헤드폰으로 내기 위해서는 최소 19dBu(dBm) 출력이 필요합니다. 이 기준에 미치지 않아도 소리는 나겠지만, 85 옴 이나 32 옴 등의 저 임피던스 헤드폰을 연결했을 때보다, 소리도 작고, 뭔가 이상한 소리로 들리게 됩니다. 즉, 헤드폰 유닛을 구동하기에 충분하지 못한 출력을 내어주는 경우 입니다.+위에서 이야기 한대로 정규 출력인 22dBu 출력을 300Ω 헤드폰으로 내기 위해서는 최소 19dBu(dBm) 출력이 필요합니다. 이 기준에 미치지 않아도 소리는 나겠지만, 85Ω 이나 32Ω 등의 저 임피던스 헤드폰을 연결했을 때보다, 소리도 작고, 뭔가 이상한 소리로 들리게 됩니다. 즉, 헤드폰 유닛을 구동하기에 충분하지 못한 출력을 내어주는 경우 입니다.
  
 **소리는 나겠지만 임피던스에 의한 톤손실이 커서 원래 헤드폰이 들려주도록 설계 된 소리가 나지 않습니다.** **소리는 나겠지만 임피던스에 의한 톤손실이 커서 원래 헤드폰이 들려주도록 설계 된 소리가 나지 않습니다.**
줄 87: 줄 89:
 **주의 해야합니다.**  **주의 해야합니다.** 
  
-[{{정승환_컬럼:20220918-153019.png|HD600 과 같은 고 임피던스 헤드폰을 구동하기 위한 별도의 헤드폰 앰프}}]+<WRAP centeralign box>{{정승환_컬럼:20220918-153019.png|}}\\ 
 +HD600 과 같은 고 임피던스 헤드폰을 구동하기 위한 별도의 헤드폰 앰프</WRAP>
  
-[{{정승환_컬럼:20220918-152903.png|HD600 과 같은 고 임피던스 헤드폰을 구동하기 위한 별도의 헤드폰 앰프}}]+<WRAP centeralign box>{{정승환_컬럼:20220918-152903.png|}}\\ 
 +HD600 과 같은 고 임피던스 헤드폰을 구동하기 위한 별도의 헤드폰 앰프</WRAP>
  
  
줄 113: 줄 117:
  
 이때는 당연히 높은 출력을 견디기 위해서는 높은 임피던스를 가진 헤드폰이 유리합니다.\\ 이때는 당연히 높은 출력을 견디기 위해서는 높은 임피던스를 가진 헤드폰이 유리합니다.\\
-왜냐하면 헤드폰 앰프의 출력이 100mW@150ohm 이라면, 300ohm 의 헤드폰을 연결하면 50mW@300ohm 으로 동작하기 때문입니다. 반대로, 100mW@150ohm 의 헤드폰 앰프의 출력에, 75ohm의 헤드폰을 연결한다면, 200mW 의 출력으로 동작하게 되므로, 이 경우 헤드폰에서 원치 않는 THD 가 발생할 수 있고, 이런 상태로 자주 사용하게 되면 유닛이 망가져 버리게 됩니다.+왜냐하면 헤드폰 앰프의 출력이 100mW@150Ω 이라면, 300Ω 의 헤드폰을 연결하면 50mW@300Ω 으로 동작하기 때문입니다. 반대로, 100mW@150Ω 의 헤드폰 앰프의 출력에, 75Ω의 헤드폰을 연결한다면, 200mW 의 출력으로 동작하게 되므로, 이 경우 헤드폰에서 원치 않는 THD 가 발생할 수 있고, 이런 상태로 자주 사용하게 되면 유닛이 망가져 버리게 됩니다.
  
 만약 출력이 좋은 헤드폰 앰프 사용 시 너무 작은 부하 임피던스를 가진 헤드폰을 사용한다면 쉽게 소리가 찌그러지고 망가질 수 있습니다. 만약 출력이 좋은 헤드폰 앰프 사용 시 너무 작은 부하 임피던스를 가진 헤드폰을 사용한다면 쉽게 소리가 찌그러지고 망가질 수 있습니다.
줄 127: 줄 131:
 예를들면,  예를들면, 
  
-2021년 이후 맥북 일부 모델의 경우에는 고 임피던스 헤드폰도 구동이 가능한 헤드폰 앰프를 내장하고 있어서, 150옴 이상의 헤드폰이 연결되었을 때, 150옴 이하의 헤드폰이 연결되었을 때의 출력 레벨이 다르고, 컨슈머 라인 레벨 장비가 연결되었을 때는 라인 레벨 출력을 하도록 되어 있다.+2021년 이후 맥북 일부 모델의 경우에는 고 임피던스 헤드폰도 구동이 가능한 헤드폰 앰프를 내장하고 있어서, 150Ω 이상의 헤드폰이 연결되었을 때, 150Ω 이하의 헤드폰이 연결되었을 때의 출력 레벨이 다르고, 컨슈머 라인 레벨 장비가 연결되었을 때는 라인 레벨 출력을 하도록 되어 있다.
  
 즉 연결된 부하의 임피던스 값에 따라, 다른 출력을 내보내 줌으로써, 라인아웃, 저 임피던스 헤드폰 아웃, 고 임피던스 헤드폰 아웃 출력으로 그때 그때 적응형으로 출력한다. 즉 연결된 부하의 임피던스 값에 따라, 다른 출력을 내보내 줌으로써, 라인아웃, 저 임피던스 헤드폰 아웃, 고 임피던스 헤드폰 아웃 출력으로 그때 그때 적응형으로 출력한다.
  
 https://support.apple.com/en-sa/HT212856 https://support.apple.com/en-sa/HT212856
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정승환_컬럼/헤드폰_앰프의_출력과_헤드폰_임피던스.1706282149.txt.gz · 마지막으로 수정됨: 2024/01/27 저자 정승환