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[나경수 칼럼] 오디오 기기의 일체화, 노이즈 잡기와 무손실노이즈 잡기와 무손실
  • 나경수 (사)전자정보인협회 회장
  • 승인 2017.07.24 14:47
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[이코노미톡뉴스=나경수 논객(사)전자정보인협회 회장] 음악신호 전달에 있어서 전기장 차폐는 상당히 중요한 역할을 한다. 그러나 이러한 전기장 차폐는 도체로 완전히 둘러싸면 가능하다고 볼 수 있다. 도체로 완벽히 둘러싸면 외부의 전기장은 도체 내부에 하등의 영향을 미치지 못한다. 그래서 외부에 전기장이 가해진 상태에서 내부의 도체를 제거하더라도 전하 분포의 변화가 없다. 그러므로 전기장의 분포에는 변화가 없는 것이다. 따라서 전기장은 도체로 물체를 둘러싸기만 하면 완벽하게 차폐가 가능하다. 이를테면 항공기는 운행 중에 번개나 우뢰를 만나더라도 도체로 둘러싸여있기 대문에 전기장에 대해서 내부가 차폐되어 있기 때문에 아무런 영향을 받지 않는다. 하지만 자기장은 쉽지 않다.

전계(電界; electric field)는 대전체가 존재하는 공간 각 점의 전기적 상태를 나타내는 양을 말한다. 즉 공간의 각점에 정지하는 단위 전하에 적용되는 힘으로 정의한다. 즉 전기력이 존재하고 있는 공간을 전계라 하고, 그 상황은 전기력선의 분포에 의해서 나타난다.

자계(磁界; magnetic field), 자장(磁場)은 자기력이 작용하는 장소, 즉 전류 상호 자석 상호 혹은 전류의 자석 사이에 작용하고 있는 장소를 지칭한다. 다시 말해서 운동하는 전하에 대해여 전자기력이 미치는 공간 영역 자석체가 통전 도체의 근방에 발생한다. 지구 자체가 하나의 자석이므로 지상에는 소위 말하는 지구 자계가 존재한다.

문제는 자기장의 노이즈 발생이다. 전의 CRT 브라운관은 전자빔을 휘어서 화면을 만들었다. 이때 전자빔을 휘게 만드는 것이 내부에 있는 코일로 자력을 만들어 휘게 만들었다. 그런데 외부에 다른 자력이 작용하면 정상적인 화면이 나오지 않고 색상이 이상하거나 화면이 휘어지게 되는 것을 알 수 있다. 이를테면 오디오의 스피커 옆에 TV를 갖다 놓으면 스피커의 자력에 의해 색상이 바뀌게 되는 것이다. 이와 같이 자기장은 전파제품에 영향을 준다. 전기장과 자기장은 한 몸이다. 전기가 흐르는 곳에 자기장은 형성된다. 따라서 전기장뿐만 아니라 자기장도 어떤 형태이든 간에 음악신호에 영향을 주어서 노이즈로 나타나게 된다.

노이즈(noise)는 두 가지로 양분된다.
첫째 잡음(雜音)은 전기통신 회선에 혼입하여 정보전달을 방해하는 복잡한 음향 회로의 전기적 불안정을 지칭한다. 회로의 열교란, 공전(空電), 인공적 장해 전파 또는 교류 등이 그 원인이다. TV 등의 수신화면에 나타나는 복잡한 화상도 이에 포함된다.
잡음전파강도(雜音電波强度, noise field intensity)란 전파잡음의 강조를 말한다. 잡음의 종류에 따라, 또 방해하는 통신의 종류에 따라 허용되는 잡음 강도는 다르며, 가급적이면 없는 것이 바람직하다.

둘째 소음(騷音)은 듣는 사람에게 있어서 바람직하지 못한 소리이다. 즉 필요한 소리를 듣는 것을 방해하고 사람을 괴롭고 고달프게 하며, 또는 청기(聽器)에 손상을 주기도 하는 소리를 이른다.
소음계(騷音計, noise meter)는 소음의 크기를 측정하는 계기이다. 지시 소음계는 마이크로폰과 증폭기 및 지시계기로 구성되어 있으며, 측정값은 폰(phon)으로 읽는다. 소음의 세기가 아니라 크기를 표시하기 때문에 귀의 감도의 주파수 특성과 비슷한 보상 회로가 들어 있다. 단 이 주파수의 특성은 소음 레벨에 따라 다르기 때문에 3단계로 변환하며, 지시 계기의 시정수(時正數, time constant)도 귀의 그것과 맞출 수 있게 되어 있다. 구형(舊型) 소음계에서는 표준음과 소음을 비교하여 같은 크기가 되도록 표준음을 가감하여 그 다이얼 눈금에서 소음의 크기를 읽기도 했었다.

전원선인 파워케이블은 220볼트, 60헤르츠를 손실 없이 전달하여야 한다. 교류신호의 저항치인 자체 임피던스는 최대한 낮아야 한다. 여기에는 음악 신호가 실려 있지 않다. 따라서 고주파에 영향을 주는 캐퍼시턴스는 영향이 없다. 그러므로 가급적이면 자체 임피던스를 0에 가깝게 설계하여야 한다. 최고의 선재를 선택하여 될 수 있는 대로 굵게 하고, 접속단자를 특수 설계하여 극도의 접속을 유도해 내야 하는 것이다. 이들의 연결 저항을 없애기 위한 고온열 용접을 해야 한다. 선재와 단자가 아무리 좋은 것이라 할지라도 납땜이나 나사조임은 임피던스 증가의 요인이 된다.

오디오(audio)는 라틴어로 “내가 듣는다”는 뜻이다. 인간의 청취 범위, 즉 15~20,000Hz 정도까지 범위의 주파수를 포함하는 신호 장치 혹은 현상에 관하여 사용되는 용어이다. 일반적으로 소리에 관계되는 것에 대한 속어로 쓰인다.

▲ 나경수 (사)전자정보인협회 회장

인터케이블의 임무는, 앞쪽 신호를 뒤쪽으로 완벽하게 전달하는 것이다. 이 과정에서 고투자율재료(高投資率材料; high permeable magnetic material)의 하나인 뮤메탈(mu-metal)이 케이블 주위의 노이즈를 완벽히 차단하여 원 음악신호의 뉘앙스와 디테일을 최대로 끌어 올려야 한다. 저역(低域)과 미세음의 디테일이 살아난 것을 보면 전가기장 차폐로 인해 S/N비가 월등히 높아진 것이다. 뮤메탈이 동 쉴드보다 30분의 1로 줄인다면 S/N비는 30배가 늘어난다. 여기에다가 연결저항과 접촉저항의 최소화, 최적의 선재 두께를 통해 음악신호가 손실 없이 DAC에서 프리앰프로 전달된다. 최약음에서 정숙함, 끝없는 고역(高域)의 재현이 이루어 낸 이상적인 엄청난 결과이다. 노이즈 제거를 포함한 무손실(zero-loss)의 정점이다.

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나경수 (사)전자정보인협회 회장  econotalking@daum.net

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