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[오디오상식] 왜 앰프의 출력이 넉넉한 것이 안전한가..
HIFI게시판 > 상세보기 | 2012-04-04 12:01:58
추천수 1
조회수   2,577

제목

[오디오상식] 왜 앰프의 출력이 넉넉한 것이 안전한가..

글쓴이

이종남 [가입일자 : 2004-09-03]
내용
이런 논쟁이 잘 벌어집니다...



정격입력 100W짜리 스피커가 있습니다.. 그리고 그것을 울려줄 앰프는 50W짜리, 200W짜리 둘 중 하나를 골라야 합니다.... 어떤 것이 더 좋을까요??? 하는 질문이 올라왔습니다..



1. 50W를 골라야 한다.. 왜냐하면.. 앰프가 스피커의 한계인 100W보다 초과해서 나가면. 스피커가 망가지지만 앰프 자체가 50W 밖에 출력을 못하므로 더 안전하다..



2. 아니다.. 200W가 더 안전하다... 앰프출력은 항상 스피커의 입력수치보다 최소한 같거나 큰 것이 더 안전하다...



아주 고루한 논쟁거리입니다.....





제가 생각하는 정답은 돈만 있다면.. 2번입니다.. 거의 신경 쓸 일이 없거든요... 1번을 선택해도 됩니다.. 하지만 조금은 긴장을 해야 합니다...



그럼 1번을 지지하는 사람들의 의견에 정면으로 배치가 됩니다... 출력이 작으니까 더 안전한 것이 아니냐???



그 이론적인 배경을 한번 살펴보지요....







모든 소리를 내는 기기나 악기들은 다 배음이라는 것이 있습니다... 즉 1Khz만 소리를 낸다고.. 딱 1Khz만 소리가 나는 것이 아닙니다.. 주로 1Khz의 소리가 나지만.. 그의 배수 주파수 즉 2,3,4,5,6,...........배수의 소리가 무한으로 진행을 하면서 같이 소리를 내지요. 물론 그 배합은 기기마다 혹은 악기마다 다릅니다...



그래서 바이올린의 소리와 피아노의 소리가 같은 음계를 연주한다고 해도 음색이 다른 것이 이 배음의 분포가 다르기 때문이지요.. 기음은 같지만요..



하지만 앰프는 악기처럼 이러면 안됩니다.. 즉 A라는 앰프는 바이올린을 바이올린으로 표현을 하는데. B라는 앰프는 바이올린을 피아노소리로 내면 안되겠지요.. 그래서 앰프는 이런 배음성분이 적을수록 좋습니다.. 하지만 아주 없앨 수는 없습니다.. 앰프도 분명 소리를 만들어내는 기기이기 때문이지요..



그것을 THD (Total harmonic distortion) 이라고 하고. 그것을 계측을 합니다..












그림은 1Khz의 신호를 앰프에 입력했을 때.. 출력되는 주파수 분포를 본 것입니다..

분명 1Khz만 집어넣었는데.. 보니까.. 2, 3, 5Khz의 신호도 보이지요??? 이런 식으로 앰프 역시 하모닉스를 출력을 합니다.. 하지만 이렇게 그 양이 극히 적어야 합니다..

그래야 바이올린음반을 바이올린으로 재생할 수 있으니까요...



그럼 앰프는 항상 이런 식을 배음을 아주 조금만 출력을 하느냐??



그렇지는 않습니다...












그림은 앰프가 출력하는 하모닉스의 총양을 출력을 올려가면서 측정을 했습니다...

400W가 넘어가니까... 갑자기 하모닉스가 거의 수직으로 상승을 합니다..

그럼 이 앰프는 출력한계가 400W짜리 앰프가 되는 것이지요.... 더이상 출력을 하면.. 하모닉스가 엄청나게 증가를 해서.. 소리의 왜곡도가 아주 심해집니다..



그럼 소리의 왜곡만 생기느냐??? 그럼 좋겠지요....












그림은 하나의 기음에 대한 하모닉스가 증가되면 어떤 식으로 분포가 되는지 보여주는 것입니다.. 주파수가 올라갈 수록 더 빽빽하게 들어차지요?? 이것이 자연계의 주파수배열은 리니어배열이 아니라.. 로그배열이라 그렇습니다. 주파수가 올라갈 수록 같은 범위에 주파수는 점점 빽빽하게 들어차게 되는 것이지요...(옥타브당 2배씩)



그럼 각 구간의 에너지 합계는 화살표처럼 증가가 됩니다.



이것은 기음 하나만의 에너지 분포입니다.. 다 아다시피 음악은 엄청나게 많은 소리가 합쳐져서 만들어내는 현상이지요. 그 많은 기음들의 배음이 다 합쳐진다면 오른쪽 화살표는 엄청나게 증가를 합니다... 즉 하모닉스가 증가하면 고역으로 갈 수록 에너지가 축적이 된다는 것이지요..





앰프가 클리핑을 하게 되면 하모닉스가 수직으로 상승을 하게 되고 그럼 고역에 에너지가 집중이 되어서 스피커 트위터의 보이스코일은 과전류로 타게 되겠지요..























다시 처음의 1번과 2번의 선택으로 돌아가겠습니다...



앰프의 출력전력은 앰프 혼자 결정하는 것이 아닙니다.. 앰프가 결정하는 것은 출력전압만 결정을 합니다.. 그럼 출력전력은 어떻게 결정이 되느냐...



출력전력은 스피커부하에 따라 결정이 됩니다. 즉 앰프가 출력전압을 결정하면.. 스피커는 그에 맞는 전기적인 약속으로 출력전력을 앰프한데 요구를 하는 것이지요.. 그런데.. 스피커는 100W를 달라고 하는데... 앰프가 50W밖에 줄 수 없는 능력이라면.. 클리핑을 하게 됩니다. 그 뒤의 상황은 이미 설명을 했습니다...







우리가 보통 스피커의 정격입력이라고 표시가 된 것은 스피커가 앰프한테 요구할 수 있는 전력의 RMS 값입니다.. RMS 값이기 때문에. 순간적으로.. 요구하는 피크값은 더 클 수 있습니다...



그럼 앰프는.. 비록 출력전력을 결정할 수는 없지만 출력전압은 결정할 수 있으니까.. 되도록.. 작은 전압 즉 작은 음량만 내도록 하면 되지 않느냐?? 하는 의문이 생기겠지요...



맞습니다.. 하지만.. 항상 작게 들을 수도 없는 것이고 게다가 비교적 작은 볼륨값에서도.. 스피커는 상황에 따라 아주 황당한 높은 출력전력을 요구할 수도 있습니다.... 가령.. 초저역까지 표현을 충분히 할 수 있는 대구경우퍼가.. 엄청난 저역신호가 걸리는 음악신호를 받았을 경우.. 특히.. 대편성의 총주 부분이나... 좀 흔하지는 않지만... 대포소리 같은...



그럼 그 비싼.. 스피커는 순간적으로 안전을 보장 받지 못할 수가 있습니다...

흔한 현상은 아니지만... 그렇다고 아주 없는 현상도 아니지요...









그리고 그런 상황 한번 걸리면.. 진짜... 성질납니다........ ^^
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이진형 2012-04-04 12:34:45
답글

역시 감사합니다 <br />
궁금한게 있는데 진공관 티알중에 어느것이 주파수 충실도라 높은지요?

장재선 2012-04-04 12:36:45
답글

좋은 정보 감사드립니다. 이종남님 글로 많은것들 배웁니다,<br />
그냥 이론 다 모른채 2번이 저는 안전하다고 주워들었는데, 맞는 모양이네요 ㅋ

신상호 2012-04-04 12:39:53
답글

좋은 공부가 되었습니다.

양민정 2012-04-04 12:46:15
답글

고조파(하모닉스)에대한 궁금증이 있는데요... 집에 들어오는 전기도 마찬가지 이고... 무선기기 송신 세력도 마찬가지로 모두 고조파가 발생 하는데 고조파의 현상에 대한 이해가 잘 안되네요. 1고조파 2고조파 3고조파 ..... 이렇게 나가는건 알겠는데 이것이 사이사이에 생기는 현상이 어떤것인지??? 한파형과 파형의 사이에서 오는 매칭의 문제??? 같은건지? 왜 생기는건지? <br />
생기는 원인 같은거 말구요? 고조파가 어떤 현상인지 감

임준택 2012-04-04 12:46:25
답글

이종남님 좋은 정보 감사합니다.<br />
앰프와 스&#54612;간의 옴수 관계도 정립을 한 번 해 주셨으면 합니다.

이종남 2012-04-04 12:48:49
답글

이진형님//<br />
<br />
주파수 충실도의 뜻을 잘 모르겠습니다..<br />
혹 진공관과 Tr앰프의 THD의 수치 차이를 말씀하시는 것 같은데...<br />
분명 진공관앰프의 THD는 TR 보다 높습니다... 보통 0.5% 이하지요.. 이는 인간의 능력을 알아차리지 못한다는 한계수치입니다. <br />
물론 1%대의 THD를 가진 것도 있지만 (싱글앰프류) 그 배음의 배열이 TR과는 좀 다릅니다..<br />
<br

hoonii@paran.com 2012-04-04 12:57:50
답글

특별한 케이스가 아니라면, 일반 가정에서는 고출력을 낼 수가 없죠. 책상용으로는 5Watt, 거실용으로는 20Watt 정도면 충분합니다. 나머지는 그냥 음색의 호불호일 뿐이죠. <br />
<br />
그리고 50Watt짜리 앰프를 100Watt짜리 스피커에 물린다고 해서 반드시 클리핑이 발생한다고 단정할 수 없습니다. 이건 앰프를 만들기 나름입니다. 즉, 전원용량에 맞게 볼륨 한계치 설정을 제한해서 만든 앰프라면 클리핑이 발생하지 않습니다

이종남 2012-04-04 12:58:30
답글

이주훈님// <br />
<br />
저기 두번째 앰프는... 엄청나게 비싼 파워앰프입니다.. 아마 수천만원 할껄요?? <br />
그렇지만 저 앰프도 한계에서는 바로 클리핑을 하지요??? <br />
<br />
클리핑은 어떤 앰프도 피해갈 수가 없는 것지이요. 상황이 걸림 똑같아집니다..<br />
<br />
스피커가 수동장치는 맞는데.... 전기적인 현상은 수동장치가 결정하기도 합니다..

이상욱 2012-04-04 12:58:49
답글

앰프 출력에 굳이 신경을 쓴다면, 선택에서 더 중요한 건 내가 얼마나 큰 음량으로 듣기를 원하는가 일 겁니다.<br />
<br />
아마 90%이상의 애호가들이 평소에 음악을 듣는 음량은 최대 5W 아래 일 것이라고 생각합니다. 정격출력 5W가 아닙니다. "최대출력" 5W이고, 이때의 평균출력은 대략 0.05W 근처입니다.<br />
<br />
자기가 얼마나 큰 출력으로 음악듣고 있는지 좀더 정확히 알고 싶으신 분들은 아래 글 읽어보

이종남 2012-04-04 13:03:55
답글

이상욱님//<br />
<br />
전 알리코 대구경을 사용합니다... 정격입력이 겨우 50W 짜리 스피커지요...<br />
30W짜리 물려서... 듣다가.트위터 한쪽..날려먹었습니다.... 진짜 일어난 일입니다.<br />
구하기도 힘든 것... 참 어렵게 짝을 맞추어서... 완성은 했지만...<br />
<br />
또.. 풀레인지는 안 그럴 것 같습니까??? 3평짜리 방에서 듣는 풀레인지 입력전력.. 30W짜리 풀레인지를 2

이종남 2012-04-04 13:06:58
답글

웃자고 하는 소리지만...<br />
<br />
풀레인지를 태워 먹을 땐 전 바로 옆 화장실에서 큰일(??) 보고 있었습니다...<br />
진공관앰프이기 때문에... 클리핑 전조증상이 들리더군요...<br />
<br />
바로 나가서 앰프부터 끄면 아마 스피커는... 살았을 터인데... 한참 힘쓰는 중이라(???) 끊을 수가 없더군요....<br />
<br />
ㅋㅋㅋㅋ 그냥 알면서도 당하는 것이지요.......... ^^

hoonii@paran.com 2012-04-04 13:16:41
답글

앰프에서 클리핑이 발생할 수 있는 상황은 몇가지가 있습니다. 입력전압이 앰프 규격보다 높게 들어오는 경우, 볼륨 최대치가 앰프의 최대치를 넘겨서 설정되어 있는 경우, 앰프의 기준 임피던스보다 낮은 임피던스의 스피커를 물리는 경우, 크게보면 이것 3가지 입니다. 따라서 제대로 만든 앰프에서 제시한 규격대로 사용하면 아무 문제없어요. 위의 3가지 상황을 지키지 않는다고 해서 음악을 못듣는 것은 아니므로, 보통 그냥 무시하고 사용하는 것 뿐입니다.

손일철 2012-04-04 13:27:24
답글

이상욱님 의견에는 일부만 동의합니다. <br />
<br />
3dB이 높아지려면 앰프 출력은 두 배가 되어야 하고, <br />
10dB이 높아지려면 앰프 출력은 대략 2의 3승이 되어야 합니다. <br />
<br />
출력이 두 배가 될 때 dB는 3dB 만큼 변하지만, <br />
청감상 음량이 두 배가 된 것으로 느끼려면 10dB 정도가 변해야 한다고 하죠. <br />
<br />
그러므로, 청감상 두 배의 음량을 얻기

조영호 2012-04-04 13:29:26
답글

예로드신 100W 스피커의 정격 허용입력의 정의가 무엇일까요?<br />
1KHz 주파수에서만 해당 되는 것인가요? 트위터에는 해당 되지 않는 것인가요?<br />
<br />
클리핑이 일어나면 하모닉스가 증가하겠지만 100%가 되지는 않겠죠? 설혹 THD가 100%라고 하더라도 앰프의 출력한계치 이내에 있지 않겠습니까?<br />
앰프의 정격 출력 역시 THD가 얼마일때(예,0.01%등)를 기준으로 하는 것이니 왜율을 고려하지 않는다면

이종남 2012-04-04 13:37:56
답글

조영호님//<br />
<br />
에너지의 집중현상이라고 설명을 했습니다....<br />
<br />
정상적인 50W의 신호가 나간다면 이는 아마 5Khz 정도까지는 비교적 일정한 에너지를 갖다가. 그 위부터는 순차적으로 떨어지겠지요... 그런 정상신호는 충분히 감당을 하는 것이 스피커 유닛에서 말하는 정격입력수치입니다.. 비정상적인 음악신호를 가지고.. 정격입력을 정하지는 않지요....<br />
<br />
클리핑을 한다고 하

이종남 2012-04-04 13:59:51
답글

아무리 이런 이유때문에.. 이런 식으로 사용하는 것이 더 안전하다.... 설명을 해도..<br />
별 소용이 없습니다.... 어차피 각각 앞으로 나아갈 바는 정해져 있으니까요...<br />
<br />
당해보면 압니다... 아직까지 안당했다는 것 그리고. 오디오생활하면서 한번도 당하지 않았다면..<br />
그것보다 좋은 일은 없겠지요....<br />
<br />
하지만 아주 고가의 대구경스피커를 사용하시는 분은.. 이런 식의

이진형 2012-04-04 14:02:55
답글

감사합니다 <br />
제가 알고 싶은 부분을 정확히 가르쳐 주셧습니다

이진형 2012-04-04 14:02:58
답글

감사합니다 <br />
제가 알고 싶은 부분을 정확히 가르쳐 주셧습니다

임향택 2012-04-04 14:27:16
답글

이종남님 정말 좋은 정보 감사합니다. 본 글과는 다소 상관은 없지만, 혹시 초보께서도 이 글을 보실 것 같아 제가 아는 지식선에서 사족을 붙이자면, <br />
<br />
제조사에서 표기하는 정격출력 이라는 것도 어떻게 보면 제품 팔아먹기 위한 마케팅 요소가 다분 한 것 같습니다. 정격출력 50w + 50w, 0.05% THD, 20hz~20khz, 8ohm 뭐 이런 표기가 스펙시트지에 있을 때,<br />
보통 "어 이 앰프는 8옴에

이종남 2012-04-04 14:36:55
답글

임향택님//<br />
<br />
그것은 진공관앰프에서 잘 써먹는 방법입니다.<br />
진공관앰프는 출력이 증가하면서... THD가 서서히 증가하거든요...<br />
즉 100W에 0.5%이면 180W에 한 2%가 될수는 있습니다... 실제 진공관은 그런 특성이 있어서 그런 표기 많이 합니다.. 시작 곡선이 완만해요... 끝내는 무한대로 가긴 하지만요..<br />
<br />
하지만 TR은 위의 그림처럼 어느 한순간부터 거의

hoonii@paran.com 2012-04-04 14:50:20
답글

보통 앰프회로의 SPICE 시뮬레이션을 해보면, 정현파 출력시에 주파수에 상관없이 소모되는 전력은 거의 동일합니다. 물론 실제로는 약간씩 변동성이 있을 수 있지만, 50Watt짜리가 100Watt가 될 수는 없습니다. 앰프의 정격출력은 대부분 전원회로, 즉, 파워부에 따라서 한계가 정해지게 됩니다. 그래서 잘 만들어진 앰프들은 보통 그 전원 한계를 넘지않도록 설계자가 신경을 써서 제작합니다.

이준열 2012-04-04 15:40:11
답글

이종남님의 해박한 지식에 감탄하고 갑니다.<br />
의료계에 계신걸로 아는데 이 방면은 어찌 그리 해박하신건지... @@

김순암 2012-04-04 16:29:45
답글

단 클립핑 하기 시작 했을 때 출력단 릴레이가 작동된다면.. 큰 파워의 암프보다는 출력이 작은 쪽이 유리하지요.<br />

조영호 2012-04-04 18:40:24
답글

외근 다녀 와서 답글 이제 보았습니다.<br />
<br />
이종남님..<br />
그러니까요..'스피커의 허용정격 입력이 100W라고 하더라도 트위터는 100W 견디지 못한다' 이런 말이지요?<br />
그럼 스피커의 정격을 규정하는 주파수가 있나요?<br />
실제 음악 신호는 대역분포가 아주 다양하니까 기술적인 수치의 기준으로 삼을 수는 없을 것인데<br />
1KHz 신호를 기준으로 한다든가.. 아니면 20Hz에서 5KHz

hoonii@paran.com 2012-04-04 19:41:05
답글

100Watt 정격 스피커에 어느정도 정격의 트위터가 채용되는냐 하는 문제는, 보통은 100Watt 보다 낮은 정격의 유닛이 채용된다고 말할 수 있습니다. 왜냐? 값이 싸니까요. 그러나 전부 그런 것은 아니고, 생각이 있는 제작자들은 트위터 역시 정격에 맞는 것을 사용합니다. 코일이 끊어지는 것은 규격보다 높은 전류가 흐르기때문입니다. 어렵게 생각할 필요 없습니다. <br />
<br />
회로 시뮬레이션을 해보면 우퍼쪽에다가 100Watt

aacsk@yahoo.co.kr 2012-04-04 19:49:17
답글

어떤 메이커에선 배음을 살려서 좋은 앰프라고 자랑을 합니다.<br />
배음은 어떤거고 그배음의 유무가 청감상 어떻게 구분&#46093;니까.<br />
사람의 귀에서 좋게들리면 그게 좋은소리 아닌가요?

이종남 2012-04-04 20:03:27
답글

조영호님// <br />
<br />
글쎄요.... <br />
<br />
저도 역시 트위터도 뜯어봤고 또 우퍼도 뜯어봤습니다. 코일이 전류값에 견디는 정도는 가장 중요한 것이 단면적이겠지요.. 분명 트위터는 높은 주파수의 소리를 내야 하므로 무브먼트 질량을 줄여야 하므로 코일은 얇은 것을 사용합니다....... 그럼 같은 전류값이라도. 아무래도 약하겠지요.. <br />
<br />
그런데. 같은 코일을 가지고... 저역과 고역을

손일철 2012-04-04 21:23:00
답글

풀레인지는 큰 진동판으로 고역대까지 재생토록 하기 위하여 서스펜션을 아주 낭창하게 해 두기 때문에 <br />
큰 입력이 들어가면 진폭 제어가 되지 않아, 보이스코일의 연결부위가 단선이 되거나 진동판이 튀어나가는 현상이 쉽게 일어나기 때문은 아닐까 추측해 봅니다.<br />
즉, 에너지의 고역대 집중 현상 때문이라기 보다는 과도한 움직임 속에 그 비정상적인 파형이 더해지기 때문이 아닐지....

이상욱 2012-04-05 00:21:36
답글

트위터가 100W 정격 견디는 놈은 가정용 제품엔 찾아보기 어려울 것입니다. <br />
<br />
예전 B&W 노틸러스 시리즈를 보면, 801의 경우 1000W 까지 "음악신호"를 핸들링할 수 있다고 나옵니다. 클리핑하기 전 음악신호가 최대 1000W라 해도.. 그중 트위터로 가는 에너지는 10-20W 정도나 될까요?<br />
<br />
그래서.. 저는 노틸러스 시리즈의 트위터가 다룰 수 있는 정격입력은 10-20W 정도라고 추정

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