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[오디오상식]앰프가 클리핑을 하면 무엇이 변할까..
HIFI게시판 > 상세보기 | 2012-04-12 11:40:18
추천수 0
조회수   2,682

제목

[오디오상식]앰프가 클리핑을 하면 무엇이 변할까..

글쓴이

이종남 [가입일자 : 2004-09-03]
내용
앰프가 클리핑을 하면.. 스피커 특히 트위터에 지대한 영향을 끼쳐서..

트위터가 우퍼보다는 먼저 날라가버릴 수 있다는 것은 이미 설명을 했습니다.



그럼. 우리는 최대한 앰프가 클리핑을 하지 않게 안전하게 사용하는 방법을 알아야겠지요...



가장 안전한 것이.. 앰프의 볼륨을 줄여야 합니다..

하지만.. 어느정도 줄여서 들어야 하느냐... 참 어려운 이야기입니다..



하지만 이 이야기를 짚고 넘어가야.. 실제 우리가 오디오를 운용하면서.. 클리핑에 의한 위험에서 벗어나는데.. 도움이 되겠지요..








이 그림을 다시 가져 왔습니다..

클리핑을 설명하는 가장 중요한 그림이거든요..



음악 신호에 들어 있는 사인파는 무조건 전원부가 허용하는 +/-Vc 안에서만 놀아야 합니다. 그것을 벗어나면.. 사인파의 피크부분의 잘려나가고 그것이 바로 클리핑현상이니까요..



음악신호안에는 엄청나게 많은 사인파가 있습니다.. 아주 작은 신호가 들어있기도 하고 그 작은 신호에 비해서 엄청나게 큰 사인파도 있기도 하고요.. 가장 작은 것과 가장 큰것의 신호차이는 보통 60dB 즉 진폭을 이야기 하면 1000배 차이가 나는 수많은 신호의 조합으로 만들어져 있지요..



그중 가장 큰 신호가 +/-Vc안에만 들어있다면.. 당연히 클리핑은 하지 않습니다..



가장 큰 신호가 Vc의 범위 안에 들게 하는 조정부는 볼륨입니다. 불륨을 줄이면.. 사인파의 크기를 줄일 수 있다는 것이지요. 그럼 간단합니다..



그런데.. 오디오가 어려운 것이.. 한계점인 Vc 자체도 움직인다는 것입니다. 그리고 더 문제가 되는 것는 Vc의 간격 변화는 볼륨으로 조정이 안 됩니다.. 스피커가 결정하거든요..

그것을 전 화살표로 표시를 했습니다. 까만 화살표처럼 넓어지기도 하는데.. 이러면 별 문제는 없습니다. 전원부 여유가 더 생기니까요. 하지만 빨간 화살표처럼 좁아드는 구간이 문제가 생깁니다...



이렇게 Vc의 간격이 좁아드는 구간은 스피커마다 다 다른데. 주로 80~1000Hz 구간입니다. 이 구간은 소리의 기음이 가장 많이 몰려있는 음악적으로 가장 중요한 구간이라는 것이지요. 그래서 깡패(??)같은 스피커가 존재하는 이론적 바탕입니다. Vc의 간격을 크게 그리고 넓은 주파수범위로 줄여서 문제를 많이 일으키는 스피커들은 대부분 대구경스피커들입니다...





또 이런 의문이 들 것입니다. 100W 앰프를 사용한다면 과연 클리핑은 어느정도 출력을 사용할 때부터 시작을 할까?? 일반적으로 100W를 다 사용하지 않으면 클리핑도 일어나지 않는 것 아니냐?? 하는 의문도 들 것입니다..








그림은 신호중 가장 진폭이 큰 신호가 앰프 전원부의 한계(빨간선)보다 낮게 형성되게 조정을 했습니다. 그리고 레벨의 평균치를 그러봤더니. 0.5가 나옵니다. 레벨이 0.5라면 출력와트는 0.25가 됩니다. (음량레벨과 출력에너지는 제곱의 관계)



즉 100W짜리 앰프라면 이 앰프가 25W를 출력할 때는 거의 클리핑을 하지 않습니다...










다음은 볼륨을 올려서 레벨을 6dB 올려봤습니다..



6dB 올렸다는 말이 어느정도 볼륨을 올렸나 감이 안오실 것 같아서 보통 60dB를 조정할 수 있는 비교적 고급 아날로그 볼륨단이라면 1시간 더 돌리면 6dB가 증가가 됩니다. 즉 12시 방향에 있는 볼륨을 1시방향으로 돌리면 6dB가 증가가 됩니다.. 만약 40dB 이하를 조정할 수 있는 저가형 볼륨부(저가형라면 코스모스나 알프스정도겠지요).. 이보다 훨씬 더 조금만 돌려도 6dB정도는 확 올라갑니다..



그랬더니 일부 큰 신호에서는 이미 1.0 빨간선에 도달을 해서 클리핑을 시작합니다. 이 레벨의 평균은 0.7이고 출력와트로 계산을 하면 50%입니다. 즉 100W 앰프가 50W정도 출력을 하면 이미 어느정도 클리핑이 시작한다는 것이지요...








여기서 다시 6dB 올렸습니다. 훨씬 더 많은 신호들이 클리핑을 합니다.. 이정도면 80W의 출력을 내고 있습니다.. 분명 앰프 정격인 100W에 못 미치고 있는데도.. 클리핑을 한다는 이야기지요..



왜냐하면 음악신호는 큰 신호와 작은 신호가 혼재되어 있고.. 우리가 앰프의 정격출력을 정하는 테스트음원은 혼재된 신호가 아니라 진폭이 일정한 신호로만 측정하기 때문에 이런 괴리가 생깁니다..





즉 우리가 듣는 음악신호에서는 앰프의 스팩에서 보여주는 측정치보다 훨씬 빨리.. 그리고 더 낮은 출력에서 클리핑을 시작한다는 것이지요.. 그럼 위험해 집니다. 당연히 소리도 변하고요..





그럼 우리는 클리핑을 어떻게 감지해야하나. 클리핑의 음색을 알아야.. 빨리 볼륨을 줄여서 스피커가 망가지는 것을 방지 할수 있을 것 아닙니까.



솔직히 음악신호에서 획획 지나가는 커다란 신호에만 살짤살짝 걸리는 클리핑을 알아맞추는 사람은 거의 없다고 봐도 됩니다. 그것을 어떻게 압니까?? 순간적으로 지나가버리는데요...








보통은 이것으로 알아냅니다. 그림을 보시면 왼쪽은 클리핑을 하지 않은 신호이고 오른쪽은 클리핑을 하고 있는 신호입니다...



클리핑을 하지 않으면 화살표로 표시된 다이나믹레인지가 큽니다. 하지만 클리핑을 하면 커다란 신호는 더이상의 진폭증가가 없고 작은 신호들만 볼륨을 먹으니까 음악의 다이나믹레인지가 줄어듭니다...





이것을 청감으로 들어보면.. 어느정도 감이 잡힙니다.. 물론 많은 경험이 있어야 하지만.. 다이나믹이 큰 대편성 같은 음악을 들어보면. 때려줄 때 때려주는 맛이 별로 없고 전체적으로 음악만... 소란해지는 느낌이 듭니다...



이런 느낌이 들면. 비록 당장 스피커가 망가질 정도의 클리핑은 아니지만. 실제 앰프는 어느정도 클리핑을 하고 있고.. 여기서 때려주는 맛이 없다고.. 볼륨을 더 올린다면.. 앰프는 본격적으로 클리핑을 하면서 스피커의 안전이 위헙 받는 것이지요...



스피커에 비해서 역량이 현저하게 떨어지는 앰프를 사용하다 보면. 이런 느낌이 분명 옵니다.. 특히 저역대의 아주 강한 신호가 많이 들어있는 음악을 듣다 보면요..

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송치용 2012-04-12 12:38:41
답글

클리핑이 발생하면 부드러웠던 목소리가 누가들어도 바로 알 수 있을정도로 꺼끌해지더군요. <br />
<br />
소스쪽 이야기지만 게인을 높게 만든 DAC의 경우 <br />
이런 현상을 자주 느끼는데 플레이어의 게인을 조정해서 방지할 수 있더군요. (Auto gain)<br />
현실적으로 프리와 파워사이보다는 소스와 프리사이에서 발생한다고 봐야하고. <br />
그렇다는 것은 볼륨양과 무관하다는 것이지요.

이상욱 2012-04-12 13:57:54
답글

클리핑 발생한 것 들어서 알아차리는 일은 꽤 어려운 일입니다. 엄청나게 다이나믹레인지 컴프레션된 음반이면 조금은 쉽지만, 다이나믹레인지가 넓은 고음질 디지털 소스이면 많이 어렵습니다.<br />
<br />
다이내믹레인지 컴프레션이 심한 일부 소스들은 디지털 원소스자체가 클리핑하고 있는 경우도 꽤 있습니다.<br />
<br />
플레이어의 게인을 조절하는 제품이라면, 플레이어 자체로 프리앰프가 내장되어 있는 제품이겠죠.<br />
<

박문배 2012-04-12 14:12:46
답글

사진의 그래프는 어디까지나 이론대입식이죠.<br />
실제론 많은 변수로인해 생각보다 적게 혹은 심각한 문제를 일으킬수 있을겁니다.<br />
다행인것은 왠만큼은 오디오가 견뎌주고 사용자의 사랑을 받고 있기에 험한꼴을 보이게하질 않는다는거죠.<br />

이종남 2012-04-12 15:38:55
답글

이상욱님이 이야기 하신.. CD자체가 클리핑신호를 갖고 있는 것은 이제는 거의 없습니다.. <br />
물론. 개인이 녹음하거나.. 듣보잡 프로듀서가 했다던지.. 일부러 반칙을 사용했다면 몰라도요..<br />
<br />
디지털과 아날로그 간에는.. 음량조정하는 방식이 다른데.. 이런 점 때문에 과거에는 가끔.. 이런 말도 안되는 음반이 있기는 했습니다... (지금도 있다고 음악사이트에 분통을 터뜨리면 자료가 가끔 올라오기는 하더군요..

이종남 2012-04-12 15:42:28
답글

70년대 가요 녹음을 듣다 보면.. 가끔.. 소스자체가 클리핑신호를 갖고 있는 것들이 있기는 합니다..<br />
<br />
녹음시 리미터나.. 음량조정을 적절하게 사용 해야 하는데.. 특히 오래된 포크가요를 듣다보면. 반주에 비해서 보컬에서 클리핑이 느껴지기도 합니다. 대표적으로 은희, 이연실 같은 가수의 70년대 녹음이 가끔 있습니다..<br />
<br />
녹음과 마스터링에서 문제가 이미 생긴 것인데. 이 신호를 그대로 다시

hoonii@paran.com 2012-04-12 16:51:58
답글

스피커 유닛의 적정 정격입력은 사용중인 파워앰프정격출력 x 1.414 보다 높은 유닛을 사용하면 됩니다. 반대로 이야기하면, 현재 사용하는 스피커 트위터 정격규격의 70% 정도의 정격출력을 발생할 수 있는 파워앰프를 사용하면 안전합니다.<br />
<br />
즉, 스피커가 걱정된다면, 무작정 고출력 파워를 사용하는 것은 절대 금물입니다.

이종남 2012-04-12 16:57:31
답글

이주훈님//<br />
<br />
제가 그전에 아무리 이론적으로 이야기 해도.. 어차피 가야 할 길이 다르다고 이야기 했지요??<br />
<br />
전.. 여유만 된다면. 그리고 아주 비싸고 귀한 스피커를 사용한다면.. 이주훈님과 반대로 사용하겠습니다. <br />
실제로 제가 태워먹을 대부분의 스피커들은 스피커 입력수치보다. 작은 앰프를 사용하다가 (저도 역시 돈이 후달려서리.. ^^) 해 먹었으니까요...<br />
<br

hoonii@paran.com 2012-04-12 17:46:30
답글

그런건 불량품이죠.

박문배 2012-04-12 19:35:17
답글

출력이 낮은 앰프때문에 스피커 해먹었다는데... <br />
"그건불량품이죠 "<br />
이거 어디서 웃어야합니까?<br />
<br />
마티즈에 화물 달고 언덕을 올라가다가 되려 거꾸로 미끄러져서 화물이고 마티즈고 작살낫다면 마티즈엔진불량입니까?<br />
<br />
화물은 스피커요. 엔진은 앰프인겁니다.<br />
솜 옮길용도야 마티즈도 충분하겠지만 덤프에 싣고간들 누가 뭐랍니까?<br />
하지만 철

강성일 2012-04-12 21:54:34
답글

나는 이론에는 문외한이지만,오래 전 인켈에서 발간한 '오디오상식'이란 서적을 보면 스피커 정격입력의 2배 정도의 출력을 가진 앰프와의 조합이, 스피커 정격입력보다 낮은 출력을 가진 앰프와의 조합보다 오히려 안전하다고 돼 있더군요.그래서 나도 그렇게 사용하고 있는 중입니다. <br />
아너 M-375(정격출력 375W 이상)와 정격입력 110W(최대입력 220W)인 롯데 아카펠라(LS-8800) 스피커를 조합해서 말이지요.웬만큼(방이 쩌렁쩌렁

이상욱 2012-04-12 22:46:34
답글

요즈음 음반들에 클리핑 신호가 많이 들어가는 것은 컴프레션 때문이죠.<br />
평균음량이 올라가면 소리가 더 좋다고 느끼는 청취자의 감각을 악용한 조악한 디지털음반이 꽤 있습니다. 리마스터링이라는 이름으로 나오는 조악한 녹음이 일부 있지요.<br />
<br />
엔지니어가 의도적으로 그렇게 한 것입니다. 모르고 실수로 한 것이 아니라..<br />
<br />
트위터 유닛의 정격입력이 100W씩 되는 물건은 없는 것이나 마찬가지입니

hoonii@paran.com 2012-04-12 23:48:25
답글

솔직히 몇십년된 썩은 스피커들은 잘 모르겠습니다. 그러나 요즘나오는 부품값 몇천원짜리 트위터들도 정격 10와트는 대부분 넘깁니다. 제대로 형태를 갖춘 몇만원대의 유닛들은 수십와트대의 파워핸들링 스펙을 가지고 있으며, 고가 유닛의 경우에는 백와트를 넘기는 제품들도 수두룩합니다. 의심스러우면 유닛 메이커들의 홈페이지에 들어가셔서 제조사 스펙 잘 살펴보십시오. <br />
<br />
클립핑 상황이 아니어도 테스트 CD등을 이용하면, 스피커 정격

조영호 2012-04-13 01:38:45
답글

본문과 댓글에서 말씀하신 소스에서 -10dBfs 이하, 또는 클래식의경우 -18dBfs 이하를 권장 또는 규제 한다는 것은 언젠가 댓글로 말씀드린적 있는 PAR(Peak to Average Ratio) 기준 이라고 보여집니다.<br />
앰프정격을 얘기할 때는 정현파를 기준으로 출력을 정의하지만 실제 음향에는 단일정현파가 아니라 여러 복합주파수가 섞여 있고 이것은 곧 여러 주파수 신호가 중첩되어 있다는 말인데 여러 주파수 신호들의 피크끼리

이상욱 2012-04-13 09:23:59
답글

이주훈님/<br />
<br />
트위터 유닛 회사들이 스펙에 유닛이 100W RMS를 견딘다고 쓰는 것은 알고 있습니다.<br />
<br />
제가 10W라고 쓸때는 앰프에서 <br />
스피커안에 설치된 상태에서(유니트만 노출된 상태가 아님)<br />
8.95V 사인파를(음악신호와 유사한 신호 아님, 임피던스에 따라 20W이상이 될수도 있음)<br />
몇시간 연속으로 입력할때(짧은 순간신호 아님)<br />
트위터가 견딜

조영호 2012-04-13 10:59:06
답글

상욱님께<br />
앰프의 정격 최대 출력은 회로 설계시 이미 정해질 것입니다.<br />
볼륨을 어느 위취에 고정 시킨채 입력 소스 신호를 높여서 출력을 높일 수도 있을 것이고<br />
불륨을 더 돌려서 출력을 높일 수도 있을 것입니다.<br />
그런데 양쪽다 클리핑이 일어 나는 점이 있을 것입니다.<br />
소스신호의 크기가 프리앰프의 다이나믹 레인지를 넘어서는 경우 프리단에서 부터 클리핑이 일어 날 것이고 입력신호는 충분한

이종남 2012-04-13 11:15:00
답글

"즉, 종남님 말씀을 인용하면 클래식의 경우 최대출력보다 18dB 낮은 범위 까지만 볼륨을 높여야 한다는 얘기가 될 수 있습니다. "<br />
<br />
맞습니다. 아니 클래식의 경우 더 낮추어야지요...<br />
<br />
왜냐하면.. 클래식의 경우 평균음량과 최대음량의 차이는 25dB정도로 보고 있습니다.. 락이나 가요의 경우 12dB에 비해서 상당히 차이가 나지요..<br />
<br />
우리가 보통 앰프 스팩을 측정할

이종남 2012-04-13 11:22:16
답글

게다가 디지털의 음량체계와 달리.. 아날로그는 헤드룸이라는 것이 있습니다...<br />
또 아날로그에서는 에너지가 발생을 하면 그 에너지가 소실되는 데 시간이 걸리지요..<br />
그래서 디지털의 한계음량체계인 0dBfs를 사용하면. 비록 단일파로는 2V의 출력전압이지만..<br />
실제 아날로그의 에너지 현상까지 합친다면.. 2V보다 훨씬 더 올라갈 수 있지요..<br />
<br />
그럼 앰프는 클리핑을 하게 되어 있습니다.

hoonii@paran.com 2012-04-13 13:30:39
답글

이상욱//님 트위터의 정격입력, 최대입력, 지속입력 등의 스펙 표기방법은 메이커마다 다릅니다만, 정격입력 스펙은 주로 필터드 입력 스펙이며, 이것은 완성된 스피커 상태 그러니까 크로스오버네트웍을 감안한 스펙이라고 보면 될 것 같습니다. 그게 아니라면 그 스펙을 제시하게 된 메이커들의 시험조건들이 따로 있겠죠. <br />
<br />
아무튼 요즘에는 냉각기술이 좋아져서 빈티지 유닛들과는 비교할 수 없을 정도로 내입력 성능이 좋다고 보는데,

이상욱 2012-04-13 14:13:05
답글

이주훈님/<br />
-------------------------------------------------------------------------------<br />
그 스펙을 제시하게 된 메이커들의 시험조건들이 따로 있겠죠. <br />
--------------------------------------------------------------------------------<br />
<br />
바로 이 점이 문제라고

이재승 2012-04-13 15:38:21
답글

종남님.. 자세한 설명 감사합니다.. <br />
<br />
출력이 낮은 앰프가 더욱 위험하다는 것은 느낌으로나 이야기로 많이 들어보았는데.. 좀더 이해가 되는 듯 합니다..

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