음향이론5.주파수 응답 (Frequency response)

 

주파수 응답(Frequency response) 정확히 말하면 주파수 반응

 

 

 

주파수 응답  (Frequency response)

 

 

 

 

주파수 응답 (Frequency response) :  프리퀀시 리스판스

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주파수 응답(Frequency Response)은 오디오 시스템이 입력 신호의 주파수에 따라 얼마나 정확하게 반응하는지를 나타내는 지표입니다. 이러한 현상을 비유하면, 요리사가 각종 식재료를 사용하여 요리를 만드는 것과 비슷합니다. 각각의 식재료는 고유한 맛과 향기를 가지고 있으며, 조리 방법에 따라 다양한 맛을 내어낼 수 있습니다. 마찬가지로, 입력 신호의 주파수에 따라서도 오디오 시스템이 다양한 음색과 음향 효과를 내어낼 수 있습니다. 이러한 주파수 응답을 측정하여 오디오 시스템의 음질을 평가하고 최적화할 수 있습니다. 주파수 응답이 평탄할수록 출력 신호가 입력 신호와 동일한 주파수 구성을 유지하게 되며, 오디오 시스템이 입력 신호를 왜곡 없이 재현할 수 있는 능력을 측정하는 중요한 지표 중 하나입니다.

 

 

기기 입력부에 일정한 레벨의 크기를 가지는 사인파 발생기를 연결하고 출력부에 레벨 측정기를 연결한 후, 사인파 발생기의 주파수를 20Hz부터 20,000hz까지 동일한 레벨로 기기에 입력한 후 , 그 기기의 출력 레벨 변화를 옆의 표와같이 기록하여 그 기기의 음색에 대한 특성을 나타내 주는 것을 말한다.

 

 

아 특성은 마치 처음부터 정해져 있는 서로 다른 모양의 그릇처럼 원래의 소리를 자신의 모양대로 변형해서 담는 것이로, 흔히 위 그림과 같은 그래프나 오른쪽의 스펙(Specification)과 같이 표시한다.

 

실제로, 마이크와 이퀄라이저 등의 음색에 직접 관련된 기기를 제외하고는 주파수 응답 그래프가 가능한 평평한(Flat)것이 좋은 기기라고 할수 있다.

 

주파수 응답 그래프가 가능한 평탄할수록 출력 신호가 입력 신호와 동일한 주파수 구성을 유지하게 되므로, 오디오 시스템이 입력 신호를 왜곡 없이 재현할 수 있는 능력이 높아지기 때문에 평탄한 주파수 응답 그래프를 가지는 것이 이상적입니다.

 

왜냐하면, 음색에 직접 관련된 기기 외의 기기들이 그 나름대로 다른 주파수 응답을 보인다면 그건 본래 소리가 가진 음색을 그대로 처리하기 어려워지기 떄문이다. 물론 빈티지 장비들과 같이 고유한 특성(왜곡되는 부분) 자체가 더 매력있게 활요되는 경우도 많이 있다. 

 

 

 

 

더러운 누런종이 (dirty paper)

꺠끗한 종이 (clean paper)

 

예를 들어, 누런 종이에 그리는 것보다는 하얀 종이에 그리는 것이 더 그리려는 그림이 잘 표현할 수 있겠다.

하지만 누런종이만의 매력도 있다고 생각하는사람은 누런종이를 쓸수도 있는것이다.

 

기술의 발달로 더 많은 데이터를 저장하거나 사용할 수 있는 기기들이 나오고 있다. 이에 따라 가청 주파수 이상의 높은 대역까지도 소화하는 장비들을 심심치 않게 본다. 실제 눈 가리고 행한 실험에서 많은 엔지니어들이 이 가청주파수 이상의 소리신호 처리의 필요성을 확인했다. 물론 지나칠 정도의 높은 사양에 집중하는 부분도 음향 엔지니어의 입장에서는 집중할 부분이 아니라고 본다. 객관성이 중요하기 떄문인데, 나중에 설명된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

주파수 응답 요약

Frequency response	입력 신호의 주파수에 따라 오디오 시스템이 얼마나 정확하게 반응하는지를 나타내는 지표
주파수 응답 측정	기기 입력부에 일정한 크기의 사인파 발생기를 연결하고 출력부에 레벨 측정기를 연결하여, 20Hz부터 20,000Hz까지 동일한 레벨로 기기에 입력한 후, 출력 레벨 변화를 기록하여 그 기기의 음색에 대한 특성을 나타냄
주파수 응답 평탄성	주파수 응답 그래프가 가능한 평탄할수록 출력 신호가 입력 신호와 동일한 주파수 구성을 유지하게 되므로, 왜곡 없이 입력 신호를 재현할 수 있는 능력이 높아지기 때문에 평탄한 주파수 응답 그래프를 가지는 것이 이상적
음색 처리	음색에 직접 관련된 기기 외의 기기들이 각각 다른 주파수 응답을 보인다면, 본래 소리가 가진 음색을 그대로 처리하기 어려워짐
가청 주파수 이상의 처리	기술의 발달로 더 많은 데이터를 저장하거나 사용할 수 있는 기기들이 나오고 있으며, 가청 주파수 이상의 높은 대역까지도 소화하는 장비들이 등장하고 있음

 

 

 

 

 

 

참고서적 : 장호준의 음향시스템 핸드북