전기 음향 시스템의 신호 흐름

어떤 규모의 전기 음향 시스템이라도 크게 [입력] – [가공] – [출력]의 세 부분으로 나눌 수 있다. 물리적인 진동인 소리를 전기 신호로 변환하거나 장비에서 생성된 전기 신호를 입력받아 오디오 믹서와 여러 주변 기기 등을 통해 적절하게 가공한 다음 파워앰프와 스피커를 통해 증폭시켜 출력한다.

강좌의 흐름

본격적인 음향 엔지니어 공개 강좌를 시작하기 전, 앞으로 진행될 강좌의 순서에 대해 말하고자 한다.

초보의 초보 음향 공개 강좌는 전기 음향 시스템 안에서 음향 신호가 흘러가는 순서를 따라 처음 소리가 들어오는 입력 장비에서 시작해, 들어온 신호를 조정하고 가공하는 장비들을 거쳐, 최종적으로 스피커에서 다시 소리로 출력하는 과정을 하나씩 살펴본다.

앞선 01강에서 우리가 다루어야 할 살펴봤으니 이제는 음향 엔지니어의 무기, 음향 시스템에 대해 살펴보겠다.

음향 시스템의 구조

학생들이 수업을 듣는 강의실과 무대 공연이 진행 중인 콘서트장 비교 이미지
음향 시스템을 사용하는 현장의 예

이 두 사진의 공통점이 무엇이라 생각하는가? 전혀 없어 보이지? 두 사진의 공통점은 규모의 차이는 있지만, 어떤 소리를 여러 사람들에게 들려주기 위해 음향 시스템을 사용하고 있다는 것이다.

콘서트장이건, 강의실이건, 블루투스 이어폰으로 소리를 듣는 것이건, 모든 음향 시스템의 근본적인 구조는 동일하다.

[입력] – [가공] – [출력]

입력 (Input)

앞서 01강에서 소리란 진동, 즉 물리적인 에너지라고 했다. 그런데 우리가 사용하는 음향 기기들은 전기로 동작한다. 그렇다면 일단 진동을 음향 시스템이 다룰 수 있는 전기적인 신호로 변환하는 일부터 해야 한다. 소리를 입력받는 대표적인 장비인 마이크의 역할이 되겠다.

입력되는 모든 소리가 반드시 마이크를 거치는 것은 아니다. 전기 피아노와 신디사이저, CDP, 노트북 PC처럼 장비 내부에서 이미 음향 신호를 전기적으로 만들어 내는 기기들도 있다. 이들은 자유 공간의 소리를 마이크로 받아들이는 대신, 스스로 전기 음향 신호를 생성한다.

이렇게 전기적인 음향 신호를 만드는 데 성공했다면, 이제 그 신호를 음향 시스템으로 끌고 와서 [입력]시켜 주어야 한다. 어떻게? 바로 케이블을 이용해서 말이다.

가공 (Processing)

자~ 이제 여차저차해서 음향 신호를 가져오는 데 성공했다면, 이제부터 전기 음향 시스템을 통해 이 소리를 마음대로 다룰 수 있다. 이제 이 소리를 좀 더 멋진 소리로 만들어 주어야 한다. 바로 소리를 [가공]해야 할 순서가 된 것이다.

가공 단계의 중심에는 오디오 믹서가 있다. 오디오 믹서는 여러 입력 신호를 받아 각각의 크기와 음색을 조절하고, 필요한 출력 경로로 나누어 보낸다. 여기에 이퀄라이저, 컴프레서, 이펙터와 같은 각종 프로세서가 더해지면 소리를 더욱 세밀하게 다룰 수 있다.

이 부분의 구성에 따라 음향 시스템이 얼마나 복잡해지는지, 얼마나 단순해지는지, 그리고 그 음향 시스템을 다루는 엔지니어가 알고 있어야 하는 지식의 양이 결정된다.

출력 (Output)

마지막으로 이 모양 저 모양으로 가공한 소리를 사람들에게 들려주는 [출력] 과정이 남아 있다. 어찌 보면 신호를 스피커로 보내기만 하면 되는 단순하고 쉬운 과정처럼 보인다. 실제로도 조작할 요소가 가장 적다. 하지만 운용하는 데 있어 가장 정확한 지식이 필요한 부분이기도 하다.

오디오 믹서와 주변 기기들을 이용해 예쁘게 가공한 음향 신호는 파워앰프로 전달된다. 파워앰프는 이 신호를 스피커를 움직일 수 있을 만큼 충분한 전력으로 증폭해 공급한다. 스피커는 공급받은 전기 신호를 다시 물리적인 에너지인 진동으로 바꾸고, 그 진동이 공기를 움직이면서 비로소 사람이 들을 수 있는 소리가 출력된다.

02강 맺음말

기본적인 흐름은 매우 단순하지 않은가? [입력] – [가공] – [출력] 이 흐름만 알고 있다면 독자 제위께서는 블루투스 이어폰에서 초대형 야외 콘서트까지, 전 세계의 모든 음향 시스템의 구성을 완벽하게 이해했다고 자부하셔도 된다. 다음 회부터는 이 흐름을 하나하나 따라가면서 만나게 되는 각종 음향 기재들의 역할과 사용법을 살펴보겠다.

그 시작으로, 에 대해 알아보도록 하겠다…

본래 블루투스 이어폰 예시는 워크맨이었다. 워크맨이 무엇인지 모르는 친구들을 만나게 될 줄 21년 전의 본 필자는 상상하지 못했다.

FAQ

전기 음향 시스템의 기본 구조는 어떻게 나뉘는가?
전기 음향 시스템은 크게 입력, 가공, 출력의 세 단계로 나눌 수 있다. 입력 단계에서 전기 음향 신호를 얻고, 가공 단계에서 신호의 크기와 음색, 전달 경로를 조절한 다음, 출력 단계에서 파워앰프와 스피커를 통해 사람이 들을 수 있는 소리로 내보낸다.
모든 입력 신호는 마이크에서 만들어지는가?
모든 입력 신호가 마이크에서 만들어지는 것은 아니다. 마이크는 공기의 진동을 전기 신호로 변환하지만, 알고리즘을 통해 소리를 합성하는 신디사이저나 전기 피아노, 저장된 데이터를 바탕으로 음향 신호를 다시 생성하는 CD 플레이어와 PC 같은 기기는 내부에서 직접 전기 음향 신호를 생성한다.
가공 단계에서 오디오 믹서는 어떤 역할을 하는가?
오디오 믹서는 여러 입력 신호를 받아 각각의 크기와 음색을 조절하고 필요한 출력 경로로 나누어 보내는 장비다. 이퀄라이저, 컴프레서와 이펙터 등의 프로세서를 함께 사용하면 입력된 소리를 더욱 세밀하게 가공할 수 있다.
파워앰프와 스피커의 역할은 어떻게 다른가?
파워앰프는 오디오 믹서에서 전달된 음향 신호를 스피커를 움직일 수 있을 만큼 충분한 전력으로 증폭한다. 스피커는 파워앰프에서 공급받은 전기 신호를 물리적인 진동으로 바꾸어 공기 중에 소리로 출력한다.
블루투스 이어폰도 입력·가공·출력 구조를 사용하는가?
블루투스 이어폰도 입력, 가공, 출력의 기본 구조를 사용한다. 무선으로 전송된 전기 음향 신호를 입력받아 내부 회로에서 처리하고 증폭한 다음, 작은 스피커 유닛을 움직여 사람이 들을 수 있는 소리로 출력한다. 각 단계가 하나의 작은 기기 안에 들어 있을 뿐 기본적인 신호 흐름은 대형 음향 시스템과 같다.

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