글쓴이 : 윤상덕
(네이버 튜너연구소 카페)
아래는 개인적으로 받은 이메일 첨부파일의 내용이다. 국내 튜너 애호가와 DIYer에게 참조할 만한 콘텐츠라고 생각하여, 글쓴이에게 WEB 등록 여부에 대한 의견을 묻고는 그대로 복사 게시한다.
훌륭한 외부 원고와 같음.
안녕하세요?
오디오퍼브의 지난글들을 자주 읽어 보는데, 그중 왜율에 관한 내용에 관하여, 그동안 카페 활동을 하면서 회원님들의 도움과 제 실험을 통해 알게 된 사실을 말씀드리고자 합니다.
이 왜율에 관한 부분은 저도 처음엔 개념이 별로 없던 터라 그냥 사용했었는데, 측정 방법에 대해서는 별도 규약이 있는듯 합니다.
1. 튜너 전체의 왜율이 높게 측정되는 이유.
일반적으로 개인이 튜너의 왜율을 측정하면 메이커의 제시 규격과 많이 다릅니다.
왜율 측정 방법에 있어서 HA1156 MPX IC 의 datasheet 에 보면 출력단에 50Hz~15Khz 의 bandpass filter를 통과후 측정하는 그림이 있습니다.
우리는 0~수십khz 까지 전 구간의 고조파들을 모두 합산해서 보게 되는데, 메이커의 측정시에는 유효 음성 구간에서만 필터로 거른후에 측정하기에 당연히 왜율값이 낮아지게 되겠지요. 그러나 개인이 이런 고 성능의 필터를 마련하기도 어렵고, 이런 내용을 간과해서인지 대부분 그냥 일반적인 방법으로 측정합니다.
수년 전 제가 드린 어설프기 짝이없는 2 장의 MPX 보드에 관하여 깊이있는 내용을 올려주시면서, 스트라우트 KT-4020 튜너의 메이커 제시 왜율 0.1% 에 대한 의문이 있으셨는데, 아마 이런 측정방법에서의 차이로 인한 것이 아니었나 생각됩니다.
실제로 Wavespectra 로 관찰시 19Khz 뿐만아니라 38Khz 부근에서도 고조파가 발생합니다. 시험용으로 사용하는 교과적인 삼성 튜너-직교검파 로 W.S 의 x 축을 48Khz 까지 확장해서 측정한 내용입니다.
Y 축이 log 형태이기에 실제 값은 작습니다만 의외로 38Khz 부근의 고조파가 커 보입니다.
X축을 log 형태로 한 경우의 모습입니다.
따라서 우리가 일반적으로 튜너의 왜율을 측정시 메이커의 측정 장비수준이나 측정 환경에 못 미치는 부분이 있는 것은 물론, 측정하는 방법이 메이커에서 측정하는 방법과 다르다면, 메이커에서 제시하는 스펙과 다를수 있겠습니다.
2. WaveSpectra에서의 측정 방법.
일반적으로 W.S 의 측정값과 기계식 왜율계의 측정값에 차이가 있는데, 우리가 사용하는 기계식 왜율계는 오래전 메이커등에서 사용하다가 불용품으로 나온 것이 대부분이라 기기 노후는 물론 검,교정도 안된 상태가 많기에 측정값에 대한 신뢰도는 낮아질수 있겠지만, 그리 크게 차이가 나지는 않겠다는 희망적인 생각을 하더라도 W.S 와는 차이가 현격한 경우가 대부분입니다.
이는 W.S 의 FFT 함수 셋팅의 차이일수 있습니다.
W.S 는 8가지의 FFT 함수를 설정할수 있는데, 우리가 일반적으로는 W.S 설치시 기본값인 Hanning 을 사용합니다만, 이 FFT 함수를 Flat Top(*) 으로 설정하면 기계식 왜율계의 값과 비슷해 집니다.
* 駐, FFT 처리 기법 중 하나인 Flat Top = 진폭 정밀도(=스펙트럼 애널라이저의 y축) 우선. Hanning = 일반적으로 사용하는 모드로 주파수 정확도(=X축) 우선.
FFT를 바꾸어 가면서 파형의 모습과 측정 수치들을 비교해 보시기 바랍니다. THD 외에 +N 인 S/N 의 경우엔 Hanning 값이 더 정확하다는 전문가의 의견도 있었습니다.
3. W.S로 측정하실 때
3-1. A 의 영역처럼 FFT를 Flat Top 으로 셋팅,
3-2. 입력 파형의 크기는 W.S 상단의 B 영역처럼 크기를 일정하게 조정,
3-3. 사운드카드를 pc 내장형이 아니라 s/n 이 -110db 이상인 고급 외장형 오디오카드 장비를 사용하시는 것이 어렵게 만드시는 귀한 게시물의 객관성을 높이게 되지 않을까 싶습니다.
종종 W.S 측정자료를 올려주시는데, 사운드카드 장비의 노이즈로 인해 N차 고조파의 성분이 잡음에 묻혀 안보이는 경우가 있는 것 같습니다. 위 사진에서 장비에 의한 잡음이 -80db 정도라면 고조파들은 안보이겠지요. 이런 상태에서의 W.S 에 의한 왜율 측정값은 비슷하다고 해도, 자료 화면으로서는 의미가 달라질수 있다고 생각됩니다.
W.S 개발자의 코멘트에서도 오디오 카드 장비를 측정기로 생각하라는 내용이 있었기에 그냥 단순한 호기심에 사용하는 것이 아니라면 s/n 이 우수한 외장형 사운드카드 장비를 사용하는 것이 좋겠습니다.
전문가의 말씀으로는 왜율 측정시 W.S에서 보이는 주 신호와 15Khz 까지의 N차 고조파들의 크기를 일일이 확인한 후 왜율 측정 공식에 따라 계산하는 것이 가장 정확하다고 하십니다만, 아마추어들이 이렇게 까지 하기는 어렵고, 위에 말씀드린 내용 정도면 좀더 의미있는 측정이 가능하지 않을까 싶습니다.
4. 2차와 3차의 고조파
일반적으로 직교검파에서 2nd 검파코일을 조정해 보면 2차 고조파의 크기가 변하면서, 소리 성향도 차이가 납니다.(몇년전 user talk 에 게시한 내용입니다).
그러나 완전히 제거 되지는 않으며, 또한 3차 고조파는 변화가 없습니다.
그런데 메이커에서의 고급기종의 경우 3차 고조파까지 제거하는 별도의 회로를 갖추고 있으며, 중급기 정도에서는 스테레오와 모노시의 왜율도 별도로 조정하는 회로를 갖추고 있습니다. 왜율, 특히 2차 고조파의 크기에 따라 소리성향이 변하기에 반드시 없는 것이 좋다고는 할수 없겠으나, 과거 일본 기기들이 왜율값에 집중하던 시기에는 매우 중요한 영업전략중 하나였겠습니다.
이런 왜율조정기능은 대부분 IF&검파 단에서 하는데, 이런 방법이 극단적으로 구현된 기기가 KENWOOD L-02T 라고 생각됩니다. 비 스펙트럼 IF 회로로 왜율을 극단적으로 낮춘다고 하는데, 회로의 내용이 제게는 많이 어렵습니다.
KENWOOD KT-6040 의 경우 DDC 회로라 해서 2차와 3차 고조파를 스테레오/모노 별도로 조정하며, YAMAHA T-80 의 경우 IF 단에서 스테레오/모노 왜율을 별도로 조정하며, 이런 회로들은 대부분의 메이커 탑 클라스의 기기들에서 채용하고 있습니다만, 하이앤드 기기들은 의외로 이런 복잡한 회로를 사용하지 않고 결과적으로 왜율도 0.X % 정도로 높은걸 보면 반드시 초 저왜율이 음감적으로 좋지만은 아닐 듯 싶습니다.
자료가 필요하면 가장 먼저 뒤져보는곳이 오디오퍼브인지라 , 종종 과거 자료에 대한 내용들에 대해 추가적인 내용이 필요하겠다 싶은 생각이 들곤 하기에 이 말씀을 드리게 되었으니, 반드시 재차 검증하셔서 관련 콘텐츠 제작에 참고가 되시기를 바랍니다. 2025.5.29.
첨언하자면, 입력 조건의 불완전성도 중요한 검토 대상이다.
SSG~튜너 단자의 임피던스 매칭(=50오옴, 75오움, 300오움의 선택은… 귀찮아서 흔히 생략), SSG dBu 설정, 사용한 동축 케이블의 품질, 단자 접촉 상태 등에 따라서 많은 수치 차이가 생긴다. 그러므로 Unknown DUT 튜너에 대해서는, 입력 + 출력 + 검측 도구 모두에 대하여, “현재 테스트 조건이 맞는 것일까?” 의심해 볼 만하다. 물론, 흔히 얼렁뚱땅 대충 넘어가게 되지만…
아무튼 그 관점에서, 위 글은 매우 가치로운 콘텐츠. (표제부 이미지 출처 : https://www.wevideo.com/blog/audio-distortion)
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Wave Spectra와 Wave Gen 프로그램 (1)
