글쓴이 : SOONDORI
TV 방송으로 치면, ‘시청자와의 대화’에 해당할 듯. 호주 일렉트로닉스 오스트레일리아 1985년 7월호에서.
* URL : https://archive.org/details/1985.07-electronics-australia/page/25/mode/2up
Dolby* NR은 올바르게 조정된 경우 잘 작동합니다.
위의 관찰 내용이 익숙하게 들리신다면, 아마도 1985년 3월호에 뉴질랜드 독자가 쓴 편지에서 “돌비 보정” 카세트는 돌비 보정 기능을 끄면 더 효과적으로 재생될 수 있다는 내용을 보셨기 때문일 것입니다.
그는 특히 차량용 사운드 시스템을 언급하며 이렇게 말했습니다. “돌비 보정 기능을 켰을 때보다 고음이 더 ‘존재감’이 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 특히 품질이 낮은 테이프에서는 더욱 그렇습니다.”
이 발언에 자극받아 다른 기자가 한 걸음 더 나아갔습니다.
“친애하는 기자님, 저는 많은 카세트 레코더의 설계가 실제로 돌비 노이즈 감소 시스템의 올바른 작동을 방해한다고 생각합니다. 제 카세트 데크(그리고 다른 많은 카세트 데크들도 마찬가지일 것입니다)에서 좌/우 테이프 헤드의 신호는 프리앰프를 거쳐 돌비 프로세서를 거쳐 레벨 미터로, 그리고 볼륨 컨트롤로 전달되어 파워 앰프와 헤드폰으로 신호를 제어합니다. 저는 모든 녹음을 VU 미터가 0dB로 피크를 맞춰서 진행합니다. 하지만 테이프의 종류와 브랜드에 따라 재생 시 표시되는 레벨(재생 볼륨 컨트롤 설정과는 무관)은 +3dB에서 -7dB 사이로 피크를 이룰 수 있습니다. 테이프의 출력 레벨이 낮기 때문에, 적절한 고음역대를 얻으려면 돌비 시스템을 꺼야 합니다. 테이프마다 입출력 특성이 다르다는 점을 고려하면, 재생 시 볼륨 컨트롤이 돌비 회로보다 먼저 작동하도록 카세트 데크를 설계하는 것이 합리적이라고 생각합니다. 그러면 볼륨 컨트롤이 0dB로 피크를 맞춰 재생 돌비가 제대로 작동할 수 있습니다. 동의합니다. 앰프나 헤드폰으로 출력 레벨을 설정하기 위해 추가적인 레벨 컨트롤(프리셋 등)이 필요하겠지만, 이렇게 하면 적어도 돌비 회로가 의도한 대로 작동하도록 할 수 있습니다. 이런 노이즈 감소 측면에 대해서는 이전에 논의된 적이 없는 것 같으니, 여러분의 의견을 기다립니다. 참고: (뉴사우스웨일즈주 글리브),”
N.B.가 제기한 문제를 구체적으로 다룬 최근 기사는 기억나지 않습니다. 좀 더 자세히 생각해 보니, 국내 하이파이 업계에서 이 문제를 너무 가볍게 여긴 게 아닐까 하는 생각이 듭니다. “그녀가 옳을 거야, 친구!”라는 식의 반응이죠.
N.B.만 이런 불만을 제기하는 것은 아닙니다. 지난 몇 년 동안 많은 사람들이 같은 의견을 표명해 왔기 때문입니다. 하지만 돌비 오디오가 아닌 기기에서 재생되는 고음 강화 효과에 귀가 간지럽다는 이유로 이 문제를 무시하는 경향이 있었습니다.
돌비 트래킹은 엔지니어링 분야에서 여러 차례 연구되고 보고된 바 있습니다. 존 얼의 저서 “카세트 테이프 레코더”(파운틴 프레스, 1977)에 실린 다음 구절에서 그 증거를 찾을 수 있습니다.
“돌비 회로가 처음 조정된 것과 다른 감도의 테이프를 사용할 경우, 최적의 신호 무결성을 위해 회로를 재조정해야 할 수도 있습니다. 그렇지 않으면 신호 레벨이 감소함에 따라 전체 주파수 응답이 이상적인 값에서 저하될 수 있습니다.”
이 인용문에는 미스터리에 대한 중요한 단서가 하나 이상 포함되어 있지만, 어쨌든 그 부분에 대해 이야기해 보겠습니다.
테크닉스 소책자에서 발췌한 그림 1은 대부분의 고품질 컴팩트 카세트 데크에 내장된 돌비 NR(노이즈 감소) 시스템의 기본 원리를 보여줍니다. 이 시스템의 기능은 원하는 신호, 특히 저레벨 신호를 테이프 시스템의 소위 “노이즈 플로어” 위로 높여 전체적인 신호 대 잡음비를 개선하는 것입니다.
그림을 참조하면, 내장 마이크 프리앰프로 공급되는 일반적인 오디오 신호에는 고레벨 세그먼트 또는 구절(A)이 포함되어 있는데, 이 부분은 테이프 노이즈를 무시(또는 “마스킹”)할 만큼 충분히 크기 때문에 실질적인 문제가 되지 않습니다. 위험에 처한 것은 저레벨 이우어 또는 패시지(B)입니다.
프리앰프에서 오디오 신호는 Dolby NR 처리 단계로 전달됩니다. 이 단계에서는 고레벨 세그먼트를 수정하지 않고 약한 세그먼트의 레벨을 감지하여 최대 10dB까지 점진적으로 증폭합니다. (예를 들어 B에서 B’까지) 이렇게 하면 다이내믹 레인지가 그만큼 압축됩니다.
처리된(또는 “돌비화된”) 신호는 카세트 녹음/재생 섹션으로 전달되는데, 이 섹션에서는 일반적으로 공칭 최대 녹음 레벨보다 약 45~50dB 낮은 비가중 노이즈 성분(또는 테이프 히스)이 발생합니다. 이 노이즈는 약하지만 인위적으로 증폭된 신호 세그먼트의 레벨보다 낮기를 바랍니다.
재생 중에는 헤드 회로에서 나온 신호가 다시 Dolby NR 단계로 전달됩니다. 이 단계는 녹음에 사용된 것과 동일하지만 재생 모드로 전환된 경우가 많습니다.
이전과 마찬가지로 약한 세그먼트를 감지하지만, 이번에는 자동으로 원래 레벨(B’에서 B까지)로 낮춰 동적 범위를 원래 상태로 복원합니다.
이렇게 낮은 레벨 세그먼트를 “디엠퍼시스”함으로써 시스템은 테이프 노이즈를 감쇠시켜, 다이어그램에서 알 수 있듯이 최종적으로 파워 앰프로 공급되는 오디오 신호의 노이즈 함량을 상당히 줄여 신호 대 잡음비를 향상시킵니다.
Dolby 시스템의 장점 중 하나는 고레벨 신호를 처리하지 않아 잠재적으로 가청 “펌핑”이나 기타 바람직하지 않은 처리 효과를 최소화한다는 것입니다. 어떤 경우든 낮고 덜 명확한 레벨에서 이러한 효과가 발생합니다.
전문가용 장비의 Dolby NR 시스템은 일반적으로 전체 오디오 스펙트럼에 걸쳐 신호를 처리하지만, 매우 효과적이지만 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 듭니다.
돌비-B 시스템
가정용 카세트 레코더에서 가장 일반적으로 사용되는 이 시스템은 그림 2(아래쪽 곡선)에서 볼 수 있듯이 주로 1kHz 이상 대역의 신호와 잡음을 처리합니다. 돌비-B로 불리는 이 시스템은 최신 IC 기술 덕분에 이제 비교적 저렴한 가격에 제공됩니다. 5kHz 이상에서 약 10dB의 신호 대 잡음비 향상 효과를 제공하는데, 이는 역사적으로 상업적으로 허용 가능한 수치로 입증되었습니다.
Dolby-B 시스템이 의도한 대로 작동하려면 모든 Dolby 장착 데크가 Dolby에서 녹음된 모든 카세트를 정확하게 “추적”하고 재생해야 하며, 강조된 저진폭과 고주파 성분은 원래 레벨로 적절히 복원되어야 합니다.
이를 위해 공식 Dolby 기준 레벨(200nWb/m, 333Hz = OVU)이 지정되었고, 공장이나 서비스 벤치에서 재생 헤드/프리앰프 감도를 정확하게 사전 설정할 수 있도록 교정 테이프가 제작되었습니다.
또한 Dolby 장착 카세트 데크에는 일반적으로 수동 녹음 레벨 컨트롤과 교정된 레벨 미터가 제공되므로, 숙련되지 않은 홈 레코딩 아티스트라도 연습을 통해 Dolby에서 녹음된 카세트의 신호 레벨을 적어도 “대략적인” 수준으로 얻을 수 있기를 바랍니다.
그의 편지와 녹음 및 재생 레벨에 대한 우려를 보면, N.B. 기자는 “미숙련자”로 분류될 수 없습니다.
그는 녹음할 때 레벨 미터에서 피크가 0dB에 딱 맞도록 조정한다고 말합니다. 재생 시에도 같은 값을 나타내기를 기대하는 것은 무리가 아니지만, 사용하는 테이프에 따라 피크 레벨은 +3dB에서 -7dB 사이까지 올라갈 수 있습니다!
트래킹 문제인가요?
그건 전혀 안심할 수 없습니다. 다이내믹 윈도우 전체가 7dB 아래로 이동했기 때문에 고음 재생 디엠퍼시스가 저음역대 고주파수 대역에 예상보다 더 큰 영향을 미치고, 이로 인해 고음 손실이 발생하고 돌비 재생 보정을 통해 복원해야 할 수도 있습니다.
저는 처음에 N.B의 수치에 의문을 제기하고 그가 문제를 과장하고 있다고 생각했습니다. 하지만 저는 카세트 장비를 설치해 놓았지만 N.B처럼 자주 또는 중요하게 사용할 이유가 없다는 것을 인정해야 했습니다.
그래서 간단한 확인을 위해 CD 테스트 녹음의 1kHz L+R 트랙을 신호 소스로 사용하여 비교적 최신형 스테레오 카세트 데크에 입력했습니다. 이 작업을 마친 후, 오래된 저가형 페라이트 테이프부터 크롬과 페리크롬, 순수 금속까지 다양한 카세트 일곱 개를 골라 각각에 정확히 0dB 레벨로 테스트 세그먼트를 녹음했습니다.
재생 시 카세트 두 개는 0dB, 두 개는 -1.0dB, 나머지 세 개는 -4.0dB에서 -4.5dB로 측정되었습니다. 노후된 소니 데크에서 동일한 실험을 반복했을 때, 측정값이 -1.0dB에서 -6.5dB까지 분포하는 것을 제외하고는 동일한 패턴이 나타났습니다. 소니 녹음물을 최신 모델 데크에서 재생했을 때도 -6.5dB의 측정값을 반복했습니다.
N.B의 서한에 표시된 것보다 측정값 차이가 작았지만, 이 수치는 카세트 선택 폭이 더 넓고 입력 신호가 1kHz 사인파보다 예측하기 어렵다는 점을 고려하면 더 심각한 트래킹 불일치가 발생했을 가능성을 시사합니다.
레벨 미터
사실 미터 판독값을 피상적으로 비교하는 것 이상의 의미가 있습니다. 복잡한 파형에서 출력 판독값이 얼마나 유의미한지, 그리고 미터 구동 신호의 주파수 분포와 초음속 바이어스 레벨의 영향을 어느 정도 반영하는지 의문을 제기할 수도 있습니다.
중주파 사인파 테스트는 RMS, 평균, 피크 값 사이에 충돌이 없고 바이어스 레벨에 대한 민감도가 중간 정도인 단일 주파수만 사용한다는 점에서 유난히 의미가 없습니다.
오디오 프로그램 신호의 진폭을 측정할 때는 상황이 상당히 다릅니다. 그림 3은 TEAC 백서(1975)에서 발췌한 것입니다.
프로그램 신호는 매우 높은 진폭의 피크(또는 과도 현상)를 포함할 수 있지만, 그러한 피크가 없는 다른 프로그램보다 주관적으로 더 크게 들리지는 않습니다. 더욱이, 기존의 VU 미터는 피크를 거의 보여주지 않을 수 있으며, 극단적인 경우 테이프 과부하 영역까지 확장되어 신호가 뭉개지거나 왜곡될 수 있습니다.
반면에 피크 측정이 주를 이루는 미터는 사용자가 피크가 없는 신호의 레벨을 높이도록 유도하여 다른 신호보다 주관적으로 훨씬 더 크게 들리게 할 수 있습니다.
특히 LED와 막대 그래프 표시기를 사용하면 평균 진폭과 피크 진폭 모두에 대한 정보를 전달할 수 있지만, 카세트 데크 제조업체는 비용과 비전문가에게 혼란스럽지 않은 (비록 타협이 있더라도) 판독값을 제공해야 할 필요성을 고려해야 합니다.
또한 모니터링되는 신호의 예상 주파수 법칙을 고려하여 미터링 회로의 주파수 응답을 어떻게 보상할지 다소 임의적으로 결정해야 할 수도 있습니다.
제 경우, 오래된 소니 데크의 아날로그 미터는 1kHz 사인파 레코드 모드에서 최신 모델 데크의 막대 그래프보다 약 1.5dB 더 높게 측정되는 것으로 보입니다. 결과적으로 소니 테이프의 플럭스 레벨은 그만큼 낮아집니다. 하지만 각 미터가 프로그램 입력에 어떻게 반응하거나 해석될지는 누구도 알 수 없습니다.
재생 시, 고주파 에너지가 미터 판독에 영향을 미치는 정도는 테이프, 헤드, 프리앰프의 고주파 응답에 영향을 받습니다. 하지만 고주파 응답은 바이어스 레벨과 밀접하게 연관되어 있으며, 일반적으로 허용되는 것보다 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
그림 4는 초음속 바이어스 레벨에 대한 중음역 및 고주파 응답, 노이즈, 왜곡을 보여줍니다. 좌표는 테이프마다 다르지만 곡선의 모양은 거의 동일합니다.
테이프의 최적 바이어스는 일반적으로 333Hz에서 최대 감도와 최소 왜곡을 생성하는 레벨보다 약간 높은 것으로 간주됩니다. 이 레벨은 고주파 응답의 과도한 손실 없이 감소하는 노이즈와 증가하는 왜곡 사이에서 적절한 절충안을 제공합니다.
최적값을 초과하는 바이어스는 테이프의 유효 감도와 출력을 감소시켜 돌비 트래킹에 악영향을 미치고, 동시에 고음 응답의 불균형적인 손실을 초래하는 것은 당연한 일입니다.
누가 알겠습니까? 측광 문제와 카세트 테이프의 감도 차이 외에도 최적이 아닌 편향이 불완전한 돌비 추적과 저조한 고음 응답에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
그렇다면 어떻게 최적이 아닌 (특히 너무 높은) 바이어스가 발생할까요? 바로 자신도 모르게 쉽게 발생합니다. 바로 데크가 각 범주(Fe, Cr, Metal 등)에서 제공하도록 설정된 것보다 적은 바이어스를 필요로 하는 카세트 유형이나 브랜드를 사용하는 것입니다.
돌비 미스트래킹에도 비슷한 문제가 있습니다. 존 얼의 말처럼, 돌비 회로가 조정된 감도와 다른 감도를 가진 카세트를 사용하면 이러한 문제가 발생할 수 있습니다.
안타깝게도, 경고를 외우는 것보다는 주의 깊게 듣는 것이 더 쉽습니다. 데크 제조업체가 특정 카세트를 권장할 수는 있지만, 사용자가 매력을 느낄 수 있는 다른 브랜드나 신작에는 반드시 도움이 되는 것은 아닙니다.
다시 말하지만, 일부 데크에는 바이어스 레벨을 최적화하고 테스트 톤에 맞춰 돌비 시스템을 정렬하는 기능이 내장되어 있습니다. 이는 구매 여력이 있는 사람들에게는 괜찮지만, 대부분의 사람들은 그렇지 않습니다!
나머지 사람들에게 가장 확실한 해결책은 테이프 제조업체가 다양한 범주에서 더 큰 균일성을 달성하기 위해 계속 노력하고 있음에도 불구하고 오디오 카세트의 테이프는 기술 사양이 상당히 다양하다는 사실을 인식하는 것입니다.
모두 “작동”합니다. 즉, 모두 녹음하고 재생할 수 있다는 의미지만, 어떤 데크에서든 최종 성능은 호환성에 따라 달라집니다.
일관되고 최고 품질의 녹음을 목표로 한다면, 아무리 좋고 믿을 수 있는 브랜드라 하더라도 다양한 카세트를 사용하여 이를 달성하려는 것은 쉽지 않은 일인 것 같습니다. 어떤 카세트는 어떤 데크와도 완벽하게 호환되지 않을 가능성이 높습니다. N.B의 경험과 제가 직접 급하게 확인해 본 결과, 그 사실이 확인되었습니다.
N.B가 제안한 추가 컨트롤(또는 이미 존재하는 프리셋 사용)은 현재로서는 괜찮지만, 비최적 편향 문제를 해결하지는 못할 것입니다.
논리적인 해결책은 데크에서 몇 개의 가능성 있는 카세트를 그대로 사용해 보는 것입니다. 돌비 기준으로 볼 때, 트랙킹이 가능하고 정상적인 고주파 응답을 유지하며 다른 측면에서도 만족스러운 성능을 보이는 카세트를 찾으려는 노력의 일환입니다. 그런 다음 추후 공지가 있을 때까지 해당 브랜드와 유형을 사용하세요!
아니면 제가 게으른 걸까요?
