PA용 라우드스피커의 사양표를 보다가 파워를 나타내는 세 개의 수치(단위는 와트)를 접하고 각각이 무슨 의미인지 궁금하여 이에 대해 자세히 알아보기로 하였다. RMS와 peak power 정도는 이해하고 있었는데 나머지 하나는 무엇일까?
Output power: 110W / 230W / 440W
매우 기본적인 것이지만 오해하기 쉬운 것부터 정리해 보고 싶다. '이 (라우드)스피커의 출력은 100와트이다'라는 표현을 종종 보게 된다. 여기에서 출력이라고 표기한 것은 실은 power(energy per time)에 해당할 것이다. 하지만 라우드스피커와 관련하여 쓰이는 파워라는 용어는 내가 아는 바로는 출력, 즉 스피커가 뿜어내는 소리 에너지의 강력한 정도를 이야기하는 것이 아니다. 앰프를 통해서 이 스피커를 물리적으로 망가뜨리지 않는 수준에서 입력할 수 있는 평균 또는 피크 전력 따위를 나타낸 수치라고 보는 것이 타당하다. 스피커가 실제로 출력하는 소리의 강력함은 dB SPL(sound pressure level)이라는 사양으로 표현되는 것이 옳다. dB SPL이란 정해진 레퍼런스, 즉 인간이 간신히 들을 수 있는 음압에 대해 측정값의 비율을 데시벨로 나타낸 것이다. 라우드스피커의 SPL은 스피커의 sensitivity와도 관계가 있다. 다음은 dB SPL의 사례이다(출처 링크).
| Source | Sound Pressure Level (dB) |
|---|---|
| Threshold of Hearing | 0 |
| Rustling leaves | 20 |
| Quiet whisper (1 m) | 30 |
| Quiet office | 40 |
| Normal conversation at 1 m | 60 |
| Inside a car | 65-80 |
| Loud singing | 70 |
| Vacuum cleaner (3 m) | 75 |
| Buses, diesel trucks, motorcycles (15 m) | 80 |
| Jackhammer (15 m) | 90 |
| Subway (inside) | 94 |
| Lawn mower (1 m) | 107 |
| Deafening, human pain limit | 120 |
| Jet plane (30 m) | 130 |
| Threshold of pain | 140 |
| Military Jet Take-off (30 m) | 150 |
| Large military weapons | 180 |
국내 브랜드인 Leem의 패시브 스피커 SR-8의 사양을 잠시 살펴보자. 파란색으로 표시한 것은 내가 지난 4월에 구입하여 보유하고 있는 FdB CX8(아래 사진의 맨 왼쪽)의 사양이다.
- System type: 2 Way Molded cabinet 좌동
- Output power: 110W / 230W / 440W 100W RMS, 400W peak
- Component: 8” x 1 , 1" x 1 좌동
- Impedance: 8 Ohm 좌동
- Sensitivity: 95dB (1W / 1 m) 92dB(1w/1m)
- Rated SPL at: 1 m 118dB 112dB continuous, 118 db peak
- Freq. response(-3dB): 50~18KHz 55~18KHz
- Dimension (W x H x D): 300 x 415 x 225mm 296(W) x 415(H) x 230(D)mm
- Weight: 7.8 kg 6.6kg
 |
| 8인치 패시브 PA 스피커 모델의 사진을 몇 개 나열해 보았다. 8인치 스피커는 보통의 공연 환경에 어울리는 물건은 아니다. 요즘은 하나만 보유하고 있는 FdB CX-8(왼쪽)의 짝을 맞추어 줘야 할 것만 같은 강박에 시달리고 있다. 게다가 12인치 스피커가 더 풍성한 소리를 낼 것만 같은 막연한 환상도 공존한다. 이를 동시에 만족시킬 수는 없다. 사진에서 왼쪽과 가운데는 플라스틱, 오른쪽은 목재로 만들어진 캐비닛이다. 요즘과 같이 기술이 발달한 시기에 어느 재료가 다른 하나에 비하여 음향적으로 월등히 좋다고 말할 수는 없다. 나무는 가장 전통적인 재료이지만 무겁고, 빠르게 대량으로 만들기가 어렵다. 또 야외 사용 시 비에 젖으면 곤란하다. 수시로 들고 다녀야 한다면 플라스틱이 당연히 유리하다. |
Output power는 정확한 표현이 아니다. JBL의 12인치급 패시브 PA 스피커인 JRX212의 공식 사양(Power Rating (W, Continuous): 250, Power Rating (W, Peak): 1000)에서 보였듯, Power rating 또는 Rated power라고 표기해야 한다.
왜 Leem SR-8의 파워 관련 사양에서 제시한 수치가 세 개나 되는가? Doctor ProAudio.com의 게시물 Speaker power handling에 의하면 세 개의 수치는 각각 average power, program power 및 peak power에 해당하며, 1:2:4의 비율로 표시된다. 따라서 어느 하나만 알면 나머지 값은 결정되는 셈이며, 이를 다 표시할 필요도 없다. 그러면 continuous powers는 무엇인가? 비교적 단순한 개념이지만 이것이 average power와 완전히 동등한 의미인지는 잘 모르겠다.
8인치 우퍼를 채용한 일반적인 패시브 PA 스피커의 output power, 즉 '출력'이 110W/230W/440W나 된다고? 그럴 수는 없다. 스피커가 실제로 출력하는 소리를 와트로 측정하여 100W가 된다면 이는 상상도 할 수 없을 정도로 큰 파워가 된다. 통증 문턱일 때 소리 에너지의 크기가 10W/m2 정도에 불과하기 때문이다. 이는 dB SPL로는 120에 해당한다. 지구상의 그 어떤 패시브 라우드 스피커도 1와트의 전기 신호를 입력하여 1와트/m2의 소리 에너지로 전환하지 못한다. 스피커란 그만큼 능률적인 변환기(transducer)가 아니라는 뜻이다. 다시 말해서 power rating은 스피커가 물리적 한도를 입지 않는 수준에서 입력할 수 있는 신호를 뜻하는 것이지, 스피커가 출력하는 소리 에너지를 나타내는 사양은 아니다.
Nominal impedance 8옴인 스피커에 2.828 V(RMS), 즉 8 V peak-to-peak의 오디오 신호가 가해질 때 이는 1 와트에 해당한다.
위에서 소개한 Doctor ProAudio.com의 글에 의하면, 스피커의 average power를 간혹 RMS라고 표현하는 사람들이 있는데 이는 잘못된 것이라 한다. 파워는 항상 양의 값을 갖고 있기 때문에 이미 RMS-like한 값이다. 따라서 average power라고 쓰는 것이 옳다고 하였다.
평균 파워가 500와트인 패시브 스피커에 대해서 앰프는 어떻게 맞추는 것이 바람직한가? 하만(지금은 삼성이 인수)의 글 Building your personal PA part 3: choosing speakers and amps에 의하면 대략 이의 두 배를 낼 수 있는 앰프를 선택하는 것이 좋다고 한다.
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| CD 플레이어의 버튼을 수리(관련 글 링크)하였더니 더 많이 듣게 됨은 당연지사. 나의 오디오 취미 생활은 PA와 홈 오디오를 넘나든다. 한 장의 사진에 두 분야가 전부 찍혔다. |
기타 참고 자료
본문에서 인용한 두 편의 자료 외에도 유용한 자료를 몇 가지 더 찾았기에 여기에 목록으로 정리하였다.- Demystifying a speaker's power rating
- Power ratings: know what's what: 주로 앰플리파이어의 입장에서 쓴 글이다.
- Professional power amplifier의 제조사로 잘 알려진 Crown Audio에서는 System design tools 자료를 통해서 데시벨 계산, 주어진 거리에서 원하는 SPL을 얻기 위해 필요한 앰플리파이어의 전력 계산 등을 할 수 있다.
- 국문 자료인 소리, 소음, 데시벨(dB SPL, dB(A), db HL)이란?은 산업 보건의 측면에서 기술한 자료이다.
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