2. 고조파 왜곡
고조파 왜곡은 음향 기기에 아주 큰 입력이 가해지면 기기의 비선형 특성에 의해 파형이 클리핑 되고
그결과 입력이 가해지지 않은 신호가 출력에 나타나는 것을 말함.
순음 (순수한 음)을 음향 기기에 입력했을때, 이 순음의 2배,3배,4배...의 고조파(배음 주파수)가 출력에 나타나는 걸 고조파 왜곡이라고 함
이 고조파 왜곡이 작을 수록 보컬이 선명하고 악기 음들이 서로 마스킹 되지 않음.
고조파 왜곡은 기기에 특정 주파수의 사인파를 입력하고 출력 신호를 스펙트럼 분석기로 관측하면 볼 수 있음.
출력에 나타나는 모든 고조파 성분의 레벨의 합과 입력 신호 레벨과의 비를 표시한 것이 전체 고조파 왜곡률 (THD; Total Harmonic Distortion)
임. 즉 THD는 고조파 성분과 입력 신호의 전압 비로 정의함. 출력에서 기본 파의 진폭을 V1 고조파의 진폭을 각각 V2,V3,..이라 하면, THD(%)는 아래 식으로 계산 할 수 있음.
THD = { √ ( V2^2 + V3^2 + ... ) / V1 } x 100 (%)
THD 측정치의 경우 테스트신호 주파수, 레벨, 이득조건 등을 잘 살펴봐야함. 또 몇차 고조파까지 측정 했는지도 확인해야함.
20dBu레벨에서 측정한 10kHz의 THD는 -10dBV레벨에서 측정한 1kHz 의 THD 와 다름.
앰프의 경우 0.05% 미만
마이크의 경우 0.5% 미만
스피커와 이헤폰의 경우 1% 미만
이어야 고조파 왜곡이 적다고 할 수 있는 거임.
THD 값이 같아도 그 왜곡 성분이 짝수 고조파인지 홀수 고조파인가에 따라 실제 음질에 주는 영향이 달라지니까 이 수치 만으로 기기 성능의 실제적인 비교는 할 수 는 없음. 인간의 청각은 짝수 고조파 (2차4차6차등등) 보다 홀수 고조파에 더 불쾌감을 느끼고, 저차 고조파 (2차3차) 보다 고차 고조파(6차7차)에 더 불쾌감을 느낌.
올바른 표기) THD(5-order) less than 0.01%, +4dBu, 20~20,000Hz, unity gain
그런데 이런 측정은 각 고조파의 성분을 하나하나 측정해야 하니까 번고롭고 시간도 오래걸림.
그래서 THD+N(noise) 를측정하는 경우가 많음,
어느 특정 대역에서 기본음을 제외한 모든 신호 성분의 실효치합을 의미하는데
각각의 고조파를 측정하는 대신에 입력 신호에 대해 출력에 나타나는 모든 신호를 측정하는 거임
이 출력은 고조파 성분 뿐만 아니라 험, 잡음, 버즈 등 모든 신호를 포함하기 때문에 대게 THD 보다 크게 나타나고, 더 의미가 있는 데이터임.
올바른 표기) THD+N less than 0.01%, +4dBu, 20~20,000Hz, unity gain, 20kHz BW
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