아날로그 보이스가 주장하는 맛있는 소리

이 글은 2009년 7월7일~7월10일 경주 한화리조트에서 열린 전력전자학회 학술발표대회에서 발표된'3극 진공관 오디오앰프의 비밀'이란 논문을 통해 알게된 발표자 위덕대학교 전자공학과 이치환 교수가 오픈한 아나로그보이스의 홈페이지에서 가져온 것임을 밝힙니다. http://www.analogvoice.com

 

맛 좋은 음식과 맛있는 소리

 

* 음식맛은 요리하는 비법과 재료에 따라 결정된다고 할 수 있습니다. 맛좋은 음식을 만드는 데 필수불가결한 것은 솜씨좋은 요리사, 그리고 신선하고 질 좋은 재료의 확보겠지요. 하지만 요즘, 합성조미료를 사용하면 손쉽게 대중적인 맛을 낼 수 있기 때문에 왠만한 식당에선 약방의 감초가 되어 버렸고 오히려 질리지 않는 음식을 찾기가 어려워졌습니다.

 

* 소리를 맛에 비유하자면 오디오 앰프와 스피커는 재료를 조리하는 요리사에 해당합니다. 이제까지 알려진 앰프와 스피커의 매칭, 연결 케이블, 톤 콘트롤, 이퀄라이져 등의 방법을 말하자면 '조미료'에 해당하는 것들 뿐입니다. 왜냐하면 소리를 '조작'하는 과정이 필수불가결하여 원음에서 어긋난 소리를 내기 때문입니다. 물론 적절한 정도의 조미는 맛을 더하지만, 가장 좋은 소리의 맛은 원음을 직접 귀로 듣는 것이라는 의견에 동의하시는 분이라면 이러한 변형의 한계를 분명 깨닫고 있을 것입니다.

 

* Analog Voice는 스피커의 특성과 일치하는 앰프를 설계하여 변형이 없는 원음을 찾아냅니다. 톤 콘트롤 등의 신호 변형은 악기의 배음 소리를 왜곡하여 탁한 맛을 가지게 만들기 때문에, 앰프와 스피커 맞춤 설계를 기본 원칙으로 합니다. 같은 앰프에서도 스피커의 특성에 따라 소리가 변합니다. 좋은 앰프는 스피커의 기능을 방해하지 않도록 보조적인 역할을 수행하는데 충실합니다. 물론, 스피커는 유니트의 물리적 특성이 가장 우수한(맛이 좋은) 것으로 구성합니다. 이러한 기술의 결과 조미료없는 순수 음악의 맛이 가능해집니다. 어떤 주파수도 강조하지 않고 시간지연도 없습니다. 스피커 자체의 물리적 특성과 그에 딱 맞는 앰프의 적절한 궁합이 우리에게 '조미료없는' 순수한 만찬을 선보입니다.

 

직접 들어보아야만 알 수 있는 그 소리는 시원하고, 호방하고, 동시에 감칠 맛이 납니다. 상상만으로도 충분히 우리를 들뜨게 하는 희소식이 아닐까요?

 

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아날로그 보이스(Analog Voice) 원음의 비밀

 

* 오디오 스피커에서 나오는 음을 판단하는 기준은 무엇인가요? 앰프의 주파수 특성과 스피커의 크기, 연결 케이블, 녹음된 음원, CDP... 너무 많은 변수가 있습니다. 결국 정확한 기준을 만들 수 없습니다. 그럼에도 불구하고 사람들은 어떤 앰프는 어느 스피커와 조합이 좋다, CDP는 특수한 DAC이 필요하다는 등의 기준을 정하곤 합니다.

 

* 지금까지 고려하지 않은 변수가 있습니다. 바로 우리 자신의 청각-인식입니다. 오디오를 통한 음악은 인간이 즐기고 판단합니다. 공학적으로 완벽한 최고급 측정기로 만드는 현대 반도체 앰프는 진공관 앰프보다 못한 소리를 낸다고 이야기합니다. 이 판단은 계측기가 아닌 인간의 귀로, 머리로 내린 것입니다.

그렇다면 실제로 반도체 앰프가 진공관보다 못한가요? 그 답은 Yes,

 

* 오디오 기기는 전자공학이 아닌 음향 인지학을 기본으로 설계되어야 합니다. 음악의 향유 주체인 인간이 기준이 되어, 마치 타고난 그대로의 자연과도 같은 기계를 만들어야 하는 것입니다. 이 원칙에 철저히 근간을 둔 것이 바로 '신공지능' 기술입니다. 인간의 귀로 직접 듣고 인간의 머리로 만들어낸 가장 자연에 가까운 기술(Art), 지금 기계음에 지친 우리들의 심신이 필요로 하는 바로 그 기술입니다. 그 경지가 신이 창조한 것과 비견하다는 뜻에서 이렇게 명명했습니다. 과연 이런 것이 가능할까요? 여기 그 답이 있습니다. 우선 인간의 소리 인자에 관한 흥미로운 사실 한가지를 알려드리겠습니다.

 

비밀 1. 첫 순간의 생생함을 살려 입체감을 얻는다

 

사람은 연속적인 소리를 듣지만, 소리를 접하는 접하는 짧은 첫 순간에 소리 특성의 대부분을 파악합니다. 첫 순간을 이름하여 Attack Time이라고 합니다. (아래 그래프에서 A에 해당하는 구간이며, 그 뒤에 Decay, Sustain, Release 부분들은 실제 우리가 음을 인식하는데 별 영향이 없습니다). 이 시기는 특히 음의 정위감을 구분하는데 중요한 기간입니다. 예를 들면 소리의 좌-우, 크기, 근접성 등에 해당합니다. 이 기간동안 소리가 조금 불확실하게 재생되면 우리는 음의 방향감각을 잃습니다. 

 

그런데 실제로 모든 스피커에서는 Attack Time동안 음의 전달이 어느 정도 지연되고 자연 음은 무너집니다. 그 이유는 우퍼에 있습니다. 우퍼는 트위터와 함께 음을 내는 기능을 담당하는 스피커의 중추입니다. 이 우퍼에는 큰 인덕터가 삽입되는데, 여기서 소리의 응답이 느려집니다. 소리와의 첫 대면에서 느리고 결과적으로 약해진 음을 접하는 우리는 명쾌한 음을 인식할 수가 없으며, 이것은 현재의 모든 스피커가 가지고 있는 한계점입니다.

 

그래서 Analog Voice 기술은 이 문제를 해결했습니다. 수 십년간 축적된 노하우에 의해 이뤄진 스피커와 앰프의 환상적인 조화를 통해 정확한 Attack Time에서의 응답을 이끌어냈습니다. 빈티지와 같은 시원한 소리, 깨끗한 소리, 아름다운 목소리, 힘있는 저역, 이런 수식어로도 모자란 장엄하고 경쾌한 소리가 마치 공연장과 같은 분위기를 만듭니다.

 

비밀 2. Human Ear의 섬세함을 존중했다

 

1940년대에 오실로스코프 같은 계측기가 없었습니다. 그 시대 사람들은 오직 귀를 이용하여 앰프를 튜닝할 수밖에 없었기 때문에 어쩌면 더 자연스러운 소리를 재현할 수도 있었습니다. 그렇지만 회로와 스피커에 대한 공학적인 해석이 불완전했기 때문에 최적화된 소리를 만들진 못했습니다.

 

현재 우리에겐 우수한 계측기와 발달된 공학이 보편화 되어 있습니다. 이것은 훌륭한 앰프와 스피커를 선사하긴 하지만, 어디까지나 기계를 통한 것이기 때문에 사람의 섬세한 귀를 따라올 수는 없습니다.

 

그래서 탄생한 인간의 자연스러운 인지능력을 십분 발휘한, 오로지 인간을 위해 최적화된 신공지능 앰프와 스피커, 그것이 Analog Voice입니다.

 

비밀 3. 저음역은 단순히 큰 소리가 아닙니다

 

또 하나 매력적인 점은 풍부한 저음의 감칠 맛이 배가되었다는 것입니다. 보통, 저음 보강을 위해 스피커에 덕트를 설치합니다. 그런데 이 구조는 소리를 크게 키울 뿐 북소리같은 소리를 웅웅대게 합니다. 우리 귀에 들릴 땐 뭉그러진 소리가 들려서 별로 즐거운 느낌을 주지 않습니다. 덕트는 안정된 주파수, 크기가 일정한 소리만 잘 증폭시키는 제한된 역할밖에 못합니다. 그래서 오히려 저역 소리를 왜곡시키게 됩니다.

 

조금 과도한 덕트를 사용하는 (풀레인지 또는 소구경 우퍼의 경우) 인클로저에서 나오는 소리에서 우리는 확연한 차이를 느낄 수 있습니다. 저역에서 무엇인가 끌어당기는 듯한 여운이 따라옵니다. 원래의 음악과는 다른 소리가 되었습니다. Analog Voice는 밀폐형 만을 사용하고 스피커의 자체 특성과 구동앰프의 적절하고 교묘한 매칭으로, 실제 소리에 근접한 풍부한 저음역을 선사합니다.

 

진공관 오디오는 소리가 좋은가

 

많은 분들이 추구하는 진공관의 소리는 무엇일까? 왜 진공관의 재생음은 반도체 오디오와 다른 특성이 있을까? 오랫동안 많은 진공관 앰프를 제작하고 실험한 경험으로 진공관 고유의 음색 재현에 성공했습니다. 좋은 고역을 자랑하는 2A3, 300B는 저역이나 대편성 재생에는 찌그러진 음향이 나오며, 고출력 Push-pull은 중고역이 자연스럽지 못한 이유가 명확하게 설명될 수 있습니다. 많은 분이 궁금해 하는 것을 나열해 보겠습니다.

 

* 진공관 앰프인데 반도체 앰프와 음색 구별이 어렵다.

피드백이 사용된 대부분의 진공관 앰프입니다. 사실 동작 원리로 보면 진공관과 반도체는 동일합니다. 반도체는 진공관의 원리를 바탕으로 개발되었습니다. Push- pull로 사용되는 앰프는 진공관이나 반도체 모두 피드백이 있어야 동작합니다. 몰론, 진공관에서는 약한 피드백을 사용합니다. 그러나 궁극적으로 피드백은 앰프 출력을 전압원 형식으로 만듭니다.  결국 반도체 앰프와 비슷한 소리가 만들어집니다. A급 앰프는 정말 소리가 좋은가? 아닙니다. A급 앰프와 B급 Push-pull 앰프의 음질도 유사합니다. 출력이 전압원 이므로....  피드백 없는 300B Single Amp가 좋은 소리를 재생합니다. 단, 성악과 실내악 만.

 

* 진공관에 따라 소리가 다르다.

Push-pull 앰프는 진공관의 종류에 대해 민감하지는 않습니다. Zero-Feedback 진공관 앰프는 진공관의 특성에 따라 출력 특성이 변하므로 음색도 변화합니다. 진공관 Curve Tracer로 조사하여 보면 진공관의 출력전류의 특성이 다르게 나타납니다. 물론 Grid전압에 의해 Plate전류가 이상적으로 변할수록 좋은 것입니다. 정말 좋은 플레이트 전류특성은 5극관에서 나타납니다. 그러나 5극관은 반도체와 유사한 완벽한 특성으로 Zero Feedback으로 동작시키면 스피커는 왜곡된 소리만 재생합니다. 3극관의 불완전한 특성이 스피커의 불완전한 특성과 결합하여 맛있는 소리를 만듭니다. 진공관의 특성이 다르면 당연히 소리도 다릅니다. 1만원짜리 진공관으로 적절히 주변회로를 수정하여 구동하면 10만원짜리 진공관보다 좋은 소리가 납니다. 고가의 진공관이 좋은 음악을 보증하지는 않습니다.

 

* 스피커는 빈티지가 좋다.
대부분 빈티지 스피커는 대구경입니다. 큰 스피커는 감도 또한 우수합니다.좋은 감도는 스피커 코일의 역기전력과 깊은 관계를 가지고 있습니다. 역기전력이란 스피커 콘지가 움직일 때, 스피커 코일이 자석 사이를 이동하고 이때 발전기와 같은 동작을 하여 발생되는 전압을 말합니다. 역기전력의 영향으로 스피커는 저역 공진점에서 임피던스(교류저항)가 최대로 되며 50~100옴 정도입니다. 최소점에서는 8옴이며 주파수에 따라 많은 변화를 가집니다.

 

 

감도가 큰 스피커일수록 임피던스 변화가 커지게 됩니다. 다행히도, 음성영역점 부근에서 최소이며 저역과 중역에서 큰 값을 내타냅니다. 빈티지 오디오 앰프는 빈티지 스피커를 가지고 설계, 제작된 장치입니다. 아주 먼 옛날, 고급 측정기도 없는 상황에서 오직 좋은 소리가 나도록 엔지니어의 청감에 의존하여 만들다 보니 앰프의 전기적 특성은 무시되고 오직 소리만 중요시 했습니다. 임피던스 변화가 클수록 진공관 앰프는 시원한 소리를 만듭니다. 오직 빈티지 스피커만 가능한가?

 

요즘 현대 스피커에서도 유사한 임피던스 특성을 가지는 경우가 있습니다. 너무 반도체 앰프에 치중하다보니 관심이 없어서 모를 뿐입니다. 현대 스피커도 5인치 이상에서 아주 좋은 임피던스 특성의 유니트를 찾을 수 있습니다.

 

* 앰프의 낮은 THD가 소리가 좋다.
반도체 앰프는 성능으로 출력의 THD를 표시합니다. 진공관 앰프는 THD가 1~5% 정도이며 반도체 앰프는 0.1~0.001%입니다. 그래도 진공관 앰프가 좋다고 우기는 분들도 있습니다. 출력의 입장에서만 본다면 반도체 앰프는 완벽합니다. 출력 단자가 우리의 귀에 직접 연결된다면 좋겠습니다. 

 

일단, 아주 우수한 스피커의 출력 음압을 보겠습니다. 이것이 아주 좋은 경우 입니다.

스피커의 음압은 +3 dB 이면 소리가 2배로 증가했다는 의미입니다. 동일한 출력전압을 인가하여 측정한 그래프입니다. 음압이 주파수에 따라 3 dB은 쉽게 변하고 있습니다. 대충 5 dB 은 변하고 있습니다. 앰프가 아무리 우수해도 주파수에 따라 출력 음압이 변합니다. 결국 THD 10% 는 아무런 의미가 없습니다. 앰프보다 스피커가 음색을 결정합니다.