오디오 신호 처리는 현대의 오디오 조정 장치에 널리 사용되고 있다. 오디오 신호 처리라는 이름은 아마도 전자 데이타 처리 시스템에서 빌어온 것으로 실제로 상당수의 관련 시스템과 장비를 사용하고 있다. 이 글에서는 오디오 처리 장비와 기술을, 원치않는 오디오 스펙트럼 부분을 제거하기 위해 잡음 ·왜곡을 제거하고, 일부러든 아니든 특정한 스펙트럼 부분을 증가, 증폭시키기 위한 전자적 장치의 사용으로 폭넓게 정의하고자 한다. 우리는 통상 '전환과 제거(alter and remove)'라는 용어를 사용하지만, 오디오 처리 과정에서는 이득(gain) 이외에 어떤 용어도 같이 사용되지 않는다는 것을 주목해야한다. 여기에서 말하는 오디오 스펙트럼은 통상 20Hz에서 20,000Hz(20KHz)까지이다.
증폭기(amplifier)의 출력 강도와 왜곡의 정도 사이에는 상관 관계가 있다. 그것은 증폭기가 얼마나 많은 일을 할 수 있는 가와 얼마나 깨끗하게 그 일을 할 수 있는가 하는 관계이다. 아날로그 오디오 신호 처리에 사용되는 장비중에는 오디오 이퀄라이저(equalizers: EQs), 저주파수 확장기, 압신기(commander: 억제기 compressor와 확장기 expander의 결합체), 잡음 감소 시스템 (dbx, Dolby), 잡음 게이트(noise gate) 회로, 그리고 시간 지연 (time delay)장치가 있다. 디지털 처리 장치 중에는 야마하 제품인 다중효과 처리기가 있다.
처리 장치의 일부는 콘솔 내부에 있고, 또 일부는 외부 독립장치로 되어있다. 외부 장치들은 주로 조정실의 선반에 놓여지는데, 콘솔 오디오 신호를 수신하는 통로와 처리된 오디오를 콘솔의 신호 경로로 되돌려 주는 통로가 필요하다. 처리는 오디오 상에 효과를 주기 때문에 통상 이펙트라고 불리우고, 보조 장치(보조 입력, 보조 버스, 보조 출력 장치)는 처리되지 않은 오디오를 보내고 처리된 오디오를 다시 돌려 받는 시스템이다.
초기의 방송과 녹음에서 이퀄라이저(equalizer)는 대부분 독립 장치로 사용되었고, 기존 오디오 조정 장치에 임시로 접속되어 신호 왜곡이나 잡음 주파수를 제거하기 위해서만 사용되었다. 원치않는 잡음이나 왜곡은 오디오 신호 회로에서 끼어들거나 생성되어 왔다. 오디오 이퀄라이저는 또한 프로그램이 실연되는 스튜디오나 음악당의 반향된 음향(acoustics)을 변경시키는 데 사용되기도 하는데, 이제는 이러한 목적 이외에도 프로그램원의 기본 음을 변경하는 프로그래밍 도구가 되고 있다. 스테레오 음악 녹음에 이은 믹스다운 (mix down)과정의 오디오 이퀄라이저는 녹음 감독이나 제작자가 지적하는 음악적 결점들을 수정하기위해 쓰여왔다. 스위트닝(sweetening)이라고 부르는 이 처리과정으로 인해 감독은(그리고 감독의 손이라고 할 수 있는 컨트롤 운영자) 관찰자 - 전달자 -녹음기술자에서 프로그램의 음이 어떤가에 영향을 미치는 사람으로 바뀌었다.
말할 필요도 없이, 이러한 발전은 기계적 조작이 녹음된 음악의 처리과정에 어느만큼 관여해야 하는지에 대해 크게 의견이 다른 두 집단을 낳게 되었다. 록음악이 전통적인 음악기기의 산물이기보다 상당부분(그 이상은 아니라도) 전기장치의 산물이라는 데는 이견이 여지가 없다. 대부분의 현대적인 컨트롤 콘솔들은 실제로 모든 입력 채널에 스위치를 넣고 끌 수 있는 이퀄라이저를 내장하고 있다. 이것으로 콘솔 조작자는 프로그램 믹스에 투입되는 음의 질과 음악성을 폭넓게 변화시키며 통제할 수 있게 되었다. 콘트를 장치가 비록 원하는 다양한 기능을 모두 갖추고 있다해도 복잡한 믹스를 수행하고 음의 처리과정 없이 모든 입력의 오디오 이득을 독자적으로 통제하기는 어려운 일이다.
믹스에 덧붙여서, 각각의 입력에서 여러가지로 조합된 이퀄라이즈로 인한 혼란때문에 오퍼레이터는 이퀄라이즈된 근접 마이크 음을 놓치는 수가 있다. 이를 간단히 해결하는 방법은 다음과 같다. 빠르게 움직이고 변하는 오디오 신(Scene)을 처리하고 있는 오퍼레이터는 콘솔 컨트롤을 빠르게 판단할 수 있게하는 그만큼의 정보만을 기억할 수 있다. 만약 그가 오디오학적으로 같은 수의 악기나 오케스트라 섹션수에 꼭맞게 짝지은 수많은 마이크를 통제하려고 한다면, 을바른 음을 얻기 위해선 각각의 마이크가 충분히 이퀄라이즈되어야 한다. 그러나 그 음이 그가 원한 음과 많이 다르다는 감독의 지시가 있을 경우 조작자는 재빨리 자문해 보아야 한다. "감독은 어떤 음을 좋아하지? 어떻게 내가 그 음을 복제하지?" 인간의 귀는 기억능력이 없기 때문에, 그 대답은 어려을 것이다. 이 딜레마는 마이크로프로세서가 장착된 기억장치를 가진 콘솔로 해결될 수 있다.
30 혹은 그 이상의 입력단자를 갖는 대형 콘솔은 대개 마이크로프로세서가 내장 되어 있다. 그 외의 콘솔들은 컴퓨터와 접속할 수 있도록 설계된다. 음악녹음에 사용된 과정을 이해하기 위해 독자들은 음악 녹음이 음악적 흑은 조작적인 처리과정일뿐 아니라 사업 과정이라는 것을 이해해야 한다. 오퍼레이터-녹음기술자가 녹음되는 연주마다 완벽한 마이크 픽업으로 한번에 끝내는 모노 음악 녹음의 경우를 보자. 사실은 낮은소절을 연주하는 동안의 사소한 음악적 실수나 청취자의 기침소리등과 같은 잡음을 녹음물이 일반에 배포되기 전에 편집할 수 있도록 동일한 조건하에서 연주는 두번 녹음된다. 오케스트라의 균형있는 배치, 마이크 위치, 그리고 마이크 레벨은 공개연주 후에는 아무 것도 변경될 수 없기 때문에 매번마다 완벽해야 한다. 스튜디오 녹음실에서 연주를 할 때, 마이크 위치나 콘솔, 오케스트라의 배치 등을 변경할 경우 많은 비용이 뒤따른다.
다중트랙 스테레오 녹음에 드는 시간과 비용을 절감하기 위해 완전히 새로운 방법이 고안되었다. 4파트의 소규모 재즈 악단이거나 완벽한 교향악단 그룹을 마이크 작업을 위해 별개의 파트로 분할하는 것이다. 어떤 때는 개개의 악기별로, 어떤 때는 악기 섹션별 혹은 그룰별로 분할되어 각각의 파트는 별개의 마이크에 의해 픽업되고 나서 다중트랙 테이프 녹음기의 한 트랙으로 공급된다. 이 녹음기의 모든트랙은 같은 오디오 레벨로 녹음된다. 관현악단이 24개의 파트로 나누어진다면, 24개의 테이프 트랙을 피드업하기 위해 24개의 마이크가 사용된다. 오퍼레이터-녹음기술자가 녹음이나 연주에서 얻는 것은 대부분 완성된 제품이 아니라 나중에 '믹스다운'이라고 부르는 과정을 통해 믹스다운되고, 이퀄라이즈되고, 밸런스되고, 조정될 녹음원의 24트랙 녹음물이다. 24녹음트랙 믹스다운은 컨트를 콘솔을 통해 이루어진다. 그 작업의 오퍼레이터 혹은 감독이 완성시킨 한벌의 녹음된 음악은 오케스트라가 연주한 것과 유사할 수도 있고 혹은 유사하지 않을 수도 있다.
24트랙 테이프에 담긴 음악은 24개의 개별적인 콘솔 입력단자에 공급되고, 이때 -아마도 동시에 -12개의 테이프 녹음트랙을 공급하는 12개의 콘솔 프로그램 채널에 믹스다운된다. 그런 다음 12개의 트혁은 6개의 트랙이 되고, 최종적으로 2개 트랙의 스테레오 음악으로 나타나게 된다. 처음에 더 많은 트랙을 사용할수록, 믹스다운에서 더맡은 응통성을 얻을 수 있고, 더 많은 음악적 결정을 내릴 수 있다. 조작자나 감독은 이 과정에서 음악가의 도움을 받아야 한다. 이런 녹음과정에서, 콘솔로 입력되는 모든 입력단자는 각각의 테이프에 담긴 원음악물의 입력 트랙이 조정되거나 제어될 수 있도록 분리된 이퀄라이저를 갖고 있다.
믹스다운을 할 때 오퍼레이터는 콘솔을 통해 초기 24트랙 플랫 레밸 녹음을 하여, 먼저 명백히 밸런스된 움직임(moves)을 먼저 만들고 나서(예를 들면 바이올린은 드럼보다 소리가 크지 않다), 섹션과 색션을 밸런스하고 감독의 지시에 따라 이퀄라이즈 정도를 추가한다. 그리고 동시에 믹스를 재녹음한다. 만약 중간 부분에서 감독이 녹음 믹스에 만족하지 않는다면, 믹스는 다시 밸런스되고 재녹음된다. 각기 다른 레벨과 이퀄라이저 세팅으로 이러한 과정이 수차례 반복됨에 따라, 그리고 다른 레벨과 이퀄라이저 세팅에서 이전의 세팅으로 돌아가도록 오퍼레이터가 요청받을 때 컴퓨터의 도움이 필요하게 된다.
컴퓨터 지원 콘솔은 오퍼레이터가 레벨과 이퀄라이저 컨트롤을 조정할 때마다 컴퓨터가 기억장치에 세팅을 저장하고 서보(servo) 컨트를 포트에 따라 세팅을 복제할 수 있도록 설계된다. 아날로그 다중트랙 녹음은 몇가지 명백한 단점이 있다는 것을 주목해야 한다. 먼저, 잡음 감소 방식을 사용 하였더라도 트랙과 테이프당 3dB의 잡음이 증가된다. 따라서 24트랙 테이프는 단일 트랙에 비해 72dB의 잡음을 더 갖는다. 6개 트랙에 믹스다운할 때 18dB의 잡음이 신호에 더 추가되는 것이다. 이 말은 녹음설비가 16트랙 녹음기를 갖고 있다고 해서, 16트랙 모두를 사용할 필요가 없다는 뜻이다.
또 다른 단점은 다중트랙 녹음기에 스테레오 마이크 음악을 녹음할 때 제대로 배선되지 않은 스튜디오, 마이크 픽업의 자연적 위상, 제대로 조정되지 않은 테이프 녹음기 때문에 자주 페이징 에러(phasing error)가 스테레오 그룹에 끼어든다는 것이다. 신중한 음악 녹음가라면 콘솔 입력장치에 위상반전 스위치와 콘솔에 믹스-마이너스 설비를 요청하고, 스테레오 프로그램의 모노 믹스에 귀를 기울여야 한다. 또한 두 채널 간의 좌+우(합계)와 좌-우(차이)에 특별히 관심을 두어야 한다. 합이란 스테레오 트랙들의 모노 버전을 나타내는 것으로 모노 AM라디오나 텔레비전 시 청취자가 듣게 되는 것이다. 두 채널의 합을 들을 때, 들리는 것은 왼쪽과 오른쪽 채널에 공통되는 모든 소리인 것이다. 의도적으로 모노용으로 믹스되었다면, 좌와 우의 합의 증폭기 모니터 사이에는 아무런 차이가 없어야 하며 좌와 우의 모니터로부터 똑같이 들려야 한다. 차이 모니터는 두채널에 공통되지 않은 모든 오디오까지를 포함한다. 의도적인 모노믹스에서, 이 증폭기는 움직이지 않아야 한다.
이 모니터에서 그 이상의 잔여 오디오가 들린다면 이는 위상오차를 나타낸다. 스테레오 믹스에서 이 차이 모니터는 반향(reverberation)과 독주 프로그램 (왼쪽 혹은 오른쪽 채널에서 만의 음원)을 포함할 것이지만 모노 믹스에서는 이들이 다 포함되지는 않는다.
오디오 이퀄라이저는 하나의 독립장치 혹은 콘솔의 한 모듈에 있는 오디오 필터들의 조합이다. 증폭기를 포함하지 않는, 삽입회로에 dBm 손실만을 주는 수동적인 이퀄라이저일 수도 있고 증폭을 포함 한다는 의미에서 능동적인 이퀄라이저일수도 있다. 추가된 증폭은 이퀄라이즈 과정에서 이득 손실을 보정하기에만 충분한 단위 증가일 수도 있고, 버스트(boost)하기 원하는 주파수를 특별히 제공하는 통찰된 추가 이득일 수도 있다.
필터는 오디오 주파수 스펙트럼 영역에서 고주파수 통과(high-pass), 저주파수 통과(low-pass), 저주파수 차단(low-cut), 고주파수 차단(high-cut)기능을 수행하도록 설계되어있는 감응저항(reactance) 네트워크들로 이루어져 있다. 유도성(inductive)이거나 용량성(capacitive)인 감응저항은 교류회로가 임피던스를 만들도록 저항을 결합한다. 통과(pass)라는 용어는 문제되는 주파수 대역이 필터 통과를 허용받았다는 의미이다. 반대로 차단(cut)이라는 용어는 문제되는 주파수가 필터 통과를 허용받지 못했다는 의미이다. 기능적으로 설명하면, 필터는 옥타브당 데시벨로 표시되는 경감 곡선의 특정한 비율이나 경사면에서 보통 3데시벨마다 특정한 음의 주파수 이득을 약화시키거나 버스트한다. 경사는 필터(제1차수, 제2차수)의 차수에 의해 결정된다. 즉, 얼마나 많은 용량성 혹은 유도성 감응저항이 필터를 구성하는가를 말한다. 필터의 차수가 높을수록, 곡선의 경사가 깊어지고 곡선의 감쇠와 버스트가 더 복잡해진다.
필터가 다른 대역은 차단하고 특정 주파수 대역을 통과 하도록 설계되어 있으면 이를 대역통과 필터(bandpass filter)라고 부르고, 그 주파수 대역은 통과대역이라 부른다. 통과대역의 폭 혹은 통과되는 오디오 스펙트럼 영역은 필터의 Q수에 의해 결정된다. Q는 대역의 협소성 정도를 나타내는 용어라고 할 수 있다. Q수가 높을수록 통과대역은 좁아진다.
대역통과 필터의 반대는 노치(notch) 필터이다. 노치 필터는 한 특정 주파수만으로 이루어진 매우 좁은 통과 대역만을 제외하고 모든 주파수를 통과시킨다. 대략 60Hz혹은 120Hz - 미국의 전형적인 전선 잡음 범위이며, 오디오회로 안으로 유입되는 경향이 있다- 에 대한 노치 필터가 가장 일반적 이다. 독립된 오디오 이퀄라이저는 한 유니트 안에 모여있는 수많은 필터들로 이루어진 장치이다. 이 유니트의 전면 패널 레이아웃은 오퍼레이터가 이득이나 오디오 스펙트럼 전 범위에 걸치는 필터들의 연속적인 경사를 조정할 수 있도록 설계되어 있다. 컨트롤이 중심위치로부터 그래픽으로 배열되어 있는 슬라이더 포트가 1/3옥타브 단계로 배열되어 있으면, 이를 그래픽 이퀄라이저(graphic equalizer)라고 한다. 이 유형의 장치는 동시에 많은 수의 주파수 범위(클라크-테크닉에서는 27)를 이퀄라이즈할 수 있다.
두개의 서로 다른 이퀄라이즈 유형이 셀빙(shelving)과 피크-딥(peak-dip)이다. 셀빙 이퀄라이즈 곡선은 특정 주파수에 다다를 때까지 레벨안에서 변화하며, 평평해지면 다시 변화하지 않는다. 선반처럼 보이는 평평한 부분으로 인해 셀빙이라는 이름이 생겼다. 피크-딥 이퀄라이즈 곡선은 산이나 계곡처럼 보인다. 이 곡선은 0에서 시작해서 주파수 이득을 버스트함에 따라 정상에 올랐다가 차단에 따라 급경사 계곡으로 떨어진다. 그래픽 이퀄라이저는 대개 컨트를이 특정 주파수와 고정 Q에서 이득을 변화시키는 피크-딥이다.
그래픽 이퀄라이저의 중앙 위치는 국제표준화기구(International Standard Organizaion)에서 정한 기준을 따른다. 1/3옥타브 이꿜라이저에서 그 중앙 위치는 16, 20, 25, 31. 5, 40, 50, 63, 80, 100,125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600,2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10,000, 12,500, 그리고 16,000Hz이다.
1) 클라크-테크닉(Klark-Teknik) 그래픽 이퀄라이저
영국제인 클라크-테크닉 DN300 그래픽 이퀄라이저는 1/3옥타브, 30대역 장치로서, 전 오디오 스펙트럼을 커버하는 30개의 다른 주파수에서 12dB까지 버스트나 차단을 할 수 있다. 수직의 페이더컨트롤은 OdB 중앙멈춤 키가 달려있다. 선반(rack)에 올려져있는 유니트 오른쪽의 이퀄라이즈 우회(bypass) 스위치는 입력을 직접 이퀄라이저 출력으로 연결한다. 맨 오른쪽 우회 스위치 위에 있는 이득컨트롤은 무한 감쇠에서 +6dB까지 전체 이득의 중간치인 입력 레벨을 조정한다. 그라운드 리프트(ground lift) 스위치는 신호와 몸체의 그라운드를 격리시켜서, 그라운드 루프(ground loop) 문제를 제거한다. 이득 컨트를의 왼쪽으로 옥타브당 12dB의 고주파수 차단과 저주파수 차단을 조정 할 수 있는 쉘빙 필터가 있는데, 고주파수 차단 경사는 6dB이나 12dB중에서 선택할 수 있다. 보호 커버는 시스뎀 조정이 이루어진 컨트를 세팅을 계속 유지할 수 있게 한다.
2) 오반(Orban) 이퀄라이저
오반 622은 좀 다른 형태의 이퀄라이저인 파라메트릭(parametric) 이퀄라이저이다. 이 이퀄라이저는 세 개의 기본 이퀄라이즈 매개변수에 대해 지속적으로 가변 통제를 할 수 있다. 즉, 데시벨의 최고 또는 최저치, 최대의 피크나 딥(dip)이 발생하는 중심주파수, 대역폭 혹은 이퀄라이즈에 의해 영향을 받는 중심 주파수의 한쪽면의 주파수이다. 순수한 파라메트릭 이퀄라이저에서는 한 파라미터의 조정이 다른 두 파라미터에 영향을 미치지 않는다. 622모델은 각각 대역폭, 튜닝 컨트롤이 부착된 4개의 상호영향력이 없는 피크 버스트-컷 섹션을 가진 2채널 이퀄라이저이다. 이퀄라이즈 범위는 +16에서 -무한dB이다. Q는 0.29에서 3.2까지 조정가능하다.
전면 패널 컨트롤에서 12dB의 이득이 가능하며, 각각의 섹션과 전체 이퀄라이저에서는 입출력 스위치의 작동이, 각각의 채널마다 과부하 LED표시기의 작동이 가능하다. (그림 3-3)의 곡선은 이퀄라이즈가 대역통과 필터의 출력을 버스트를 위해서 위상일치(In phase)시키거나, 차단을 위해서 위상불 일치(out of phase)되도록 주 신호에 더함으로써 버스트나 경감이 가능하다는 것을 보여주고 있다. 대역폭 컨트롤이 조작되면, 이퀄라이즈 곡선의 늘어진 끝은 안과 밖으로 움직이지만 피크치의 이득은 일정하다. 튜닝 컨트롤이 조작되면, 곡선들은 주파수축에 따라 미끌어지지만 모양은 변하지 않는다.
[그림3-3] Orban 622 이퀄라이저의 특성곡선
3) 핑크 노이즈
오디오 신호 처리의 가장 극적인 사용은 일반 가입자 서비스 전화선의 변형에 있다. 비퍼(beeper) 전화의 광범위한 사용은 라디오와 텔레비젼 방송국이 특별 편성(예를 들면 시외에서 열리는 농구경기)을 비교적 저렴하게 유선으로 커버할 수 있게 한다. 이는 방송사가 프로그램 질 한계의 비용과 가입자의 요청 프로그램을 공급하는 또 다른 값비싼 전화 이용 비용을 절감하기 위해 사용되는데 둘 다 300Hz 에서 2000Hz의 질이 낮고 잡음이 있는 일그러진 오디오를 방송사에게 제공한다. 신호처리 장치의 현명한 이용은 실제적으로 잡음을 제거하고, 왜곡을 깨끗이하며, 들어오는 비퍼 신호를 음 클리너로 '나타나게' 만들 수 있다. 조작적 단어가 '나타난다(appear)'라는 것 주목하기 바란다. 신호 처리는 존재하지 않는 주파수를 증가시키 않는다. 신호처리가 하는 일은 낮은 이득 주파수를 버스트하고 원치 않는 주파수를 제거하고, 잡음과 왜곡이 여과된 후에 남는 것을 다 밸런스하는 것이다. 비퍼라는 용어는 미 연방통신위원회 (FCC)가 통화중인 다른 편에게 대화가 녹음되거나 방송됨을 확실히 알리기 위해, 녹음될 때 전화선에 신호음이 전달되도록 요구했던 시기에 유래했다.
더이상 이러한 요구는 존재하지 않고 신호음(beeps)도 전달되지 않지만, 그 이름은 남아 있는 것이다.처리되지 않은 전화선 회로와 처리가 진행된 회로간의 차이를 구별하기 위해, 오퍼레이터는 자신의 귀 말고도 LED나 음극선관(CRT) 출력장치에 판독결과가 나타나는 스펙트럼 분석기를 사용할 수 있다. 각각의 경우에, 오퍼레이터는 신호처리 장치를 선에 추가하기전과 후 모두 전화선이나 라인상의 오디오 신호를 볼 수 있다. 그가 실행하는 시험 신호를 핑크 노이즈(pink noise)라고 부른다.
인간의 귀에 감지될 수 있는 모든주파수가 한꺼번에 들릴 때 이를 화이트 노이즈(white noise)라고 부른다. 화이트 노이즈 신호 발진기가 옥타브당 3bB 주파수 특성을 실어 신호를 전화선에 공급하고, 이 신호가 주파수 특성을 반전시키는 특별한 오디오 필터를 통과하면, 그 결과로서 오디오 스펙트럼을 통해 단일 레벨을 갖는 핑크 노이즈 신호가 생긴다. 고주파수 히스(hiss)로서 귀로 식별될 수 있는 이 신호는 측정 목적으로만 사용된다. 라인에 공급된 핑크 노이즈의 단일한 레벨은 평평한 곡선(flat curve)으로부터 특정 라인 한계까지 다시 재형성된다. 스펙트럼 분석기는 먼저 핑크 노이즈의 평평한 곡선을 판독한 후 그 변화를 평평한 곡선의 구부러짐 혹은 행정(行程)으로서 표시하는 재형성된 신호를 판독한다. 클라크-테크닉 스펙트럼 분석기는 LED칸을 이용하여 25Hz에서 20KHz에 이르는 인간의 가청 곡선에 대한 30개의 주파수를 표시한다. 선택된 주파수는 클라크-테크닉 300시리즈 이퀄라이저의 컨트를 주파수에 맞추어진다. 신호가 표시칸에 과부하될 때, 두개의 최저 LED는 어두워진다. 관련 레벨들이 표시판 왼쪽의 두 스케일에도 나타난다. 디스플레이의 왼쪽으로, 메모리 보턴은 각각 분석내용을 완벽히 저장하고 어느 때나 재생할 수 있는 세 기억장치 중 하나를 선택한다.
세 개의 LED는 어떤 기억장치가 재생되는지를 보여준다. 평균 피크 스위치(AVG-PK)는 표시의 경로를 변경하고 평균 피크 혹은 준 피크 특성을 선택한다. 피크 유지 (PK Hold) 스위치는 피크를 기억하는 개별적인 LED를 각 칸에 작동하게 한다. 연속적인 실시간 표시는 계속 유효하다. 저장(Store) 스위치를 누르면 피크 표시가 갱신된다. 저장 스위치는 이전의 내용을 지우면서 현재의 입력을 선택된 기억장치에 덮어쓴다. 응답.시간 스위치(RESP)는 광범위한 신호에서 사용 가능하다. 모드 스위치 (MODE)는 실시간 조작 흑은 세 기억장치 중 하나를 선택할 수 있다. 준거 레벨 컨트롤은 dBrn표시나 마이크 입력표시인 dBSPL에 베이스 레벨을 설정한다. 제일 오른쪽의 XLR3는 클라크-테크닉 ATI 측정마이크를 위한 것이다. DN6O의 후면 패널에는 두개의 XLS-3s가 있는데, 이는 라인레벨 신호를 위한 라인 입력 연결기(Connector)와 핑크 노이즈 출력 연결기이다. 이것이 필요하거나 바람직하다면, 그래픽 이퀄라이저나 파라메트릭 이퀄라이저같은 단일 처리 장치는 주파수 곡선을 다시 평평하게 하기 위한 라인상에 배치된다.
4) 젠트너 엔지니어링 확장 주파수 송수신기
젠트너 엔지니어링 (Gentner Engineering)의 EFT900은 모든 입력 신호를 송신기나 부호기(encoder) 끝에서 250Hz만큼 위로 이동 시키고 수신기 혹은 해독기 끝에서 250Hz만큼 밑으로 이동시키는, 전화선을 위한 저주파수 확장 시스템이다. 따라서 전화회사 라인 회로 부분에서 100Hz는 350Hz(100+250)이 되고, 2000Hz는 2250Hz가 된다. 이 이동은 오디오 스펙트럼의 모든 전송 영역에 걸쳐 일어나며 최저 주파수의 2.5옥타브를 복구함으로써 전화선의 오디오질을 개선한다. 전화회로의 대부분의 잡음이 낮은 부분의 주파수 끝에 있기 때문에, 전화 회로는 대부분의 잡음 영역에서 250Hz만큼 개선되는 것이다.
EFT 900은 전화선에 연결되는 내부 연결장치(coupler), 마이크 입력으로부터의 내장 마이크 전치증폭기(preamp), 라인 입력, 그리고 내부 헤드폰 증폭기를 포함하고 있다.
5) dbx 잡음 감소 시스템
dbx잡음 감소 시스템에 사용되는 장비를 설명하기 전에 잡음 감소 이론을 먼저 설명하고자 한다. 현장 마이크를 레코드나 카트리지로 스위치하거나 혹은 실황장면을 원격 커버할 때 오디오의 질을 균형있게 유지하는 것은 끊임없는 문제이다. 현장 마이크 음이 양호하고, 비닐 레코드가 흠집이나 표면 잡음을 제외하고는 양호하지만, 카트(Cart)의 고주파수 끝이 포화되어 왜곡되기도 하고, 원격커버 내용은 험(hum), 해쉬(hash), 기타 잡음을 내포하게 된다. dbx에 의해 만들어진 이 유형의 잡음 감소 시스템은 압신기(compander)라 부른다. 이는 압축기(compressor)와 확장기(expander)의 조합어 인데, 이것이 이 시스템의 본질적인 역할이다. 압신기는 프로그램 신호가 위에 기술한 잡음 매체에 다다르기 전에 신호를 압축하고,신호가 잡음매체를 떠난 후에 그 신호를 확장한다.
잡음 감소는 잡음 레벨에서 압축된 프로그램 신호 - 따라서 높은 레벨이다 - 의 잡음 차단 효과(mashing effect)로서 이루어진다. 잡음 감소가 없다면, 높은 레벨의 음악 신호는 보통 잡음이 들리지 않을 정도로 강하게 유지되어야 한다. 그러나 조용한 음악이 흐를 때는 잡음이 들리게 된다. 잡음원 앞에 놓인 압축기는 차단효과가 일어 날 수 있도록 잡음 매체를 통해 신호가 높은 신호 레벨로 흐르게 유지한다. 반대쪽에서 확장기는 잡음을 줄이면서 동시에 신호를 적절한 값으로 복원시킨다. 그러면 조용한 음악이 흐를 때에도 잡음이 거의 들리지 않을 정도로 감쇠될 것이다. 가청레벨은 일정한 신호 대 잡음비 (S/N비)에 따라 잡음감소가 없는 비슷한 상황보다 줄어들게 되므로 잡음감소 시스템은 역시 왜곡도 감소시킬 수가 있다. 따라서 낮은 신호레벨일수록 신호왜곡도 일정하게 더 낮아지는 결과가 된다.
이제 dbx 잡음 감소 시스템에 대해 살펴보자. I 형은 전문가수준의 오디오 테이프 녹음기용이고 ll형은 비선형 주파수 응답 테이프 데크, 카트 머신(cart machine), VCR, 그리고 소비자수준의 장비용이다. 두 시스템은 호환성이 없지만, 각 유형은 전송 매체의 다이내믹 레인지를 l15dB이상으로 배가한다. 따라서 각 장비는 매체의 잡음을 40dB이상 감소시킬 수 있다. 이러한 dbx 잡음감소 시스템은 녹음하는 동안에는 일정한 2 : 1의 압축비로 입력신호를 압축해 잘 조정된 주파수반응 프리엠파시스(preemphasis: 송신측에서 S/N비를 개선하기 위해 전송로의 잡음 특성에 따라 미리 입력에 왜곡을 갖게 하는 신호를 삽입)를 부과하고, 재생되는 동안에는 정확한 보완 디엠파시스(deemphasis: 수신 측에서의 찌그러짐 신호의 복구)로서 신호를 1 : 2로 해독하거나 보충확장하는 과정이 이어지는 부호기로서 이루어져 있다. 이로써 신호의 원 입력 다이내믹 레인지가 복원된다. 잡음 매체는 원상태보다 훨씬 감소된 다이내믹 레인지의 신호를 통과시키기 위해 압축기와 확장기 사이에 놓이는 것이 효과적이다. 2 : 1의 압축-확장 비율은 입력 다이내믹 레인지가 잡음 매체를 통하면 절반으로 차단되는 것을 의미한다. dbx사(社)는 조용함과 다이내믹 레인지의 견지에서 dbx잡음 감소 시스템이 어느 16bit PCM 디지털 오디오 시스템보다 주목할만큼 우월하다고 주장한다.
dbx 180A는 두 개의 변조와 복조 채널을 제공하는 I형의 시스템 이다. 따라서 이 시스템은 두 개의 스테레오 신호 채널 혹은 두 개의 독립된 단일 채널 신호를 처리할 수 있다. 이 시스템의 원래 용도는 녹음중의 테이프 마찰음(hiss)을 방지하는 것으로 녹음상에 이미 존재하는 마찰음을 제거하거나, 부호화되지 않고 녹음된 테이프의 마찰음을 감소시키지는 않는다. 선반에 올려놓는 dbx 180A의 후면 패널에는 두 개의 나사못 단자로 된 전기절연 스트립이 있다. 한 스트립은 부호기 입력 부분을 두 개의 채널을 갖는 콘솔 출력에 연결하고, 해독기 출력 부분은 두 개의 채널을 갖는 콘솔 입력에 연결한다. 두번째 스트립은 두 개의 녹음기 출력을 두 개의 해독기 입력에 연결하고, 두 개의 녹음기 입력을 두 개의 해독기 출력에연결한다.
180A 모델의 전면 패널은 채널 1과 채널 2의 입출력 스위치와 LED표시기를 포함하고 있다. 보턴을 누르면 그 채널만의 부호기와 해독기가 맞물린다. 아웃 포지션은 입력을 직접 출력으로 바이패스시킨다. 다음은 오목하게 들어가 있어 나사못으로 조정하게 되어 있는 레벨조정 컨트롤이 있는데 이것은 각 채널에서 부호기와 해독기의 이득을 조정한다. 이 컨트롤은 보통 장치가 설치될 때 고정되는, 그리 중요하지 않은 조정 장치이다.
dbx 900시리즈는 아홉 개의 채널과 잡음 감소 기능을 가지며 선반에 올려놓는 I형의 모듈 시스템이다. 911 모듈 각각은 독립적인 부호기-해독기이며, 콘솔의 마이크 전치증폭기와 테이프 녹음기의 라인 레벨 입력 사이에서 다중트랙 녹음기의 어느 트랙에도 연결될 수 있다. 패널 컨트롤에는 잡음감소(NR) 스위치와 오목하게 들어가 있는 녹음, 재생 레벨 조정 스위치들이 있다. dbx사는 잡음 감소 시스템 외에도 컴프레서-리미터와 디엣서(deessers: 오디오 신호로부터 치찰음을 제거하는데 사용), 잡음 게이트(원격 중계에서 종종 생기는 배경 잡음을 제거하기 위해 사용), 그리고 실시간 스펙트럼 분석기 등과 같은 다른 신호처리 장치도 생산하고 있다.
6) 돌비 잡음 감소 시스템
돌비 잡음감소 시스템은 Ray M. Dolby박사의 고안물이다. 이 시스템은 전문가용으로 사용되는 A형, 준전문가용으로 사용되는 B형, 준전문가급으로서 소비자용 오픈 릴과 카세트 테이프에서 흔히 볼 수 있는 C형이 있다. 또한 돌비 SR(스펙트럼 녹음)과 HX(헤드룸 확장) 처리기가 있다. 돌비 SR은 주로 원판 녹음용 으로 사용된다. 돌비 HX는 프로그램 주파수에 상응하게 바이어스 전류(bias currenty: 계전기의 동작을 안정시키기 위해 계전기의 전선에 항상 흐르는 미소전류)를 변화시키기 위해 녹음과정에서 사용되는 동적 비보정(해독기가 필요없다) 시스템이다.
여기서는 돌비 A형 잡음 감소 시스템에 대해 설명하겠다. 이 시스템은 잡음 부분의 앞 뒤 신호를 모두 이용할 수 있는 오디오 녹음 혹은 전송 시스템에서 사용된다. 돌비 A형 시스템은 두가지 면에서 기존의 압신기와 다른 복잡한 형태의 압축과 확장이 사용된다. 첫째로, 이 시스템은 내부적으로 잡음을 카바하는 큰 신호는 처리과정없이 회로를 통과하는 반면, 압신은 사이드-체인에서 낮은 레벨의 신호에만 영향을 미치는 이중경로 시스템이다. 둘째로, 돌비 A형은 네 개의 독립된 주파수 대역의 낮은 레벨에서 압신이 발생하는 다중대역 시스템이다.
그 결과로 오디오 스펙트럼의 한 부분의 신호의 존재가 다른 부분의 잡음 감소를 저해할 수 없으며, 통례적인 압신기에 의해 부작용으로 일어나는 바람소리(swishing)나 물소리(pumping)를 제거하는 경향이 있다. 돌비 A형은 30Hz부터 5KHz까지는 10dB의 잡음을 감소시키며, 15KHz에서는 15dB까지 올라간다. 테이프 전사(print-tbrough)현상을 통해 생기는 테이프 잡음, 끼어드는 말, 낮은 레벨의 험, 그리고 증폭기 잡음은 모두 제거된다. 덧붙여서 전 주파수 영역에 걸친 고조파 왜곡(harmonic distortion)이 제거될 수 있는데, 이는 낮은 녹음 레벨에서는 만족 할만큼 S/N비가 얻어지기 때문이다.
7) 라인 이퀄라이제이션
라디오나 텔레비전 방송국이 방송을 할 수 있을 정도의 질을 갖는 라인을 음악이나 다른 고질의 프로그램을 전송하기 위해 취할 때, 그 라인은 전화회사에 의해 라인 거리에 의한 라인 주파수 손실을 보상하기 위해 이퀄라이즈되며, 몇 개의 라인 증폭기가 라인 전송원과 방송국간에 필히 존재하게 된다.
8) 청취 환경의 이퀄라이제이션
판별력을 갖고 음의 청각적 질을 판단하기 위해서는 다음 두 가지가 요구된다. 즉, 정확한 한 쌍의 귀와 만족할 만한 청취 환경이다. 이러한 작업환경은 실내 음향학과 모니터 확성기의 조합으로 이루어 진다. 어떤 음향조건이나 확성기도 추가 윤색으로 판단되는 음의 주파수 특성을 변경해서는 안된다. 그래서 청취 환경은 가능한한 단순하고 꾸밈이 없어야 한다.
실내 음향학적 설계와 모니터 확성기가 언제나 완벽하게 이러한 기준을 만족시키지는 않기 때문에, 실내와 스피커 조합의 반향 시간을 조정함으로써 청취환경을 재조정하기 위해 이퀄라이즈 기법을 사용한다. 핑크 노이즈 발진기의 출력은 오디오 시스템으로 보내지고, 이 시스템의 음은 확성기 모니터를 통해 발산된다. 그리고나서 음은 청취 환경 쪽에 위치하는 마이크에 의해 픽업되어 스펙트럼 분석기에 직접 연결된다. 판독된 곡선이 비선형적 특성을 나타낸다면, 대개 파라메트릭 이퀄라이저가 실내 오디오 모니터 시스템에 삽입되어, 분석기 판독이 가능한한 평평한 곡선에 가까와질 때까지 실내와 스피커의 조합을 보정하는데 사용된다. 실내의 변수나 확성기가 변화하지 않는 한 이러한 작업은 한 번만 하면 된다. 이퀄라이저 컨트를 위의 덮개판은 컨트롤이 세팅된 후부터 필요하기 전까지 변화하지 않도록 보호하는 장치 이다.
강당이나 흘에서의 실내 이퀄라이즈에서 수동적 노치 필터와 능동적 노치 필터 모두 사용이 증가하고 있다. 노치 필터는 작은 범위의 주파수-보통 중앙 주파수로부터 ±10Hz-를 경감하는 필터이다. 노치필터는 프로그램 오디오에 별로 윤색을 가하지 않고 행해지는 강당등의 PA시스템으로부터 종종 골치를 썩히는 '울림 소리(ring mode)'를 제거한다. 울림소리는 흘의 본위(本位) 주기와 반향 시간이 PA시스템없이 주파수를 증폭하기에 충분한 주파수이다. 만약 시스템이 이러한 주파수를 더 증폭한다면, 피드백이 자주 발생할 것이다. 더 전통적인 1/3 옥타브 이퀄라이저는 음을 더 잘 교정하기 위해 대개 노치필터 뒤에 놓여진다.
울림효과 때문에 시스템이 크게 작동하는 것 같지 않을때라도 피드백이 가능하다. 노치 필터로서 울림소리 주파수의 이득을 감소시킴으로써, 피드백이 발생하기 전에 PA프로그램 물에 필요한 전체 이득을 증가시킬 수가 있다.
9) 과도한 이퀄라이제이션
이퀄라이즈 과잉효과에 대해 알아보기로 하자. 조작자가 복잡한 음악 믹스 때문에 경험하게 될 혼란에 대해서는 이미 언급하였다. 덧붙여서, 특정 상황으로 인해 회로가 과부화를 일으킬 수도 있다. 오디오 시스템의 이퀄라이즈에서, 이퀄라이저는 전치 이퀄라이즈 (주어진 증폭 단계 전에)로서 혹은 후치 이퀄라이즈(증폭단계 후에 )로서 삽입-부착되거나 스위치를 넣어서-될 수 있다. 독자들은 증폭기가 단계별로 설계되어 있으며, 각각의 단계는 특정한 수의 데시벨 이득을 갖는다는 것을 기억해야 한다. 각각의 후속 단계는 전단계의 이득 증가를 왜곡없이 다루도록 설계되어 있다. 그래서 그 단계가 충분한 헤드룸을 가졌다고 하면, 이퀄라이즈는 특정 주파수 부족을 교정하거나 보상하게 된다.
만약 전치 이퀄라이즈가 사용되어 그 증폭기를 통해 흐르는 신호의 특정 주파수의 이득을 버스트하면, 그 이득 버스트는 증폭기에 설계된 전체 이득에 추가될 것이다. 저주파수 레벨일때, 추가되는 능동적 이퀄라이저 이득은 아무 문제도 야기하지 않는다. 그러나 버스트된 주파수가 처음부터 비교적 높은 이득 레벨이고 이득이 추가되어 이 주파수가 더 높은 상태가 된다면, 이퀄라이저의 추가 이득 버스트가 증폭기를 과부하하거나 뒤따를 증폭기 단계를 과부하할 것이다. 이러한 추가 이득은 오디오 신호의 피크에서 증폭기가 비선형 상태로 작동하게 하거나 포화 상태에 이르도록 할 것이다.
우리의 관심은 시스템 안에서의 전체 이득에 있다. 따라서 강한 이퀄라이제이션이 시스템에 유입되어 시스템의 이득량이 변하게 되면 어느 정도의 보상 레벨이 과부하를 막기 위해 필요해진다. 제한 증폭기(limiter amplifier)가 입력 레벨에 관계없이 일정한 출력 컨트롤을 위해 종종 사용되는데 보통 30에서 40dB의 레벨 피크(1 msec)에서 순간적으로 작동되고 릴리즈될 때까지 수초가 걸린다.
10) 이벤타이드 하모나이저
이벤타이드 하모나이저 (Eventide Harmonizer)는 다목적 아날로그 오디오 신호 처리기로서, 피치 변화, 시간 압신, 지연, 반향 효과, 프랜징(flanging), 시간 반전, 그리고 신호 반복 기능을 갖고 있다. 이것은 음악적 피치를 한 옥타브 올리거나 두 옥타브 내려 변화시킬 수 있다. 전면 패널 컨트롤은 네 개의 디지털 LED표시기에 표시되는 피치 비율을 맞춘다. 이벤타이드 하모나이저는 고조파 관계를 보존하고, 피치가 변화된 출력 신호를 합창과 화음 효과를 만들기 위해 입력 신호와 믹스할 수 있다. 시간 가속-감속 기법을 사용하는 모든 피치 변환기같이, 하모나이저에 의해 피치 변화가 이루어지는 동안 출력에서 글리치(glitch)가 생성된다. 하모나이저가 그 문제를 비록 최소화하기 위해 설계되기는 했지만, 상대적 가청도와 엄격성은 피치 비율과 오디오 신호의 본질에 달려있다. 이를 여러 유형의 음악에 사용하기 위해서는 얼마간 오퍼레이터의 경험이 필요하다. 하모나이저의 피치 변화 능력은 정상보다 빠르게 혹은 느리게 연주된 녹음피치를 정상화함으로써 시간압신에도 사용할 수 있다. 세가지 다른 주파수 컨트를 출력이 전문용 테이프 녹음기의 속도를 직접 변화시킬 수 있다.
하모나이저는 광범위한 지연효과와 공명(echo) 효과를 낼 수 있다. 두 개의 출력이 이용가능하고, 각각의 출력은 가변적인 400msec까지의 지연과 가변적인 피드백 레벨을 갖게 되므로 다중길이(multiple length) 반복이 가능하다. 또 피드백을 위한 이퀄라이즈 컨트롤이 있기 때문에, 선명한 오디오조건과 둔탁한 오디오 조건을 둘다 만들 수 있다. 피치 변화없이 피드백으로 짧은 시간을 지연하는 프랜징은 낮게 울리는 터널 효과를 제공한다. 타임 역회전 모드에서는 신호는 정상적으로 진입했다가 독특한 효과를 동반하면서 뒤로부터 출력된다. 신호반복은 400msec 간격으로 프로그램 슬라이스를 무제한으로 잡아서 반복한다.
디지털 세계에서의 오디오는 처리과정이 더욱 용이하다. 디지털 시스템에서 이퀄라이즈는 컴퓨터와 유사한 회로에 의해 자동적으로 수행된다. 디지털 콘솔의 모듈은 오디오 조작자가 지정하는 처리 기능을 수행하며, 콘솔의 컴퓨터 처리 동력에 의해서만 제한된다. 조작자는 디지털 음 샘플을 처리하는 소프트웨어 루틴의 명령을 선택함으로써 콘솔을 사용한다. 디지털 콘솔은 제 4장에서 논의한다. 디지털 처리 장비는 현재 피치 변환기, 시간-압축 장치, 그리고 디지털 지연, 반향 유니트와 같은 장비에서 볼 수 있다. 이러한조합 장치의 하나가 바로 야마하 SPX90II 디지털 다중효과 처리기이다.
SPX90II는 11개의 다른 오디오 처리 유형을 제공해 준다. 즉, 지연, 공명, 변조, 게이트, 피치, 정지(freeze), 팬, 진동(vibrato), 파라메트릭 EQ, 반향, 그리고 조기반사이다. 이 시스템은 반향효과를 위한 초기 1초의 시간을 제공한다. 반향은 보통 음악환경과 관련되어 있는데, 홀이나 강당 혹은 무대에서의 음 반사의 총체이다. 이러한 음 파장은 셀 수 없는 반사를 형성하고 배가시킨다. SPX90II는 조기반사를 제공하는데, 이는 원음 직후에 음 파장을 재창조하는 효과이다. 조기반사는 보컬이나 타악기 녹음에서 쓰이는, 신호에 현장감(presence)을 주는, '슬랩백(slapback)'효과와 유사하다.
이 시스템은 배가된 음을 위해 가변적인 좌우 채널 스테레오 신호 지연을 독립적으로 제공한다. SPX90II는 지연과 비슷하며 악기연주와 보칼 음악 모두 깊이를 더해 주는 공명을 역시 만들어 낸다. 반향이 부분적인 음 반사를 만들고 지연이 제한된 수의 신호 반복을 만들기는 하지만, 공명은 무제한으로 신호 반복을 만든다.
SPX90II를 가지고 주기적으로 변하는 증폭, 주파수, 입력 신호의 지연 시간에 의한 변조 효과가 가능하며, 스테레오 프랜징, 합창, 스테레오 위상 전음(tremolo), 그리고 교향악 효과가 모두 가능하다. SPX90II는 자동적으로 신호를 좌 우 스테레오 채널사이로 팬하는 자동 팬 프로그램도 가지고 있다. 팬 방향, 속도, 깊이는 프로그램 될 수 있다. SPX90II는 넓은 범위에 걸쳐 미세한 피치 변화 조정이 가능한 진동효과를 만들어낸다. 이 시스템은 또한 긴 신호의 짧은 세그먼트가 통과되거나 차단되도록 잡음 게이트 회로를 갖고 있다. 이 시스템은 또한 특정 레벨 이상의 신호만을 통과시키거나, 게이트가 개시된 후 이득이 점차적으로 증가하도록 게이트 효과(gating effect)를 역전시킬 수 있다. 게이트는 또한 발로 조작하는 스위치에 의해 개시될 수 있다. SPX90II는 게이팅과 반향을 결합하고, 네개의 다른 프로그램의 피치를 변화시킬 수 있어 하모나이저와 합창효과를 만들 수 있다.
이 시스템은 요구되는 재생을 위한 RAM 프로그램에서 2초까지 녹음을 허용하는 프리즈(Freeze) 프로그램을 갖고 있다. SPX90II는 입력 신호의 다이내믹 레인지가 감소되고, 낮은 입력 신호 레벨이 증가하고, 높은 입력 신호 레벨은 감소되는 과정인 압축기능을 갖고 있다. SPX90II는 파라메트릭 이퀄라이저 기능을 갖고 있다. 이 시스템은 먼저 사용한 30개의 효과를 선정할 수 있으며, 사용자가 프로그램할 수 있는 60개의 기억 위치를 갖는다.
우리는 실제로 왜곡 자체에 대해서는 고려하지 않은 채 오디오 왜곡을 교정하는 데 사용되는 방법과 장비에 대해 논의했다. 왜곡은 대개 두가지 이유중에 하나때문에 발생한다. 첫째는 조작자의 컨트를 조정 미숙인데, 과도하게 높은 오디오 레벨을 허용함으로써 신호 윗부분을 깎도록 회로를 과부하 시키는 것이다. 두번째 이유는 장비 회로의 미세한 변화이다. 장비의 수명, 열 혹은 파라미터 설계의 미세한 변동이 점진적으로 변화를 야기시킨다. 이들은 신호가 회로를 통해 통과될 때 원래의 순수한 신호를 변형시킨다.
왜곡은 유형에 따라 혼변조 왜곡(IMD), 전체적 고조파 왜곡(THD), 위상 왜곡, 그리고 주파수 왜곡으로 구분된다. 모든 아날로그 오디오 시스템은 항상 어느 정도의 모든 왜곡 유형을 갖고 있다. 잘 설계된 오디오 시스템은 왜곡의 최소치 (0.01%이하)를 유지한다. 왜곡을 절대 최소치로 유지하는 데는 능숙한 조작과 훌륭한 장비 유지가 첫째 조건이다.
1) 혼(混)변조 왜곡
최근의 오디오 서적에서 가장 자주 논의되는 왜곡 유형이 IMD(Intermodulation Distortion)이다. 이것은 시스템의 부분이 비선형 형태로 움직이기 시작할 때, 즉, 오디오 신호 피크의 정상이 클리핑 될 때 일어난다. 이를 플랫 토핑(flat topping)이라고 부른다. 이는 오디오 신호의 저주파수 요소를 같은 신호의 높은 주파수 요소로 변조시키는 원인이 된다. 변조는 추가적인, 원치않는신호 요소를 계속 만들어 원신호를 변화시키는 것이다
2) 위상 왜곡
오디오 신호의 모든 주파수 요소는 왜곡되지 않는 증폭을 위해 증폭기를 정확히 동시에 통과해야 한다. 만약 오디오 신호(주파수의 부분)의 일정 부분이 수백만분의 일초마다 남은 신호를 끌거나 밀기 위해 증폭기에서 변칙 이상을 초래한다면, 위상 왜곡(Phase Distortion)이 발생한다. 열과 수명에 의해 그 효과가 변하는 축전기(capacitor)는 실제로 높은 신호-주파수의 음절을, 그 음표의 관계를 충분히 변화시킬만큼 지연시킨다. 위상 왜곡은 시간 왜곡으로도 알려져 있다.
3) 주파수 왜곡
증폭기의 주파수 특성에 영향을 미치는 원 설계 파라미터가 실수나 변조에 의해 변경되면,증폭기를 통과하는 오디오 스펙트럼의 각 특정 주파수-그 증폭기의 전기적 부분인-는똑같이 증폭되지 않아서 주파수왜곡을 일으킨다. 주파수 왜곡은 종종출력에서 입력의 임피던스가 잘 맞지 않는 두개 혹은 그 이상의 전기적 장치가 같이 이어 맞추어지거나 매트릭스되어 발생한다.
4) 전체 고조파 왜곡
THD는 회로 자체의 미세한 진동이 시스템을 통과해 특정 주파수의 배수 혹은 약수화를 통해 발생한다. 고조파(harmonic)라고 부르는 이러한 배수는 신호 변화를 일으키는 원 주파수로부터 가감된다. 오디오 시스템에서 다른 자잘한 왜곡은 배선에서의 잘못된 땜질, 부주의한 배선 연결, 플러그, 잭, 기타 기계적 접촉 표면의 부식(산화), 장치의 변환자에 의해 픽업된 턴테이블 혹은 테이프 머신의 모터 굉음의 기계적 오디오학적 침전, 그리고 오디오 시스템에 근접해 있는 전송자로부터의 라디오 주파수 간섭에 그 원인이 있다
[출처] 제3장 오디오 신호 처리|작성자 미르
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