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골든이어스 테스트 방법. (휴대폰, DAPs, 앰프)

 


 

RMAA 소개
골든이어스에서 휴대폰, 앰프와 같은 기기의 음질 테스트(전기적인 신호)를 할 때에 RMAA (RightMark Audio Analyzer)라는 이름의 프로그램을 사용하여 측정을 합니다.

 

RMAA는 PC Base의 프로그램으로 PC의 오디오인터페이스(사운드카드)에 있는 A/D Converter를 사용하여 입력되는 테스트 신호를 분석 해 주는 프로그램입니다.

 

01.RMAA_pic.png

 

분석이 가능한 테스트 항목으로는 Frequency Response, Noise Level, Dynamic Range, Total Harmonic Distortion (THD), Intermod distortion(IMD)+Noise, Stereo crosstalk와 같은 항목들이 있습니다.

 

이러한 분석항목들은 일반적으로 음향기기의 음질평가에 사용을 하는 Audio Analyzer와 매우 유사한데, 둘 간의 차이가 있다면 RMAA는 PC에서 CPU를 사용하여 계산을 하고 Audio Analyzer는 하드웨어 자체적으로 계산을 한다는 점이 다릅니다.

 

참고.
동일한 회사의 Audio Analyzer라도 장비의 종류(주로 장비 내부의 A/D Converter의 성능차이)에 따라서 측정 가능한 범위가 달라지는데, 이러한 점은 RMAA가 사운드카드의 A/D Converter 성능에 영향을 많이 받는 것과 동일합니다.

 

 

 

02.No-Load_Test.png
RMAA는 PC의 사운드카드에 입력되는 신호를 기준으로 0dB (-10dBv 또는 +4dBu)의 좌표를 정하고 계산을 합니다. 그런데 휴대폰이나 DAP같은 기기들의 출력신호의 크기는 볼륨을 최대로 하여도 -10dBV에 못 미치는 경우가 거의 대부분입니다.

 

이런 경우 별도의 앰프를 사용하여 휴대폰 또는 DAP의 신호를 증폭하여 0dB로 맞춘 후에 테스트를 할 수도 있고, 휴대폰 또는 DAP의 신호를 증폭을 하지 않고 그대로 사용을 하여 측정을 하는 방법도 있습니다.

 

전자의 경우는 테스트가 용이한 장점이 있지만 제품의 측정 데이터가 별도로 사용을 하는 앰프의 성능에 영향을 받는다는 점과 그러한 영향의 정도가 제품마다 모두 다르다(제품마다 출력신호의 크기가 다르므로)는 점에서 정확도가 떨어지는 방법입니다.

 

그래서 골든이어스에서는 RMAA의 기준 신호보다 크기가 작은 휴대폰 및 DAP의 측정을 할 때에 는 추가적인 증폭을 하지 않는 대신 RMAA에서 측정 가능한 Noise Level을 내리기 위하여 24bit 모드로 측정을 합니다.

 

 

 

03.Load_Test.png
라인아웃 신호의 경우 대부분 다른 기기들과 연결이 되는데, 이 경우 연결되는 기기의 입력 임피던스 값은 대부분 매우 크기 때문에 RMAA에서 무부하 테스트를 진행한 결과와 실제의 음질은 거의 동일한 특성이 측정됩니다.

 

하지만 부하의 임피던스 크기가 작은 제품들과 연결되는 스피커 연결단자 혹은 헤드폰/이어폰 연결단자의 경우에는 무부하 테스트 결과와 실제로 느껴지는 음질과는 차이가 많이 발생합니다.

 

이렇게 차이가 발생하는 이유는 부하의 임피던스 크기가 작아지면 재생기기에서 흘려 보내야 하는 전류의 크기는 그에 정 비례하여 커져야 하는데, 이 때 여러 가지 이유(재생기기 전원부 용량의 한계 또는 OP AMP를 비롯한 증폭소자(BJT, FET)의 최대 허용전류의 한계)로, 늘어나는 전류의 크기는 일반적으로 정 비례하지 못합니다.

 

때문에 부하의 임피던스 크기가 작아지면 조금만 볼륨을 올려도 Clipping과 그로 인한 Distortion이 발생하기도 하는데, 이러한 현상은 무 부하 테스트 방법으로는 알 수가 없습니다.

 

때문에 골든이어스에서는 이어폰/헤드폰의 연결단자 혹은 스피커를 연결하는 스피커 출력단자와 같이 부하 테스트가 필요한 부분의 테스트에서는 부하를 연결한 상태로 측정을 합니다.

 

 

 

68e741d7d85399fcef3a8b6d3a457179.png 

 

13.Hardware.png

 

14.Software.png  

 

 

P.S. 1.

사이트 개편 작업을 하느라 예전에 작성했던 글을 정리중입니다.

 

P.S. 2.

부하 테스트(Loaded Test)와 무부하 테스트(Loadless Test)의 영어단어를 잘 모르겠는데, 정확한 용어를 아시는 분은 알려주시면 감사드리겠습니다. ^^

 

 

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[바보거지]준듸기

2011.08.19 16:59

무엇인가 했더니 정리한 글이군요!  이해하기 쉽네요 ㅎㅎ

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[거지]파파동

2011.08.19 17:30

unloaded test???

부하테스트가 loaded test라면 unloaded test,  load test라면 no-load test가 짝이 맞는게 아닐까 생각중임다. 확실한건 아니고요 ㅈㅅ

(프린스턴 더블 메이져 천재님께 문의드리는게 가장 확실할 텐데요..^^

제 생각엔 load test, no-load test가 문법상 더 맞는 거 같아서요....)

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터보

2011.08.19 18:09

엔진 분야에서도 load, no-load로 사용했던 걸로 기억합니다.

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토미™

2011.08.20 11:44

아주 예전에 책에서 load, no-load 라고 보았던 기억이 나는 것 같네요.

감사합니다. ^^

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안드로메다777호

2011.08.19 17:37

무부하 테스트라면 Unloaded Test 가 맞는 게 아닌가요 'ㅡ'??

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HBear

2011.08.19 23:07

요즘 뭔가 골든이어스 관련해서 하나씩 정리 하시는거 같네요.

글 잘 보고 갑니다. 항상 고생 많으십니다.

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[HD] 츠판

2011.08.23 14:09

이러한 세세한 부분을 귀로만 판단하려하니 제게는 어려운 숙제군요 ㅋ 

또다시 정독 해야 겠습니다. 

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당근

2011.08.24 11:48

어쩌다가 다시 가입하고 글을 씁니다. 몇가지 현재 측정 방식에 보완해야 할 부분이 있다 여겨져서요.


1. 사운드 카드의 헤드폰 단 유/무


사운드카드의 헤드폰 단이란 별도의 헤드폰 단이 있는 걸로 판단되지 않습니다. 대부분의 사운드카드는 라인아웃 출력단에 라인 드라이버를 내장하고 있고, 최근의 많은 사운드카드들은 라인 드라이버를 헤드폰 드라이버와 '겸용'으로 할 수 있도록 회로를 설계해놓습니다.

물론 모든 사운드카드가 그러한 것은 아니므로 해당 매뉴얼을 면밀히 읽어볼 필요가 있으며, 사운드카드에서 헤드폰 단을 내장하고 있다는 게 확인되었을 때, 헤드폰 단 테스트를 할 수 있을 겁니다.


2. 부하 테스트에 대한 문제


간혹 로드 테스트를 진행하다 보면 저임피던스 헤드폰에서는 THD나 IMD, 크로스토크가 과하게 나옵니다. 이 때 그러한 결과는 '앰프가 불완전함'을 뜻하지 않습니다. 그보다는 현재의 조작 상황까지 고려하여 '현재의 전압 수준에서는 저임피던스 헤드폰 구동 퍼포먼스가 좋지 못하다'로 엄격하게 판단해야 합니다. 왜냐면 다음과 같은 이유가 있기 때문에 그렇습니다.


1. RMAA의 기준 전압은 저임피던스 헤드폰에서는 '매우' 고출력. 즉, 실제 청감상의 상황과는 달리, 저임피던스 헤드폰 입장에서는 매우 큰 음압을 출력하게 되는 과잉된 전압

2. 헤드룸의 제한으로 인한 클리핑. 통상의 앰프는 전원전압 이상으로 전압(peak to peak)을 출력할 수 없고, 더불어서 부하의 임피던스가 작아질수록 더욱 출력전압의 폭이 작아짐.


따라서 이런 상황을 고려하지 않으면 실제 저임피던스 구동 특성에 관해서는 신뢰성 있는 결과를 얻기가 힘듭니다. 따라서 '음압'을 생각하여 출력 전압을 매칭해준 이후에 이를 기반으로 부하 테스트를 진행해주는 방법을 생각해볼 수 있습니다.

대부분의 헤드폰은 1mW를 기준으로 100dB SPL 내외의 음압감도를 가지고 작동하게 됩니다. (AKG K701이나 젠하이저 HD25 같은 경우는 제외) 따라서 1mW를 달성하는데 필요한 전압을 계산해내어서 이 전압을 기준으로 테스트를 진행하게 된다면 THD 및 IMD, 크로스토크가 보다 청감시의 상황과 비슷해집니다. 그러나 노이즈 레벨과 다이내믹 레인지 등이 일관될 수 없고 앰프의 출력이 변화하므로 '일관된' 테스트를 할 수가 없습니다.


아니면 THD vs. 출력 전압 그래프를 추가로 보여주는 방법도 있겠죠. 이렇게 해주면 부하에 인가되는 전압별로 THD의 변화를 알 수 있으니 제품의 출력 특성을 좀 더 명료하게 볼 수 있습니다. 특히 클리핑되는 지점(THD=1%)도 명확하게 확인해볼 수 있겠고요. 그러나 RMAA에는 이런 기능이 없으므로 AP 등의 전문 계측 장비가 필요하리라 생각됩니다.



3. 앰프의 오작동 테스트


물론 대개의 경우 큰 문제가 없습니다만 샘플의 오작동을 테스트해보는 것도 사실은 꽤 중요합니다. 이를 위해서는 방형파(square wave) 테스트가 필수적인데, 주로 고역의 발진을 테스트하게 됩니다. 더불어서 방형파 테스트를 하게 되면 제품의 slew rate 역시 알 수 있게 도비니다.



profile

당근

2011.08.24 12:05

첨언하자면 현재의 앰프/DAC 측정 방법은 크게 문제될 건 없습니다. 다만 완벽을 기하려면 고려할 게 몇가지 더 있어 보완하면 낫지 않을까, 하는 것이니 오해하지 않으셨으면 합니다.


이걸 이전의 일에 대한 '감정 표현'으로 받아들이시는 것만큼 무의미한 건 없을 거라고 봅니다.

profile

[_H__]밑힌자™

2011.08.24 12:09

전문계측장비 하니, 그 끔찍한 가격이 기억나는군요...


언젠가 골귀에서 고가 오실로스코프까지 장만하게 되는 그날이 오길;;;

profile

당근

2011.08.24 12:34

사실 가격이 좀 답이 없어서 권해드리기가 참 그렇습니다. (...)

profile

[_H__]밑힌자™

2011.08.24 16:36

이헤갤 능력자분들 중에서도 대여 가능하신 분이 계시면 좋을 텐데요...

profile

#17

2011.08.24 13:07

1번은 그냥 있는 구멍 다쑤셔봐도 상관은 없지 않을까요? ㅎㅎ;; 


라인드라이버와 헤드폰 드라이버가 겸용이라도 회로상 문제(?) 뭐 그런걸로 

둘의 차이가 생겨버릴 염려도 있지 않은지요. 

profile

당근

2011.08.24 14:53

뭐 당연히 안전 및 회로 보호 차원에서 전류 제한 기능은 다 있으므로 있는 구멍 다 쑤셔봐도 대개 문제 생길 일은 없...

그러나 혹시 모르니 확실한 게 좋죠. ㅎㅎ


보통 회로 구성에서 오디오용 라인 드라이버와 헤드폰 드라이버의 차이는 거의 출력 차이―특히 전류―에 있습니다.

(다만 PA로 가면 정확히 어떨지는 잘 모릅니다.)

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