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03

2009-Mar

중급 이어폰 및 헤드폰의 측정방법

작성자: 토미™ 조회 수: 65800

요즘 Golden Ears를 방문하시는 분들이 부쩍 많아지다 보니 제가 작성을 한 글과 제가 테스트를 한 테스트 결과에 여러 가지 질문을 하시는 분들께서 많이 계시네요. 그런데 이러한 내용은 사실 대부분의 분들에게는 크게 도움이 되지 못한다고 생각이 되어서 제가 자세하게 알려드린 적이 없었는데요, 요즘은 몇몇 고수 분들께서도 방문을 해 주시니 이러한 심도 있는 질문이 많아진 것 같습니다.

지금까지는 개별 문의사항에 대하여 일일이 다 답변을 해 드렸는데, 저도 일이 있는지라 바쁘기 때문에 그냥 이렇게 관련 글을 하나 작성하기로 하였습니다. 진작에 이런 글을 올렸더라면 오해도 없었을 텐데 좀 늦은 감이 느껴지네요. 다 제 잘못이죠 뭐.

일단 이 게시물에서는 “이어폰 및 헤드폰의 측정방법”에 대하여 알려 드리고 연속된 별도의 게시물에서는 “RMAA를 사용한 DAP 또는 사운드 카드의 측정”에 대하여 말씀 드리겠습니다.


이어폰 및 헤드폰의 측정방법
이어폰 및 헤드폰의 측정에는 일반적으로 더미헤드라는 것이 사용됩니다. 더미헤드 관련해서는 몇몇 제조사들이 있는데 아래의 사진은 그 중 Head acoustics라는 회사의 제품입니다.


Head Acoustics의 인공헤드 제품


더미 헤드에 대하여 간단히 설명을 드리면 위의 사진과 같은 모형을 만들어 놓고 인공헤드의 머리 안에 인공적인 이도를 만들어 놓고 마이크를 장착하여 헤드폰 및 이어폰의 성능을 측정하는 장비입니다. 그리고 이런 제품들의 가격은 일반적으로 상당히 고가입니다. 대략 1년 전 환율이 대략 1000원 정도 할 때 궁금하여 가격을 알아보았는데 엄청나게 비싸더군요. 현재의 환율로 계산을 하면 정말 무시무시한 가격입니다. 정확하게 말을 할 수는 없지만 1년 전의 가격이 대략 중 대형차 한대의 가격이었습니다. 거기에 측정관련 소프트웨어를 추가하면 풀 옵션 가격으로 되었던 기억이 납니다.

그리고 이런 인공헤드 제품 보다는 약간 저렴한 아래와 같은 제품도 있습니다. 이 제품은 아래의 사진과 같이 인공 귀 모양을 만들어 놓고 거기에 이어폰 및 헤드폰을 연결하여 소리의 측정을 합니다.


GRAS의 Ear and Cheek Simulator Type 43AG


하지만 이런 제품들의 가격 역시 일반인들이 접할 수 있는 가격이 아니고 사용을 할 때에도 관련된 지식이 상당히 많이 있어야 합니다.


측정장비들의 Equalization
이러한 측정 장비들은 아무래도 사람들이 인공적으로 만든 것이라서 실제로 사람이 소리를 인지하는 것과는 차이가 발생을 합니다. 때문에 이러한 더미헤드의 제조회사에서는 Equalization을 사용하여 자기들 제품에 맞게 결과를 보정합니다. 즉 일단 사람의 귀 구조와 비슷하게 만들어서 측정을 한 후에 보정을 하여 사용을 하는 것이지요. (사실 현실적으로 정확한 측정이 불가능하니 이러한 방법이 실현 가능한 가장 최선의 방법인 것 같습니다.)

때문에 각각의 제품에는 사용을 하는 Equalization 특성이 있는데, 가장 대표적인 그래프는 아래의 2가지 그래프가 있습니다.


Head Acoustics사에서 사용을 하는 Equalization 곡선


위의 그래프에서 보이는 노란색의 DF(Diffused Field) 그래프는 쉽게 설명을 드리면 사람의 귀 구조에서 발생을 하는 공진 특성을 보상하는 그래프입니다. 즉 사람의 귀 구조는 3kHz 부근을 중심으로 소리가 공진을 하여 다른 주파수의 소리보다 더 크게 들리게 되므로 이를 측정할 때 이만큼의 특성을 낮추어 사용을 하는 것입니다.

그리고 GRAS의 Ear and Cheek Simulator Type 43AG에서는 아래와 같은 Equalization 곡선이 사용이 됩니다.

04.43AG EQ.jpg  



이 곡선을 보면 알 수 있는 사실은 인공적으로 만들어진 이도(또는 Ear Coupler) 즉 43AG와 같은제품을 사용하여 측정을 하면 고음의 특성이 작게 측정이 되는 것을 알 수가 있습니다. 때문에 위의 그래프와 같이 고음을 보강을 하여 사용을 하는 것입니다.


실측 데이터를 공개하는 사이트
헤드폰 및 이어폰을 실제로 측정을 하여 그 결과를 보여주고 있는 사이트가 몇 개가 되는데 그러한 사이트에서 사용을 하는 장비는 같은 제품도 있을 수가 있지만 다른 제품들도 있을 수가 있습니다. Head Acoustics, B&K, KEMAR와 같은 여러 가지 회사들이 있기 때문입니다.

흥미로운 점은 그러한 유명한(?) 회사에서 제작을 하는 장비는 모두 ISO인증을 받은 장비, 즉 국제적으로 공인된 장비임에도 서로의 장비에서 측정이 된 결과는 완벽하게 일치하지 않습니다. 이는 장비 고유의 특성일 수도 있고 측정 시에 잘 못 사용을 해서 그런 것 일수도 있습니다. 지금은 관련된 데이터가 지워졌지만 헤드룸 사이트의 측정치들은 DF특성을 반영하지 않고 ID특성을 반영한 결과를 올려 놓고 있기도 했었습니다.

그리고 그러한 장비에 따른 차이보다 더욱 차이가 많이 나는 부분은 측정하려는 제품을 인공헤드에 부착(연결)하는 경우에 발생을 하는 오차와 인이어 제품의 경우 측정에 사용이 된 이어팁의 형태에 따른 결과의 차이가 훨씬 크게 측정이 됩니다.
( 참고 : http://goldenears.net/board/23089 , http://goldenears.net/board/23143 )
때문에 정확한 테스트 결과를 알기 위해서는  여러 번의 부착과 탈착을 반복하여 측정결과의 평균치를 사용해야만 정확한 결과를 알 수가 있습니다.


Golden Ears에서는 어떻게 측정을 하나요?
Golden Ears에서는 자작을 한 더미헤드를 사용하여 이어폰 및 헤드폰 제품들의 특성을 알아보고 있습니다. 지금까지 여러 가지 면에서 도움을 주신 nalsse님, 산미천님 그리고 이름 공개를 거부하시는 한 분께 너무 감사를 드립니다. 꾸벅~~~.


실리콘 재질로 만든 모형 귀.


GoldenEars.net 에서 사용중인 실리콘 재질로 만든 더미헤드. (위의 모형 귀 사용)



현재 Golden Ears에서 사용을 하고 있는 EQ는 청감상의 느낌을 그대로 따르기 위하여 위에서 설명을 드린  RECD(43AG) EQ와 DF EQ를 모두 사용중이며, 데이터의 정확도를 위하여 ER-4P를 사용하여 여러 곳의 데이터와 비교를 해 보았습니다.


Etymotic Research ER-4P, GoldenEars.net의 측정결과
RECD + Difused Field EQ 적용


PC Magazine의 측정결과. (빨간색)


물론 Golden Ears에서 제작을 한 제품은 상용품이 아닌 자작품이므로 여러 사이트의 데이터들과 비교를 하면 당연히 차이가 있을 수 있습니다만, 10kHz이상의 결과는 설치를 할 때 발생을 하는 오차에 의하여 차이가 많이 나는 것을 감안하여 10kHz이하의 결과만을 비교하면 참고 삼아 다른 곳의 데이터와 비교를 할 정도의 정확도는 보여줄 수 있을 것 같습니다.

한가지 부탁드리고 싶은 점은 이어폰 및 헤드폰의 측정에는 위에서 설명을 드린 여러 가지 EQ의 특성이 있으므로 다른 사이트의 데이터와 비교를 하실 경우에는 각 사이트에서 사용이 되는 EQ의 종류를 알고 비교를 해 주셨으면 합니다. 헤드룸 사이트의 결과와 GoldenEars의 결과가 다르게 나왔다고 이거 왜 그래요? 이러시는 분은 안 계셨으면 하네요. 헤드룸 사이트의 EQ는 GoldenEars의 것과 상당히 경향이 다릅니다.

이 게시물과 연관된 게시물 (자동 검색 결과)
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zest

2009.05.06 07:35
여기 이런 글을 써도 되는지 모르겠습니다.
오늘 처음 가입한 Cowon S9 DMB 16G에 Western Labs UM1을 물려 쓰는 유저 입니다.
새벽에 Mp3를 들으려는데, 잡음이 들리는 거 같아 S9을 검색했는데, 우연히 이 사이트를 발견하게 되었습니다.
저도 우연찮게 이쪽 분야에 대한 관심이 급증했는데, goldenears.net을 만나게 되어 무척 받가웠습니다.
앞으로도 좋은 자료 많이 부탁드립니다. 꾸벅~~ ^^;
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케논데일

2009.07.21 14:34
새로온 새내기인데 여타 커뮤니티보다 좀심도깊은 전공 지식도 써주시고
그냥 그저 듣던 리시버를 알고 들을수 있으니 너무 좋은것같습니다
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#17

2009.09.29 04:28

더미씨-_-머리가 생각보다 각져있군요 하핫;. (다음의 모웹툰의 '네모군'이 생각납니다;)

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Rui

2010.01.13 01:04

이러한 실험의 결과로 측정치가 나오게 되는군요.

뭔가 어려운게 가득하니 측정치 그래프 자체는 사람이 느끼는 정도를 그대로 반영하게 된다는 정도만 알고 넘어가야겠네요ㅎㅎ


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Hoobas

2010.04.07 20:26

이런 방법으로 측정하는 거였군요 놀랍습니다.....

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Junior

2010.04.12 14:55
우와 .. 전 그래프를 봐도 뭐가 뭔지 전혀 모르는 초보자지만 이렇게 하는거였군요 잘봤습니다..
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polly

2010.08.08 19:55
 goldenears.net 에서 자작한 실리콘 재질로 만든 더미헤드 에서 
Brüel & Kjær의 Head and Torso Simulator Type 4128C 제품을 구입하여
테스트를 진행하면서 그내용이 바뀌않고 그대로 있군요......
변경된 내용으로 바꿔야 될것 같군요
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서니군

2010.08.27 14:00

얼마전 부터 이어폰과 헤드폰에 관심을 가지다 이곳을 알게 되서 어제 오늘 하루종일 정보만 읽다. 너무 감명받아 가입하게 됐습니다.^^
지금 읽어보니 이어폰과 헤드폰이 이런 엄청난? 작업으로 청음 작업을 하는거였군요..
좋은 정보 감사드리며 앞으로도 열심히 활동하겠습니다.^^

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sonoacoustic

2011.04.05 16:44
difuse field를 적용하기 위한 전제조건, "2 ~4 kHz 대역에서의 공진"이 귀의 어느부분에서 일어나는지를 확인해 보신 후,
헤드폰, 이어폰, 커널형 등,
어느 형태의 제품에 difuse field를 적용해야 하는지 생각해보시기 바랍니다.
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헤비메탈할렐루야

2011.08.03 01:50

Df에 관한 설명이 잘못된거 아닌가요?

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RyuN

2012.01.29 19:18

으앜 더미들 뭔가 징그럽게 생겼네요 ㄷㄷ

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풍신

2013.04.10 16:43

저도 RMAA로 헤드폰이나 이어폰을 Audio 성능을 측정해 보고 싶은데요

위에 파는 지그는 너무 비싸서 못살꺼 같구요 토미님께서 자체제작하신 제품은 어떻게 만드셧나요 ..

따라해 볼려는데 치수나 방법좀 알려 주세요.......

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