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Distortions in Audio Op-Amps and Their Effect on Listener Perception of Character and Quality

by Gaskell, Robert-Eric; Gaskell, Peter E.; Massenburg, George


AES 131st Convention (Oct. 2011), No. 8503


http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=16029


[초록 번역]


다양한 Op-Amp 토폴로지들은 자주 아날로그 오디오 장비에서 소리 특징에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨집니다. 이 논문에서는 오디오용 Op-amp들이 보통의 동작 범위에서 청감상으로 구별 가능한 왜곡 특성을 발생시키는지, 그리고 청감상 특성과 품질을 어떻게 변화하는지 알아봅니다. 본 연구에서, Op-Amp의 왜곡 특성은 증폭되는 반면 주파수 응답과 노이즈의 차이는 조심스럽게 조절되었습니다. 그리고 청감상 차이를 결정하기 위해 청취 테스트가 이뤄졌습니다. 또한 어떤 물리적 측정량이 청감상 특성과 품질 차이를 가장 잘 예상하는지 알아보기 위해, 청취테스트로 청취자의 선호도를 검사합니다.


-------------------


연구 결과를 요약하자면, Op-Amp의 왜곡 특성에 검지 가능한 경우가 존재했습니다. 검지 특성을 가장 잘 예상하는 측정량은 THD+N vs. 주파수 응답을 평균낸 것과 THD+N vs. 크기 응답을 평균낸 것이었고, 1kHz 사인파의 스펙트럼은 큰 역할을 하지 않았습니다. 한편 검지 가능한 Op-Amp 그룹 내에서 선호도 차이는 대부분 통계적으로 기각되었습니다만, 기각되지 않은 두 경우에서는 오히려 왜곡이 큰 쪽이 더 선호되었습니다. 또한 기각되지 않은 그룹 내에서도 왜곡이 큰 쪽이 더 선호되는 경향이 있었는데, 이는 디스토션이 큰 쪽이 더 큰 음량으로 인지되어 생기는 효과일 수 있습니다. 따라서 적어도 Op-Amp의 왜곡(THD)이 더 낮아질 수록 청취자의 선호도가 크다고 볼 수는 없다고 여겨집니다.


그러나 저자들은 상대적으로 왜곡을 크게 증폭하여 테스트를 진행하였고, 실제로 수많은 Op-Amp 스테이지를 거치는 사운드 제작 과정에 대해서는 좀 더 논의가 필요하다고 보고 있습니다. 또한 이 논문에서는 THD만 다루었는데, 그 외 다른 요인들이 청감상 특징에 어떤 기여를 하는지 후속 연구가 필요하다고 하며 논문을 마무리하고 있습니다.


뭐 역시나 싶은 결론이기는 합니다만, 기존의 지식을 다시 확인할 수 있었다는 점에서 의미가 있지 않나 싶습니다.


실용적으로는 Op-Amp 기반 파워 앰프나 헤드폰 앰프에서 0.1% 이하의 THD만 갖는다면 그 음질에 그리 신경 쓸 필요가 없다는 것, 그리고 저렴한 오디오용 Op-Amp를 고가의 Op-Amp로 교체한다고 해서 결코 음질이 개선된다고 보기 힘들다는 것 등의 시사점이 있겠습니다. 


THD 보다는 아무래도 노이즈 등의 기타 요인들이 더 중요하지 않나 싶군요. (사실 IMD에 관해서도 거의 마찬가지입니다. ㅎㅎ)

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아무리 훌륭한 음향기기라도 좋은 음악을 재생하지 못하면 아무런 의미가 없습니다.

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[_H__]밑힌자™

2012.07.29 17:35

흠... 해당 특성이 검지 가능하다면, 디스토션에 민감하고 그것을 지양하는 유저들도 분명 있는 것 같은데, 그런 사람들에게는 opamp바꿈질도 유의미하지 않을까요.


소개해주시는 논문 볼때마다 아리까리한게 '선호하다'라는 표현인 것 같다는 생각이 들어요. 이게 하이파이적이라는 이야기인지 아니면 단순히 좋게 들린다는 것인지... 

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헤비메탈할렐루야

2012.07.29 19:25
당연히 좋게 들린다는 쪽이지요(...)
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[_H__]밑힌자™

2012.07.29 20:17

그러니까 '하이파이적으로 좋게 들린다'가 아니라 '그냥 기분좋게 들린다'죠?

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당근

2012.07.29 20:34
구별이 가능하다는 것과 선호 차이가 있다는 건 매우 다른 일입니다. 선호는 물론 구별에 기반하지만 그렇다고 구별 가능한 게 선호 차이를 만든다고 볼 수는 없지요.

또한 하이파이는 마케팅 용어 내지는 가상의 개념이라고 보시는 게... 모든 주관적 평가는 선호를 기반으로 이루어집니다.

애초에 하이파이하게 들린다는 것 자체가 측정 불가능한 영역입니다. 그나마 훈련된 청취자 그룹의 선호도가 그와 가깝겠는데, 굳이 그런 청취자 그룹이 아니더라도 충분히 큰 청취자 숫자를 정하면 통계적으로 유사한 결과를 얻는 편입니다. (올리브 박사에 의하면 보통의 청(소)년들 역시 가장 왜곡이 적은 시스템을 선호했지요.)

어차피 통계처리를 해서 결과가 얻어지는만큼 하이파이하게 들리냐, 단순히 선호되냐 그런 구분은 무의미합니다.
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[_H__]밑힌자™

2012.07.30 00:51

하긴 애초에 플랫을 선호한다고 해서 그게 하이파이적이라고 하니... 대충 같은 말인가 봅니다.

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당근

2012.07.29 20:39

참고로 본 연구의 청취자 그룹은 충분히 오디오 엔지니어링 분야에서 훈련된 대학원생들이었습니다.

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