2010-06-21

Smaart 사용법(5) - 스피커 이퀄라이징(최적화)

스피커 최적화 하기

1.시스템 설정


(참고)
  • 스피커에 대한 전달함수와 시간지연 값은 미리 구해서 저장해 놓아야 한다.
2. 이퀄라이저 연결

위 그림에서 1번으로 표시된 것과 같이 L채널에 이퀄라이저만을 연결한다. 만약 아날로그 EQ인 경우에는 내부 시간지연 값을 0으로 설정하고, 디지털 EQ인 경우 [Auto Sm]버튼으로 시간 지연값을 구한다.

3. 이퀄라이징
이퀄라이저의 주파수 응답을 스피커 주파수 응답의 역으로 설정하는 것이 목표이다. 즉, 스피커 주파수 응답의 마루와 골 부분을 역으로 EQ에서 설정해서 EQ+스피커의 주파수 응답에 전체적으로 평탄해지도록 만드는 것이다.

RR에 저장된 스피커의 주파수 응답을 띄우고 [dB+/-]버튼으로 대략 0dB근처로 맞춘후, 여기에 EQ의 주파수 응답을 겹쳐서 본다. [Swap]버튼으로 EQ의 응답을 보면서 스피커와 동일하게 골과 마루를 일치시키면 inverse필터를 적용한 것과 동일해 진다. 아래 그림은 EQ를 Swap한 후 스피커의 주파수 응답과 대략 일치시키는 과정을 보여준다.


최적화 후의 전체적인주파수 응답은 아래와 같다.

4. 주의 사항

  1. EQ로 특정 주파수를 증폭(boost)하는 것은 실제로는 잘 사용하지 않는 편이다. 증폭은 시스템을 불안정하게 만들 가능성이 크며, 스피커 주파수 응답의 골 부분은 실내의 전 영역에서 나타나는 현상이 아닐 수도 있기 때문이다. 골은 콤 필터 효과, 실내 모드, 스피커간의 간섭등에 의해서 실내의 일부분에서만 나타날 수도 있다.
  2. 큰 증폭이 필요하거나, 아주 좁은 주파수에서 필터가 필요한 경우는 EQ만으로 해결되지 않는 경우가 많다. 이때는 음향 조건, 크로스 오버 설정, 스피커 배치의 변경등이 필요하다.
  3. 통상적으로 넓은 범위의 주파수 피크(Q값이 낮은 경우)를 보정하는 경우에 EQ를 이용하는 것이 바람직하다.
  4. EQ를 이용해서 실내음향을 보정하는 경우 파라메트릭 EQ를 쓰는것이 좋다.

Smaart 사용법(4) - 스피커 측정

스마트를 이용해서 스피커를 측정하는 방법

1. 시스템 셋업

아래 그림과 같이 시스템을 연결하고, 입력 레벨등을 적절한 값으로 조정한다.


2. 임펄스 응답 측정하기


임펄스 응답을 측정하기 위해서는 [Impuse]버튼을 누르면 된다.



다음과 비슷한 화면이 나타난다.

측정 그래프의 x축의 단위는 시간이고, y축은 Log, Linear, ETC(Energy-Time Curve)의 3가지 모드를 선택해서 볼 수 있다.

3. 전달함수 측정하기

전달함수 측정을 위해서는 [Transfer]버튼을 눌러서 전달함수 측정 모드로 들어간다.
본격적인 측정에 앞서서 우선 스피커와 측정 마이크 사이의 시간 지연값을 알아야 한다.시간 지연의 측정은 [Auto Sm]버튼으로 한다.


[Auto Sm]은 Delay Auto-Locator Small의 약자로 background에서 임펄스 응답 측정을 통해서 시간 지연을 계산해 주는 기능이다. 결과 화면은 다음과 같다.
위의 경우에 시간지연은 2.29ms, 그리고 스피커와 마이크간의 거리는 2.58ft로 구해졌다. 이 시간 지연값을 전달함수 측정에 사용하고 싶으면 [Insert Delay]버튼을 누르면 된다.

*참고
  1. 시간지연값이 터무니없이 너무 길게 나온 경우에는 사운드 카드의 ref입력과 측정입력이 바뀌지 않았는지 확인한다.
  2. 시간지연값 설정은 Impulse측정화면에서 [Set Delay To Peak]버튼을 눌러도 동일한 동작을 한다.
  3. 시간지연값을 미리 preset으로 지정해 놓고 F6-F10버튼으로 불러서 사용할 수도 있다.시간지연 측정값 위의 [Delay]버튼을 누르면 다음과 같은 창이 뜨는데 여기에서 값을 입력해서 사용한다.

시간 지연값을 설정하면 주파수응답 곡선을 볼 수 있다.
 위쪽은 위상응답곡선이고 아래쪽은 진폭응답곡선이다.


 4. 저장하기


주파수 응답곡선을 Reference Register(이하 RR이라 부름)라고 불리는 곳에 저장할 수 있다. RR은 A,B,C,D,E의 5개의 그룹이 있으며, 각 그룹마다 4개의 저장공간이 있다.
  • 저장하기 : 저장할 곳의 버튼 누름 -> [Capture]버튼 누름
  • 저장된 플롯 보지 않기 : 그룹 버튼(A~E)누름
파일로 저장하기 위해서는 [Info]버튼을 누르고 나오는 대화상자에서 저장한다. 확장자는 RR 1개씩 저장하는 경우에는 *.ref이고, 그룹 전체를 저장하는 경우에는 *.rgp이다.

캡춰된 그래프가 나오는 경우에는 dB+/-에 나오는 색상은 RR의 색상과 일치하도록 디스플레이 된다.(즉, RR에 저장된 그래프가 녹색인 경우 dB+/-의 숫자 색상도 녹색)

2010-06-17

Smaart 사용법(3) - 아날로그 장비의 전달함수 측정

Smaart를 이용해서 아날로그 장비의 전달함수(Transfer Function)를 측정하는 방법이다. 엄밀한 의미에서 Smaart에서 측정하는 것은 전달함수가 아니라 시스템의 주파수 응답(frequency response)이다.

시스템 구성
주파수 응답을 측정하기 위해서는 다음과 같이 시스템을 구성한다.


스마트는 L채널을 측정 채널로 이용하고, R채널을 기준 신호 채널로 이용한다. 그림에서 R채널은 특별한 장비의 연결없이 단순히 출력으로 나간 신호를 입력으로 다시 연결하고 있다. 즉, R채널로 나간 신호는 변형 없이 그대로 입력으로 다시 들어오는 반면에, L채널로 나간 신호는 장비를 거치면서 변형되어 L입력으로 들어온다. 이 두 신호를 비교해서 입력 신호가 장비에 의해서 증폭/감쇄된 양을 구할 수 있다.

측정 방법

  1. 신호 발생기 [Gen]버튼을 활성화 시켜서 컴퓨터에서 측정 신호를 발생시킨다. 신호의 레벨은 -6dB 정도가 경험상 가장 적합한 값이다.
  2. [ON], [Transfer]버튼을 클릭한다. 
  3. [dB +/-] 버튼으로 세로축의 위치를 조절한다.
  4. 필요한 경우 [Phase] 버튼으로 위상 정보를 디스플레이 한다.

시간지연
아날로그 장비는 시간 지연이 무시할 수 있을 정도이기 때문에 현재와 같이 측정해도 관계없다. 그러나 디지털 장비, 스피커, 실내 전달함수 등을 측정하는 경우에는 시간 지연이 발생하기 때문에 측정전에 시간 지연값을 구해서 보정해주는 절차를 꼭 거쳐야 한다.

Smaart 사용법(2) - RTA

Smaart를 실시간 스펙트럼 분석기(Real-Time Spectrum Analyzer) 즉, RTA로 이용하는 경우 사용법이다.

측정 시스템 구성
다음과 같이 시스템을 구성한다. 여기에서 믹싱 콘솔은 없어도 상관없다.



Smaart 설정

[ON] 버튼을 누르면 Smaart가 작동을 시작한다. [Spectrum] 버튼을 선택하면 화면에 현재 마이크로 입력되는 사운드의 주파수 스펙트럼이 실시간으로 나타난다.



RTA모드에서 선택사항

  • Scale 메뉴 : 그래프 주파수 축의 해상도를 설정한다. 옥타브 단위 뿐만 아니라 linear, log스케일 선택도 가능하다.
  • Avg 메뉴 : FFT 계산시 Averaging과 weighting을 설정한다.
  • dB +/- : 설정한 값만큼 더하거나 빼서 그래프를 상하로 수평이동 시킨다.
  • Mag Th :
  • Weight : 웨이팅 선택 


Spectrogram 보기
스펙트로그램을 보기 위해서는 [Spectro]버튼을 활성화 시킨다.

SPL 보기
음압 변화 그래프를 보기 위해서는 [SPL]버튼을 활성화 시킨다. 정확한 값을 얻기 위해서는 사전에 음량계를 이용해서 값을 보정해야 한다.

Smaart 사용법(1) - 기본 설정

스마트 간략한 사용법
 
[참고] Getting Started with SmaartLive: Basic Measurement Setup and Procedures 링크



1. Soundcard 선택 및 설정

PC에 외장 사운드 카드를 연결해서 사용하는 경우 Menu > Options > Devices에서 Wave In, Wave Out을 사용하고자 하는 사운드 카드로 선택한다.




2. 컴퓨터 믹서 설정
윈도우의 제어판에서 Line-in 입력과 Wave Output출력을 활성화 시키고 적절하게 볼륨을 조절한다.


3. 측정신호 발생기의 음량

신호 발생기를 사용하는 경우 잡음의 영향을 최소화하기 위해서는 장비에 손상을 주지 않고 클리핑이 일어나지 않는 범위내에서 가능하면 큰 음량을 사용하는 것이 좋다.


4. 입력 레벨

입력 레벨은 피크가 일어나지 않도록 조절해야 하며, 대부분의 경우 -12dB~-6dB범위를 입력을 기준으로 잡는것이 일반적이다.

Smaart 기능

Smaart의 기능은 다음과 같다.

Spectrum Mode
음향 신호의 주파수 특성(스펙트럼)을 실시간으로 볼 수 있는 모드이다. 주요 기능은 다음과 같다.

  • 실시간 스펙트럼 
  • Spectrograph 
  • SPL

Transfer Function Mode
실시간으로 전달함수의 진폭특성과 위상특성을 볼 수 있는 모드이다. 주요 기능은 다음과 같다.

  • 실시간 진폭특성, 위상특성
  • 실시간 coherence


Impulse Mode
임펄스 응답 측정을 위한 모드이다. 주요 기능은 다음과 같다.

  • 임펄스 응답 디스플레이
  • 지연 시간 자동 계산

2010-05-12

디지털 음향 관련 소프트웨어

NCH - Wavepad등 음향 편집 프로그램. 무료버전 제공

2010-01-25

FFT에서 사용하는 윈도우의 특성 요약

FFT와 Digital Filter Design에서 사용하는 window의 특성들을 요약해 놓은 문서



디지털 음악이 인체에 해로운가?

아래 링크에 흥미로운 내용이 실렸다.

아날로그와 디지털에 대한 근거없는 맹신과 주장에 대한 과학적이라기 보다는 상식적인 접근이다. 즉, 모든 주장에 대해서는 신뢰할 만한 근거를 제시해야 한다는 것이다.

http://goldenears.net/board/?mid=ST_KnowledgeBase_M&page=2&document_srl=26758

2010-01-22

음향측정프로그램들

PC의 사운드 카드를 이용한 PC기반의 음향기기 및 음향신호에 대한 측정 소프트웨어들이다.

RMAA : http://audio.rightmark.org/index_new.shtml

PC기반 음향측정에 필요한 것들

과거에는 음향 측정을 위해서는 전용의 장비가 필요했었지만, 최근 컴퓨터의 사양이 좋아짐에 따라 노트북이나 PC에 프로그램만을 설치해서 음향 측정을 할 수 있게 되었다. PC를 이용해서 음향 측정을 하기 위해서 필요한 것들은 다음과 같다.

  1. 측정용 마이크 
  2. 팬텀 파워
  3. 사운드 카드
  4. 컴퓨터
  5. 측정용 프로그램
  6. 각종 케이블



1. 측정용 마이크(Measurement Microphone)


음향 신호의 측정을 위해서는 전용의 마이크가 필요하다. 측정 전용 마이크는 노래방이나 가정에서 사용하는 마이크에 비해서 훨씬 정밀하게 음향 신호를 전기 신호로 바꿔주며, 마이크 자체의 음색 변화나 주파수에 따른 소리 크기의 변화가 매우 적다는 특징이 있다.  측정용 마이크와 일반적인 마이크의 주파수 응답 곡선을 보면 측정용은 거의 전 주파수 영역에서 평탄한 특성인 반면에 일반적인 보컬이나 악기용 마이크는 특정 주파수 영역이 강조되는 것을 볼 수 있다. 일반 보컬이나 악기용 마이크를 측정용으로 사용하면 잘못된 측정 결과를 얻을 수 있기 때문에 반드시 측정용 마이크를 사용해야 한다.


SM58 Frequency Response


측정용 마이크의 특징은 다음과 같다.
  • 평탄한 주파수 응답 특성을 가지고 있다.
  • 측정용 마이크는 무지향성이다.
  • 일렉트레드 콘덴서형이 대부분이기 때문에 팬텀 파워가 필요하다.

측정용 마이크의 가격은 천차만별이며 가격에 비례해서 (당연히) 정밀도가 높다고 할 수 있다. 아래는 몇몇 측정용 마이크의 사진들이다. 
ippinkan님이 촬영한 Bheringer EMC8000.
Bheringer EMC8000
AUDIX ( オーディックス )  / TR40A  
Audix TR-40A


Earthwork M50




2. 팬텀파워(Phantom power)


대부분의 측정용 마이크는 일렉트레드 콘덴서 형이다. 이 타입의 마이크는 dc전원을 공급해야 작동하기 때문에 별도의 전원이 필요하다. 이를 팬텀파워라고 하며, 크게 다음과 같은 3가지 형태로 나눌 수 있다. 노트북을 사용해서 측정하는 경우에는 3번째의 외장형 사운드 카드에 내장된 팬텀파워를 사용하는 것이 가장 편리하며, 일반적으로 가장 선호되는 방식이다.

  • 전용의 팬텀파워
  • 믹서에 내장된 팬텀파워
  • 외장형 사운드 카드에 내장된 팬텀파워

3. 사운드 카드(Sound Card)
2개의 독립된 라인 입력단과 출력단을 가진 사운드 카드가 필요하다. 컴퓨터나 노트북에 내장된것 보다는 외장형에 팬텀파워를 지원하는 USB타입을 사용하는 것이 편리하다. PCMCIA나 Firewire(IEEE1394) 인터페이스를 가진 것들도 있다.

4. 컴퓨터
자유롭게 이동하면서 측정하는 경우가 많기 때문에 대부분 노트북을 사용한다.

5. 측정용 프로그램
다양한 측정용 프로그램이 있으며, 각각 특징이 있기 때문에 자신의 측정 환경과 목적에 맞는 제품을 사용해야 한다. 즉, 음향 공간을 측정할 것인지 아니면 스피커나 음향 기기를 주로 측정할 것인지에 따라서 선택이 달라질 수 있다. Smaart, RMAA, ARTA등등이 있다.

6. 각종 케이블
사운드 카드와 마이크등을 연결하기 위한 케이블이 필요하다.