마이크 프리앰프 임피던스 매칭 (임피던스 브릿징)

안녕하세요~? 인디뮤지션 주영(3-0210)입니다~^^

오늘은 외국사이트들에서도 제대로 정리되지 않은 주제라 안그래도 한번 소개해 드리려고 하던 차에,

큐오넷이라는 사이트에서 마이크 임피던스 매칭에 대한 좋은 질문을 보아

답변도 작성할 겸 좀 더 정리해서 블로그에 올려봅니다~

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일단, 시작하기 전에 먼저 짚고 넘어갈게 있습니다.

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마이크 임피던스 매칭이라는 말은 사실 잘못된 말입니다.

임피던스 매칭은 앰프를 사용하지 않는 두회로에서 전력손실을 최대한 줄이기위해 임피던스를 같은 값으로 만들어주는 것을 말합니다.

원래는 Impedance Bridge, Impedance Bridging등으로 불러야 맞는 말입니다.

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하지만, 언어의 사회성이라고도 하죠..

너무나 많이들 그렇게 써서 우리나라 뿐만 아니라 외국에 까지 업계 용어로 굳어져 버렸습니다.

뭐 어쨌든 말만 통하면 되니까요~^^

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그럼, 시작해볼까요?

 

 

마이크 팬텀파워

예전에 콘덴서 마이크 원리를 올리면서 팬텀파워에 대해 간단하게 말씀드렸던 것으로 기억합니다.

팬텀파워를 통해 마이크의 진동판에 +,- 전하를 분포시켜주고, 소리를 받아들이면서 전하들의 움직임 때문에

전압차를 만들어 줍니다.

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자 그럼, 이 만들어진 전압은 mV단위라 증폭시켜 주어야 비로소 들을 수 있는 소리를 만들어 줄 수 있는데,

이때 사용하는 것이 바로 마이크 프리앰프입니다.

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마이크 프리앰프

딱딱 정확하게 나누어 떨어지는 건 아니지만,

설명을 위해 간단히 요약하면 프리앰프는 총 3가지 회로로 구성되어 있습니다.

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1) 마이크의 출력을 받는 입력회로

2) 전압을 증폭시키는 증폭회로

3) 신호를 출력하는 출력회로

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이 중에서 임피던스 매칭을 위해 봐야하는 것은 입력회로의 임피던스입니다.

 

출처 : Wikipedia

 

위의 회로는 마이크와 프리앰프를 연결한 것을 회로도로 간단하게 표현한 것 입니다.

ZS를 마이크의 임피던스로, ZL을 프리앰프의 인풋 임피던스로 생각하시면 됩니다.

또, VS는 마이크에서 소리로 인해 발생한 전압으로 생각하시면 되겠습니다.

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회로도를 보시는게 약간은 어려우실수도 겠지만, 굉장히 간단하게 설명을 드리자면,

마이크의 임피던스(ZS)와 프리앰프의 입력 임피던스(ZL)는 직렬로 연결되어 있어

마이크의 소리로 인해 만들어진 전압(VS)을 임피던스끼리의 비율만큼 나누어 가지게 됩니다.

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조금 더 간단히 말해서 100옴의 임피던스를 가진 마이크에

400옴의 임피던스를 가진 프리앰프를 연결한다면, 프리앰프가 마이크에서 생성한 80%의 전압을 가져가게 되지요

같은 마이크에 900옴의 임피던스를 가진 프리앰프를 연결한다면 프리앰프라 90%의 전압을 가져가게 됩니다.

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여기서 전기의 출력(P, Power)값은 전압의 제곱을 임피던스로 나눈 값과 같으므로

프리앰프의 입력회로가 가지는 전력값(PL)은

 

위 수식처럼 나타내 줄 수 있습니다.

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VL은 위에서 말씀드렸듯이 서로의 임피던스의 비율로서 나눠가지는 프리앰프의 전압이므로

프리앰프의 입력회로가 가지는 전력값도 마찬가지로 임피던스의 비율로서 나눠가지게 됩니다.

다시말해 위의 문장을

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400옴의 임피던스를 가진 프리앰프를 연결한다면, 프리앰프가 마이크에서 생성한 80%의 '전력'을 가져가게 되지요

같은 마이크에 900옴의 임피던스를 가진 프리앰프를 연결한다면 프리앰프라 90%의 '전력'을 가져가게 됩니다.

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라고도 바꿔 말할 수 있겠습니다.

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결국, 이렇게 받은 전압, 즉 전력을 증폭시켜서 우리가 들릴 수 있게 만들어주는 것이므로

임피던스가 높으면 높을수록 출력량이 훨씬 유리하게 됩니다.

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따라서 마이크에 연결하는 프리앰프는 높은 임피던스를 권장합니다.

노이만사는 마이크의 5배 이상의 임피던스를 가진 프리앰프와 매칭을 시키라고 권장하고 있기도 하죠.

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자, 그럼 조금 더 깊게 들어가 보겠습니다.

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프리앰프의 임피던스를 낮게 해서 앰프의 증폭량을 늘려 소리를 키우는 것과

임피던스를 높게 해서 처음부터 큰 소리로 받는 것

둘은 무슨 차이가 있을까요?

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THD (Total Harmonic Distortion)

프리앰프에는 색채가 있다고들 말합니다.

이러한 색채는 소리를 증폭시킬 때 사용하는 트랜지스터나 진공관 때문에 생기게 됩니다.

이 친구들이 소리에 배음을 추가해서 THD라고 불리는 Total Harmonic Distortion이 발생하게 됩니다.

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트랜지스터와 진공관을 이용하면, 증폭하는 양에 따라서 첨가되는 배음의 양도 달라지게 됩니다.

(2nd, 3rd, 4th...등등 배음 종류에 따라서도 달라지게 되구요..)

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배음마다도, 진공관종류나 트랜지스터 마다도 정말 특징이 다 다릅니다만,

이런 THD는 소리를 크게 증폭시킬수록 대부분 커지는 특성이 있습니다.

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결국 작은 소리를 키우게 되면 큰소리 보다도 색채감이 짙어진다고 볼 수 있겠습니다.

이런 색채감이 너무 짙어지면 디스토션에 가까운 소리가 들리게 되어 사용하지 못하고,

마이크의 Floor Noise도 덩달아 배음 왜곡이 생기게 되면서 노이즈가 같이 쑥~ 하고 올라오게 됩니다.

(이는 마이크로 유명한 회사인 노이만사가 프리앰프의 인풋 임피던스를 마이크 임피던스의 5배 이상으로 사용하라고 권고하는 이유이기도 합니다)

 

전에 ISA One 리뷰를 쓰면서 안쓰고 있던 사진입니다. 심심할까봐 넣었습니다~^^

 

결론!

결국 하고 싶었던 얘기는 왜 사람들이 높은 임피던스의 프리앰프를 사용하라고 하는지 였습니다.

정리하자면,

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1) 음량확보에 더 용이하고

2) 심한 색채감으로 디스토션에 가까운 소리가 나는 것을 방지하고

3) 노이즈의 왜곡으로 나중에 처리하기 힘든 것을 방지하기 위해서

입니다.

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하지만, 프리앰프의 색채를 많이 살리고 싶다면 낮은 임피던스로 차차 실험해 보시면 되겠습니다~^^

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정리하는 것도 참 일이네요..ㅜㅠ

글 작성하느라 시간이 훌~쩍하고 다 가버렸습니다...ㅜㅠ

재미있게 보셨다면 좋겠습니다~

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그럼 다음글에서 뵙겠습니다~^^