BOPBOY's JAZZ BAKERY


<49> 세번째로 배우는 일렉트릭 기타 [1]
<50> 세번째로 배우는 일렉트릭 기타 [2] 에 이어서

이전 글에서는 "입력→처리→출력" 과정을 거치는 장비는 대부분 입출력과 관계된 스펙이 있다고 했습니다. 이펙트도 스펙이 있고, 픽업도 스펙이 있고, 물론 앰프도 스펙이 있죠.


이것은 Roland 사의 Micro Cube 라는 미니 앰프의 스펙입니다. input level = -10 dBu 정도, output power = 2W 라고 나와 있네요. 이전 글에서도 "max. output level = 0 dBm, max. gain = 30 dB", "input level = -20dBm, max. output level = +5dBm 또는 20mW" 같은 내용들이 나왔었죠.

그렇다면 도대체 이것들이 의미하는 것은 무엇일까요. 거의 모든 장비는 전기회로로 구성되어 있기 때문에 회로 이론에 대한 지식이 있다면 스펙을 쉽게 이해할 수도 있겠지만 보통은 그런 지식까지 알기는 어렵습니다. 그렇다고 전혀 모르고 사용하는 것도 좀 아닌 것 같고, 대충이라도 그런거구나 하는 정도만 알아두어도 큰 도움이 되지 않을까 싶네요. 일단 사용되는 단위부터 한번 알아보죠.

dB (Decibel)

'데시벨'은 음향학이나 전자공학 등에서 사용되는 단위로 두 값의 비율을 나타냅니다. 전화를 발명했다는 알렉산더 그레이엄 벨 이름에서 유래한 단위죠. 원래는 Bel 이라고 해서 두 값을 X, Y 라고 한다면 그 비율에 로그 (logarithm) 을 취한 것, 즉 Bel = log (Y/X) 이 됩니다. 고딩 수학 시간 기억나나요. 밑이 10 인 상용로그. log 1 = 0, log 10 = 1 이었죠.

그런데 'Deci' 는 '1/10' 을 의미하므로 Decibel 이란 Bel 의 1/10 을 의미하죠. 그러니까 dB = 10 * log (Y/X) 가 되는 것입니다. 1 Bel = 10 dB 라는 것이죠. 말하자면 cm 가 아니라 mm 단위를 사용하겠다는 것이고 0.5 cm 로 표현하기보다는 5 mm 로 표현하겠다는 것이죠.

하여간 dB 은 두 값의 비율을 의미합니다. Y = 100 * X 이면 20 dB 가 되고 Y = 10,000 * X 이면 40 dB 가 되죠. 즉 100 배 증가하면 더하기 20, 10,000 배 증가하면 더하기 40. 로그는 아주 큰 비율의 수치들을 산술적으로 쉽게 풀어주는 효율적인 연산 방식입니다.

인간의 귀도 소리를 로그처럼 인지한다고 하죠. 물리학적으로는 100 배, 1,000 배 증가해도 귀에는 + 2, + 3 정도로 인식이 된다는 것입니다. 고딩 수학시간에 log 2 = 0.3010, log 3 = 0.4771 을 외우던 기억이 나네요. 따라서 출력이 입력의 2 배라면 gain = 3 dB, 3 배라면 gain = 4.8 dB 라고 나타낼 수 있는 것입니다.

dBm

와트 (Watt) 라는 단위가 있죠. 전기 회로에서 전력 (Power) 를 나타냅니다. 그래서 dBW 라고 하면 1 W 를 기준으로 한 dB 값을 의미하죠. 1 W 면 0 dBW, 10 W 면 10 dBW, 100W 면 20dBW 가 됩니다. 하지만 dBW 는 거의 사용하지 않고 1 mW 를 기준으로 한 dBm 을 사용하죠. 즉 dBm = 10 * log (P2/1mW) 가 됩니다. P2 = 1 mW 라면, 0 dBm, P2 = 2 mW 라면 3dBm, 3mW 라면 4.8 dBm 이 되겠네요.

dBu

그런데 앰프와 스피커를 제외한 대부분의 음향 장비에서는 전력보다는 전압 (voltage) 레벨을 사용합니다. 따라서 파워 비율을 나타내는 dBm 말고 전압의 비율을 나타내는 새로운 dB 단위가 필요하죠. 그래서 나온 것이 dBu (또는 dBv 라고도 함) 라는 것입니다.

회로 이론 기초 지식에 해당하는 공식 중 이런 것이 있죠. 옴의 법칙 (V = I * R) 을 이용하여 전력을 구하는 것으로 "전력 = 전압 * 전류 = 전압의 제곱 / 저항" 그래서 "P = V^2 / R" 이 됩니다. dBm = 10 * log (P2/P1) 에 이것을 그대로 대입하면 dBu = 20 * log (V2/V1) 이 된다는 것이죠. V2 = V1 이면 0 dBu, V2 = 2 * V1 이면 6 dBu 가 되겠네요.

V = root (PR) 이므로 P = 1 mW, 이고 R = 600 ohm 인 경우 V = 0.775 V 라는 값이 나옵니다. dBm 을 1 mW 기준으로 본면 dBu 는 0.775V 라는 값을 기준으로 삼게 되죠. 그렇다면 위 스펙에서 input level 이 -10 dBu 라는 것은 -10 = 20 * log (Vi/0.775) 라는 것이고 여기서 Vi 를 구해 보면 Vi = 245 mV 가 됩니다.

또한 단순하게 생각해서 gain = 30 dB 라는 것은 1,000 배까지 레벨을 높일 수 있다는 의미이며, 최대 아웃풋 레벨이 0 dBm 이라는 것은 1 mW 파워 출력이라는 의미이죠.


2010년 2월 24일 작성

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