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스마트폰&오디오

소리의 해상도의 증가는 곧 스피커가 소모하는 전류량의 증가다.

 

 

스피커가 소리를 내는 원리는 간단하다
오디오로부터 전기 신호를 공급받고 전자기적 힘을 이용하여 물체를 진동시킴으로써 소리를 발생 시킨다.

이 때

소리의 해상도가 증가한다라는 말은
원음이 품고있는 무수한 파장들을 남김없이 표현한다는 말과 동의어인 것이고

이 때 기준의 프리앰프란
기준의 볼륨값 즉 적정 볼륨 폭을 의미하는데

이 기준의 볼륨의 크기 안에서
표현해야 할 소리의 양이 증가한다는 말인 것이지 소리의 크기가 커진다는 의미가 아니다.

가령

같은 크기의 볼륨 안에서

1. 물소리 하나만 표현할 때와
(오브젝트 1 소모 전류 1 소모전류는 스피커의 정격 입력 감도 1)

※ 입력감도란 스피커가 특정 데시벨 크기의 음량을 발휘하는데 소모되는 전류량

2. 물소리에 새소리까지 표현할 때와

(오브젝트 2 소모 전류 2 -오브젝트 숫자 만큼 스피커는 별도의 입력감도를 요구하게 됨
입력감도가 충족되지 않은 오브젝트를 표현하는 것이 가능한 스피커는 지구상에 없음)
(모든 신호의 출력은 오로지 입력된 신호에 한하여서만 출력이 가능하며 입력되지 않은 신호는 표출이 불가능)

(전자 신호로 무엇인가를 디테일하게 표현한다라는 것은 디테일이 정밀하면 정밀할 수록 표현해야 할 오브젝트의 총 량이 폭증하는 결과로 이어지는데 이때 신호가 출력이 되기 위한 최소 정격 출력값을 넘는 입력감도가 충족이 되어야만 그것이 신호로써 소리로써 오브젝트가 온전히 표출이 되는 것이므로)

(결국 최소 입력감도 1 부터 최대 입력감도 100 조 사이의 완전한 랜덤 사이즈의 요구 전력 크기 × 표현해야 할 오브젝트의 총 숫자 만큼의 전류량이 반드시 증가하게 됨)

3. 물소리에 새소리 바람소리 낙엽이 버석거리는 소리에 주변에 두런거리는 모든 소리들에 삼라 만상의 모든 자연이 표출하는 모든 소리들 까지 남김없이 모조리 표현 할 때

(오브젝트 수 3 ~ 무한대)

(요구되는 최소 입력감도 이상의 어떤 기준을 충족하는 전류 량이 3 ~ 무한대까지 폭증할 수 있음 )

(이때 볼륨의 크기의 기준이 되는 기준 프리앰프 즉 전체 회로의 전체 전압은 변하지 않기 때문에 결론적으로 스피커의 최종 볼륨의 사이즈는 그대로인데 표현해야 할 오브젝트의 총 량만 증가하는 원리임)

(그럼으로써 원음의 디테일을 온전히 표현 할 수 있게 됨)

(이론상 원음의 표현을 위하여 -원음 파장 데이터를 완벽하게 복원하기 위해서 -요구되는 데이터의 총량은 사실상 무한대임)

(그러나 사람의 청각을 기준으로 삼을 경우 신호대비잡음비와 스피커 실제 다이내믹레인지가 130 데시벨을 초과할 경우 사람은 원음과 복사되고 변형된 음파를 사람의 청각에 의존하여서는 절대 구분할수가 없게 됨)

(지속적으로 포스팅이 작성되는 이유중 하나)

(화면의 전체 해상도가 증가 할 때 컴퓨터 그림판으로 그린 곡선상의 계단 형태의 수많은 직사각형 잡음 성분들이 점차 축소되다가 어느 시점 어느 임계점 이하로 잡음이 축소 되면 실제 원본 곡선과 그림판 곡선의 차이를 육안으로는 더는 구분 하는 것이 불가능 하게 되는 일련의 변화의 양상과 정확히 일치하는 현상)

(이 때 아주 정밀한 단 하나의 곡선의 창출을 위해서 전체 픽셀의 총 숫자를 10배 100배 1000 배 만배 억배 조 배 경배 까지 증가시키게 된다는 뜻이다.)
(오디오에서 앰프가 가장 핵심적인 부품이 되는 이유 컴프레서는 오디오 하드웨어의 정점)

(화면의 해상도를 점차 증가시키는 것은 누구나 다 실험이 가능하다)

(당연히 거대 기업들은 아예 모니터 해상도 한계점 그 자체를 업그레이드 할 수 있다. 기존과는 다른 제품으로 )

(스피커도 업그레이드 된 스피커들이 분명히 있지만 주파수 응답 범위가 가청 주파수 대역폭 기준을 충족하는 스피커들은 입력감도의 우수함의 정도에 따라서도 최종 출력 결과물의 해상도가 가변할 수 있다.)

(모니터 해상도 증가와 비슷한데 스피커 해상도 증가는 사용자의 체감상으론 제품의 업그레이드 수준에 육박할 만큼의 현격한 체감상 차이를 준다.)

(스피커는 입력감도의 신호의 우수함에 따라서 거의.모니터의.화면 해상도가 제조사가 설계한 해상도의 임계점을 넘어선것에 보다 가까운 수준으로 성능이 향상 될 수 있다.)

(그러나 너무 큰 기본 성능 차이까지 메꾸지는 못한다.)

(양질의 신호를 전송받아서 양질의 신호를 출력하는 것은 고사양 스피커나 일반스피커나 둘 다 할 수 있는데 효율면에서 고사양 스피커와 일반스피커로 구분되는 것이다.)
(물론 사용자 쪽에서 그 양질의 신호를 실실제로 출력 시킬 수 있느냐가 오디오 사용자의 실질적인 실력이 되는 부분이다.)

(이 때 잡음이 축소되기 위하여서는 실질적으로는 표현해야 할 최소 크기의 전체 픽셀의 수가 기하급수로 폭증해야 하는데 모든 픽셀은 그 하나 하나가 스피커 또는 모니터의 최소 입력감도 크기의 이상의 정격 전류량의 소모를 전제로 유지된다.)

(스피커에서는 이 최소 픽셀의 크기를 다이내믹레인지로 치환하여 표출이 가능한 최소크기의 음량 대비 표출이 가능한 최대크기의 음량의 비율 로써 표기하게 되며)

(이때 최소 크기의 음량 1 즉 하나가 모니터의 최소 픽셀의 크기로 비견될 수 있는데 음파는 즉 음량이라는 에너지는 출력단계에서 반드시 3차원 좌표값으로 계산된다.)

(다이나믹 레인지가 증가한다는 말은 곧 최소 픽셀의 크기가 작아지게 된다는 뜻이고 크기가.작아진다고 픽셀 하나당 전력 소모량이 딱히 크게 작아지는 것은 절대 아닌데 픽셀 숫자는 3차원 좌표계를 기준으로 기하급수로 폭증하는 것이다)

(따라서 오디오는 양질의 데이터를 출력하려 하면 할 수록 굉장히 큰 폭으로 변화하는 굉장한 양의 전류량을 기반으로 하는 일정한 전력 전체를 사용자와 앰프라는 부품이 서로 협력해서 통제 할 수 있어야 한다.)

(이 때 스피커가.그것을 표현하는데 있어서 제조된 제품의 기본 성능에 분명히 영향은 받지만 그리 크게 영향을 받지는 않고)

(어찌되었건 입력된 신호상의 최소 크기 픽셀들을 실제로 표현하는 것이 가능하다는점이 모니터와 스피커의 결정적 차이다.)

(모니터에 입력 최소 신호를.즉 픽셀 숫자를 늘려서 전류를 입력해도 모니터는 고정된 숫자만큼의 픽셀에 대하여서만 신호를 출력할 수 있다.)

(그러나 스피커는 최소크기의 픽셀의 숫자를 사용자가 온전히 임의로써 지정할 수가 있고 스피커는 픽셀 숫자가 실제로 늘어나더라도 유션 출력에 한하여 그 모두가 온전히 표출이 된다.)

(모니터는 최소 크기 픽셀이 물리적으로 고정되어있다)

(그러나 스피커의 자기력선속이 만들어내는 드라이버 유닛 즉 진동판의 다이내믹한 움직임은 그 최소의 크기란 것이 고정되어있지 않고 입력감도 신호의 질에 따라서 또 표현해야 할 오브젝트로 지정된 각각의 모든 개별적인신호들 그 모든 개별적 전류의 총량에 따라서 얼마든지 가변하게 되는 구조로 되어있다는 뜻이다.)

(※ 소리가 되기 위한 최소 크기의 움직임은 정해져 있지만 최대 크기의 움직임은 어느 정도 여유가 있기 때문이다.)

(물론 어느 한계 임계점 이하의 움직임은 움직이기는 하지만 소리가 되지 못 할 뿐이므로 음직임의 크기는 절대 고정된 것이 아니고.)

(발생하는 소리의 크기 대비 요구되는 전류량 즉.입력감도가.실질적인 스피커의.해상도가 되는데 어차피 전류량 즉 디테일이 증가하면 미려한 움직임이 실제로 만들어진다.)

(즉 최소 크기 움직임에 해당하는 신호량이 폭증하는 동시에 스피커가 감당하는 것이 가능한 만큼의 최대 크기 움직임을 사용자가 임의로 설정해 주는 것이다.)

(방금 위에 설명한 너무 작은 움직임이라서 소리가 될 수 없었던 신호들이 위로 표출이 되어 떠 올라서 마스킹이 제거되고 소리로써 실제로 출력이 된다는 뜻이다.)
(즉.입력감도를 오버해서 스피커에 전류를 유입 시킬 때 주파수 대역별로 차등한 전류량은 소리가 될 수 없었던 미약한 신호들 소리가 되었어야 했던 최소 픽셀들을 소리로 표출하기에 충분한 에너지를 공급하는 작업이고
최종적으로 전체 스테이지 최대 반지름을.증가시킴으로써 최소 픽셀 크기 대비 최대 픽셀의 크기의 차이를 인위적으로 만들어내는.것이다.)

(즉 스피커가 본래는 표현 할 수 없었던 최소 픽셀이 실제로 표현이 되려면 전체 전류량을 증가시켜서 확장 시키고자 하는 스테이지의 크기 만큼 모든 개별적인 픽셀들 숫자를 모두 개별적 입력감도로써 전체 스테이지 총 픽셀 숫자만큼 실제로 입력감도를 충족 시키면 충족된 입력감도의 크기만큼 전체 스테이지가 실제로 확장되는 것이다.)

(주파수 대역별 차등한 전류량 설정은 왜곡과 마스킹을 피해서 기준 전압에 해당하는 기준 프리앰프 대비 회로를 통과하는 총 전류량을 증가 시키는 것이고 앞서 설명한 대로 전체 화면 스테이지를 키우는 방식으로 실질적 해상도를 상승시키는 것이다)



(다이내믹 레인지가 10 데시벨이 증가할 때 스피커 쪽에서 소모되는 전류량은 최소 입력감도 기준 이상의 오브젝트 총량이 기존의 100 배 만큼 늘어난 전류량을 소모하고 요구하게 된다)
(그러나 절대 볼륨은 더 커지지 않는다.)
(회로 전체에 기준 전압이 항상 일정하게 유지되고 있으므로)

※ 위 내용을 사람의 고막의 움직임으로 바꾸어 보면 사람의 청각의 인지 범위와 정확한 메커니즘을 이해할 수 있다.

사람의 청각 역시 최소 크기의 인지 가능한 영역 즉 최소 크기의 픽셀이 있고 그 픽셀들로 구성된 전체 화면이 있으며 그 모든 신호들은 일정한 크기의 전류 즉 전기 신호로써 대뇌에 정보로 입력되어 처리된다.

다이내믹 레인지 130 데시벨의 화면은
최소 크기의 픽셀의 크기가 수소 원자의 반지름 과 동일한 반지름값을 가지는 크기의 3차원 구형의 픽셀이고
이 때 최대 크기 픽셀 즉 전체 화면의 크기는
반지름 250 M 의 3차원의 구다.

이때 고막이 그것을 전기 신호로 바꾸어주기에는 너무나 작은 고막의 움직임들은

(즉 수소 원자 크기의 반지름 이하가 되는 너무 작은 움직임들은)

그러한 작은 소리의 음파들은 대뇌에 정보로써 전달되지 않는다.

사람의 대뇌와 고막은 입력 장치 이기 때문에 스테이지 확장이 불가능 하다

그러나 출력 장치인 오디오와 스피커는 스테이지가 확장되는것이 가능하다




본론으로 돌아와서.

1. 부터 3. 까지 오디오가 발휘하는 소리의 신호가 있을 때

어느 소리가 보다 더 높은 스피커 요구 전력을 필요로 할까?

소리의 해상도가 증가한다는 말은

1. 의 소리가 3. 의 소리로 바뀐다는 뜻이다.
즉 전체적으로 표현하게 되는 소리의 총 량이 증가한다는 뜻이다.

디테일한 표현을 한다는 것은
묘사해야 할 세밀한 부분들이 늘어난다는 것이고

그것은 곧 표현해야 할 오브젝트의 총 량의 폭증이다.

심지어 스피커는 그 세밀함을 표현하기 위해서는 그 표현을 표출하기 위한 최소한의 요구 전력이 반드시 필요한 물건이다.

당연히 묘사해야 할 부분들이 많아지면 많아질 수록

그 모든 묘사해야 할 각각의 모든 개별적인 오브젝트들은 모두 다 스피커에서 요구하는 전력이 된다.

따라서 앰플라이어에서 증폭시키는 전류량은 그야말로 폭증한다.

16 bit 에서 24 bit 음향 표현으로 넘어간다는 것은

전체적인 모든 오디오 인프라의 대단한 수준의 혁신이 뒷받침 되어야 비로소 가능하다.


※ 모니터는 고정된 픽셀의 해상도 이상을 내는것이 원천적으로 불가능하다

※ 그러나 스피커는 유입된 신호의 입력감도가 우수하면 우수할 수록 동일한 스피커의 출력 결과물에 대한 해상도가 원천적으로 달라진다.

※ 오디오 쪽에서 전류량의 폭증을 감당하고 그 우수한 입력감도의 신호를 실제로 발생 시키면 무엇이 어찌되었든 스피커는 그것을 표현 한다.

※ 모니터에 대고 그런짓을 하면 아까운 돈 버린다 .....

※ 일반 모니터와 고화질 모니터 둘 중 보다 높은 정격 전류량을 가지는 모니터는 어느쪽일까?

※ 왜 삼성 스마트폰은 화면만 켰다 하면 그 높은 전류량을 확보한 배터리 조차도 백분율 % 는 한순간에 좍좍 닳아서 순식간에 사라지게 되는 걸까?