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지섭아타
(등록일 : 2007-07-29 17:45:56 |
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Hit : 8676)
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지섭아타
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PA시스템의 영원한 방해꾼 피드백(Feedback)
앰프와 스피커, 그리고 마이크 - 이 세가지가 모이는 공간이면 어느곳이든 항상 문제가 되는 것이 바로 피드백(Feedback)이다. 대개 '하울링'이라 일컫기도 하는 이 피드백은 교회든 클럽이든 노래연습장이든, 음향시스템이 있는 곳이면 어디에서도 시스템을 만지는 사람에게 골치를 안겨주는데, 이것에 대해 정확한 지식이 없이 시스템을 만질 경우 불필요하게 음질이 손상된다든지, 불필요한 기자재 구입에 예산을 허비하는 경우도 있다. 피드백이란 무엇이며, 어떻게 대처하고 또 그러한 피드백을 억제하는 기기들에는 어떠한 것이 있는지 살펴보자.
피드백(Feedback) 이란 ?
피드백이란 스피커에서 출력된 음이 다시 마이크를 통해 수음되고, 그것이 앰프로 증폭되어 다시 마이크로 타고 들어오는 과정을 거쳐 특정 주파수가 갑자기 크게 증폭되는 소리를 일컫는다. 청감상으로는 '삐익~' 또는 '우웅~' 하는 주파수 대역마다 서로 다른 소리들로 들리게 되지만, 생기는 과정은 동일하다. 일렉트릭 기타의 피드백 테크닉처럼 피드백을 음악적으로 사용하는 경우도 있긴 하지만 일반적인 PA에서는, 청중들의 눈살을 찌푸리게 하는, 제거되어야 할 요소임에는 틀림없는 것이다.
위에서 이야기한 피드백은 '스피커→마이크→앰프→스피커→다시 마이크' 의 과정을 거치는 동안 계속증폭되어, 누군가가 볼륨을 줄일때까지는 끝없이 이어지게 되는데, 이렇게 피드백이 일어나는 이유는 무엇일까?
스피커, 앰프, 이퀄라이저, 믹싱 콘솔, 마이크 등 여러 기기를 모아 조합한 음향 시스템은 각 기기의 특성들이 합해져 시스템 고유의 공진주파수를 갖게 된다. 이러한 공진주파수에 가장 큰 영향을 끼치는 것은 스피커와 마이크인데, 이러한 주파수는 사실상 예측하기가 무척 힘들다. 이러한 시스템의 특성 주파수가 앰프의 볼륨을 올려 일정 증폭률 이상이 되게 되면 피드백이 되는 것이다. 또한, 단순히 음향 시스템의 특성 뿐 아니라 공간의 특성에도 영향을 받게 되는데, 아주 작은 방(욕실 같이 울리는)에 마이크와 스피커, 앰프를 셋업했다고 생각해보자. 이 모두를 연결하고, 앰프를 켜고, 마이크를 통해 확성된 소리가 스피커로 울리도록 한 다음 마이크에 대고 손뼉을 친다면...? 손뼉 소리는 스피커를 통해 벽면과 바닥, 그리고 천장 사이에서 수없는 반사를 거듭할 것이다. 그때 앰프의 볼륨을 서서히 올려 피드백이 나도록 한 후, 그 볼륨 시스템을 작은 방 바깥의 넓은 공간에 다시 세팅해 손뼉을 쳐 보자. 아마 이전과 같은 에코 현상은 없을 것이다. 만약 스피커가 마이크와 거리를 두고 있고, 공간의 반사가 없다면 피드백은 생기지 않을 것이고, 더욱이 실내에서에 비해 앰프 볼륨을 꽤 많이 올린다고 하더라도 피드백은 일어나지 않을 것이다. 여기서 알수 있는 사실은, 공간의 '울림'은 피드백이 더욱 쉽게 일어나도록 도와준다는 것이다.
피드백을 내기 위해서는 앰프의 볼륨을, 스피커에서 재생되는 소리가 다시 마이크를 통해 타고 '울릴' 만큼 올려야 한다. 그냥 생각해보아도 일반적인 열린 공간보다 샤워실이나 노래연습장같이 밀페된 공간이 더욱 피드백이 일어나기 쉽다는 것을 알 수 있다. 그것은 스피커에서 재생된 소리들이 모아져 마이크로 몰리는 정도가 커지기 때문이다. 그러나 스피커들을 열린 공간으로 옮긴다면 음향에너지는 스피커로부터 분산되어서, 반사될 수 있는 벽면이 없는 한, 거리의 제곱에 반비례하는 만큼 급격히 에너지를 잃게 된다. 그래서 마침내 스피커의 재생음이 마이크로 도달했을때는 무척 원래보다 훨씬 줄어든 크기로 도달하게 되는 것이다. 그래서 열린 공간에서는 피드백이 많이 생기지 않게 된다.
또, 실내에서 피드백이 생기는 주파수는 공간의 모양과, 벽면의 재질에 따라 크게 달라지게 된다. 마주보는 벽면이 있는 정육면체/직육면체의 공간일 경우 마주보는 벽 사이에 그거리에 따른 정재파가 생기게 되어 그또한 피드백이 쉽게 생기는 주파수가 된다. 그리고 실내 재질에 따라 쉽게 반사되는 주파수가 달라지기 때문에 피드백이 생기는 주파수 대역이 달라지게 된다.
피드백을 줄이려면....
1. 물리적인 방법
이런저런 이유로 해서 생기는 피드백을 완전히 없앨 수 있는 방법은 없다. 단지, 피드백이 생기기 전까지 스피커에서 더욱 큰 볼륨을 얻도록 노력하는 것 뿐인데, 피드백을 억제하는 가장 첫 번째 방법이자 최상의 방법은 스피커와 마이크를 적절하게 선택하고, 그 위치를 조절하는 방법이다.
그러한 방법들을 하나씩 살펴보면,
① 스피커와 마이크 사이의 거리를 가급적 멀리 떨어뜨려 놓는다.
전에도 언급했듯이 스피커에서 재생된 소리는 거리의 제곱에 반비례하여 그 에너지가 줄어들게 되는 원리를 이용한 것인데, 울림이 적은 공간일수록 효과적인 방법이다.
② 마이크를 가까이 사용한다.
특히, 국내 환경에서는 교회에 적용되어야 할 방법이다. 교회 환경에서 설교자는 가급적 마이크로부터 자유로와지고 싶어하며, 마이크를 가까이 놓지 않으려 하는데, 마이크를 가까이 하면 피드백도 줄어들뿐더러 음질 역시 크게 개선될 수 있다. 마이크를 10cm 정도 가까이 씀으로써 수천만원이 투여되어도 얻지 못하는 좋은 음질을 얻을 수 있다.
③ 사용하지 않는 마이크들의 볼륨을 내린다.
열려진 마이크들 각각 피드백의 소지를 안고 있는 것이다. 그러므로 사용하지 않는 마이크의 볼륨을 내리면 그만큼 피드백의 가능성을 줄일 수 있다.
④ 마이크를 가급적 고정해서 사용한다.
마이크를 가지고 움직일 경우, 스피커와 거리가 가까워질 경우, 또는 움직임으로 해서 새로운 공진점에 도달할 경우, 그때까지 발생하지 않던 피드백을 발생시킬 수 있다.
⑤ 지향성 있는 마이크를 사용하고, 스피커로부터의 거리를 떨어뜨린다.
⑥ 스피커를 마이크 앞쪽에 둔다.
스피커에서 방사되는 직접음이 마이크의 지향각과 일치되지 않도록 하는 것이다.
⑦ 스피커에서 나온 소리가 벽에 반사되어 바로 마이크로 향하지 않도록 배열한다.
스피커의 방향을 보면, 마치 랜턴을 비추는 것 처럼 소리가 어느쪽을 향하고, 또 벽면에 반사되어 어느쪽을 향해야 하는지 알 수 있을 것이다. 대개, 혼형의 스피커에서 나오는 중,고음은 방향성을 가지고 움직이지만, 저역의 주파수들은 스피커를 중심으로 전 방향으로 퍼진다.
⑧ 공간의 벽면을 흡음성이 있는 재질로 만든다.
이러한 방법들을 '최상'이라고 이야기한 것은 이러한 방법들을 통해 피드백 문제를 해결하는 것이 스피커로 재생된 음질에 가장 적은 영향을 주는, 원음을 손상시키지 않는 방법이기 때문이다.
실제 음향 시스템을 주로 사용하는 프로 오디오들의 세계에서는 이러한 룰이 잘 지켜지지 않는 것이 사실이다. 밴드의 싱어는 이따금 마이크를 모니터 스피커로 향하게 하며, 나이트클럽 바닥을 흡음성이 있는 카펫으로 깔려는 주인은 아마 없을 것이다. 이렇듯 실제 음향 시스템이 설치되어 있는 곳에서는 어쩔 수 없는 현실들 때문에 그 다음으로 이퀄라이저를 이용해 피드백을 억제하게 된다.
2. 이퀄라이저를 사용하는 방법
이퀄라이저는 필터들의 조합이다. 이퀄라이저는 보통 두가지의 목적에 사용하는데, 그 첫째가 소리의 음색을 조절하는 일이고, 또 한가지가 특정 주파수의 피드백을 억제함으로써 전체적인 볼륨을 높이고, 마이크를 들고 움직일 때 제악이 없도록 하는 것이다. 이퀄라이저는 종류에 따라서 피드백을 억제하는데 사용하기에 편리한 모델들이 있기도 한데, 먼저 이퀄라이저의 종류와 그에 따른 사용법을 간단히 살펴보면...
① 그래픽 이퀄라이저(Graphic EQ)를 사용하는 방법
그래픽 이퀄라이저는 기본적으로 오디오 스펙트럼 전체에서 고정된 특정주파수들의 볼륨을 조절하는 기능을 가진 이퀄라이저이다. 이퀄라이저의 초기 형태는 가정용 소형 오디오에 붙어 있는 베이스와 트레블로 불리는 톤 콘트롤이다. 기술이 발전하면서부터 이러한 필터들의 대역폭은 좁아져 갔고, 그 정확도도 높아갔다. 오늘날, 일반적으로 표준이라고 이야기하는 그래픽 이퀄라이저는 1/3옥타브 대역의 이퀄라이저이다. 옥타브당 3개의 주파수에 대한 볼륨콘트롤을 가지고 가청주파수 대역에서 31개 정도의 노브를 지니고 있다. 단, 여기에서 1/3옥타브란, 각 노브들 간의 주파수 간격을 이야기하는 것이지 각 노브의 필터 넓이가 아니다. 그래픽 이퀄라이저는 사용이 간편한 장점을 갖고 있지만, 피드백 주파수가 그래픽 이퀄라이저의 노브 사이에 위치한다면 피드백을 제거시키기 위해 노브를 많이 움직여야 하는데, 그런 가운데에 피드백과 관련 없는 불필요한 주파수들이 많이 깎여 나가게 된다.
먼저, 그래픽 이퀄라이저를 시스템 계통에 연결시키고, 마이크가 열린 채로 앰프 볼륨을 서서히 올리면 조금씩 울리는 주파수들이 들리면서 피드백이 생기게 되는데, 이렇게 생기는 피드백의 주파수에 가장 가까운 노브를 찾아 약 3dB정도 줄여준다. 그리고 다시 조금씩 볼륨을 올리면 다시 피드백이 생기게 되는데, 그러면 다시 피드백의 주파수에 가까운 노브를 찾아 조금씩 줄여준다. 그리고 어느정도 볼륨을 올리면 몇 개 이상의 주파수에서 동시에 피드백이 생기게 되는데, 그 정도가 시스템의 한계라고 보면 될 것이다. 그래픽 이퀄라이저를 사용할 때 피드백에 집착해 너무 많은 노브가 내려가게 되면 음질에 손상을 가져오게 되고, 더욱이 그래픽 이퀄라이저의 필터에 의해 예기치 않던 피드백이 생길 수도 있으므로 가급적 적은 숫자의 주파수를 만지면서 그 폭도 크지 않은 것이 좋다.
② 파라메트릭 이퀄라이저(Parametric EQ)를 사용하는 방법
완전한 사운드를 만들기 위해서, 엔지니어들은 피드백을 콘트롤하기 위해 매우 좁은 대역의 이퀄라이저를 사용하기 시작했다. PA 초기에, 폭과 깊이, 그리고 주파수를 조절할 수 있는 필터들을 만들어 쓰기 시작했는데, 이러한 필터들을 모아서 만든 것이 파라메트릭 이퀄라이저이다. 파라메트릭 이퀄라이저를 이용해 피드백을 제거하는 방법도 기본적으로 그래픽 이퀄라이저의 사용법과 동일한데, 장점이라면 파라메트릭 이퀄라이저의 경우, 대역폭을 좁게 설정할 수 있기 때문에 피드백을 제거하면서 주변의 필요한 시그널 대역이 깎여나가는 것을 최소화할 수 있다는 점이다. 그러나, 일반적인 사람들이 피드백을 듣고, 주파수를 알아맞춘다는 것은 무척 어려운 일이기 때문에 사용에 어려움이 따르기도 한다.
③ 피드백 제거기기
디지털 신호 처리 기술이 발달하면서, 사운드 시스템의 골칫거리인 피드백의 문제를 해결하기 위해 이러한 이퀄라이저 기술을 응용 피드백을 제거하는 시스템들이 개발되어 시판되기 시작했다. 이러한 시스템들의 공통점은 대역 폭이 무척 좁은 파라메트릭 이퀄라이저(노치 필터(Notch Filter)라고도 한다)로써 입출력되는 시그널들을 지속적으로 모니터해서 피드백이 발생할 경우, 자동적으로 그 피드백 주파수에 좁은 대역의 필터를 적용해 피드백을 제거하는 기능을 하는 것이다. 이러한 필터들은 좁은 대역을 설정해 가급적 원래의 음색에 영향을 주지 않으면서 피드백 주파수만을 효과적으로 제거할 수 있도록 설계되었다. 이러한 기기들의 장점을 모아보면,
1. 재생중 자동적으로 피드백을 찾아 제거해준다.
2. 좁은 필터로, 일반적인 그래픽/파라메트릭 이퀄라이저에 비해 피드백을 제거한 후 음의 손실이 적다.
3. 그래픽/파라메트릭 이퀄라이저 사용시보다 더 높은 피드백 대비 게인 확보가 가능하다.
이러한 피드백 제거기기들은 분명 골치아픈 피드백을 억제하고 더 나은 음질의 더 높은 볼륨의 소리를 재생하는데 도움을 주는 것은 사실이다. 하지만, 정확한 지식이 없는 많은 사람들이 피드백 억제장치가 마치 피드백을 완전히 제거한다고 생각하곤 하는 것이 사실이다. 하지만 절대 그렇지 않다. 음향적으로 불가능한 상황이나 세팅이 잘못된 것을 이러한 기기를 이용해 만회할 수는 없는 것이다. 이러한 기기의 사용은 어디까지나 스피커나 마이크의 세팅 및 사용이 올바르게 된 이후, 그 이상의 성능을 원할 때 어느정도의 이득이 있으리라는 것을 예측하고 사용하는 것이 올바른 사용법이라고할 수 있을 것이다. 스피커의 잘못된 특성 때문에 피드백이 발생한다면 피드백 억제장치를 구입할 예산으로 스피커를 업그레이드 한다거나, 공간 일부의 잘못된 구조나 벽면의 반사 때문에 피드백이 생긴다면 벽면에 흡음처리를 하면 피드백을 억제할 뿐 아니라 더욱 좋은 소리를 만들 수 있는 것이다.
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사도요한
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마이크 가까이 사용하는것은 기본적으로 음질 차원에서 중요하고...EQ 사용해서 잡는건 이리저리 해보려고 노력했는데 어렵더라고^^;;;; 어떤 주파수대역에서 피드백이 발생하는지 알아맞추는게 쉬운게 아니라서..ㅠㅠ2007-07-29
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