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Audio System59

선행음 효과 선행음 효과 선행음 효과(precedence effect) 또는 하스 효과(Hass' effect)로 알려진 음향 효과는, 청취자가 여러 음원의 소리를 어떻게 알아듣는지 설명하는 효과입니다. 이는 매우 간단한 내용으로 여러 음원 중에서 먼저(선행) 들리는 소리의 음상(sound image)로 인지하는 효과를 말합니다. 선행음 효과는 음상 합성과 음상 분리에 대한 청취적인 특성을 잘 설명하고 있습니다. 음상의 합성 같은 소리를 내는 두 개의 스피커가 청취자에게 시간적으로 20ms 이내의 소리 차이로 들리도록 위치해 있다면 A의 스피커를 듣지만 A'가 혼합되어 사실상 A와 A'가 잘 구분되지 않습니다. 이때 A와 A'의 청취 레벨은 거의 같아야 합니다. 음상의 분리 시간적으로 20m보다 먼 거리 두 스피커가.. 2021. 11. 22.
스피커 구동 방식과 크로스 오버와 스피커 컨트롤러 스피커 구동 방식 스피커를 진동시키는 장치는 분명 파워 앰프(Power amplifier)입니다. 파워 앰프는 CD와 같은 오디오 신호 장치의 매우 작은 신호를 스피커를 구동하기 위해 큰 전력으로 증폭하는 전용장치입니다. 스피커는 한 개 또는 여러 개의 스피커 유닛(speaker uit)을 조합해서 만듭니다. 그런데 한 개의 스피커 유닛은 청취 대역 전체 주파수를 재생하는 데는 적합하지 않습니다. 대부분의 스피커 유닛은 중음 대역을 재생하는 데는 적합하지만, 고음 또는 저음을 재생하는 데는 다소 부족한 특성을 가집니다. 그래서 스피커를 2개 또는 3개를 사용해서 소리를 저음 부 또는 고음부로 분할해서 재생합니다. 이글에서는 다수의 스피커 유닛을 사용해서 소리를 재생하는 방법에 대해서 알아보겠습니다. 스피.. 2021. 11. 22.
Qucs(24)-아날로그 필터 아날로그 저역통과 필터 아날로그 필터는 아날로그 신호를 위한 아날로그 회로로 구현된 필터를 의미하며 수동 필터와 능동 필터가 있습니다. 오디오 입출력 회로에는 여전히 아날로그 필터가 사용됩니다. 디지털 오디오 필터 또한 아날로그 필터의 특성에서 부터 구현됩니다. 이 글에서는 간단한 아날로그 저역 통과 필터의 구현 방법을 알아보겠습니다. 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 1차 저역통과 필터 전자회로에서 저항 콘덴서 인덕터를 수동.. 2021. 10. 19.
Qucs(23)-적분회로, 절댓값회로, 평균기 적분기와 평균기 오피 앰프를 이용한 평균기(average schematic)를 만들어 보겠습니다. 평균기는 아날로그 신호의 평균값을 오피 앰프로 구하는 회로입니다. 엄밀한 의미에서는 실효치를 구하는 것이 목적입니다. 이를 위해서는 앞선 글의 절댓값 회로와 적분기를 사용해야 합니다. 적분기 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 적분기(integrator)는 신호를 적분해주는 회로입니다. 오피 앰프가 연산을 하는 부품인 것은 알고 있.. 2021. 10. 19.
Qucs(22)- 오피앰프 정류회로, 절대값 회로 정류 회로 정류회로 또는 정류기(rectifier)는 전기적인 교류 신호를 직류신호로 변환하기 위한 회로입니다. 대부분 고전력 장치를 위해 개발되지만 오피 앰프를 이용한 저전력에서도 신호의 특성 검출을 위해 사용됩니다. 정류 회로는 반파형 정류기(harf-wave rectifier)와 전파 정류기(full-wave rectifier)가 있습니다. 반전 증폭기를 이용한 반파형 정류기 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 반전 증폭기.. 2021. 10. 19.
Qucs(21)-다이오드를 이용한 기초 회로와 바이어스 인가 회로 다이오드 다이오드(diode)는 전자회로에서 사용하는 기초 부품입니다. 이 부품은 여러 회로에 포함되어 원하는 특성을 얻도록 지원합니다. 이글에서는 다이오드의 기본 구동 원리와 이를 응용하는 바이어스 인가 회로를 보여드리겠습니다. 다이오드는 아래 그림과 같이 애노드(Anode, A)에서 케소드(cathode, K)로 전압을 인가하면 화살표 방향으로 전류가 흐릅니다. 이상태를 정방향 바이어스(forward bias)라고 합니다. 만약 전압이 반대 방향으로 인가되면 전류가 흐르지 않습니다. 이 상태를 역방향 바이어스(revere boas)라고 합니다. 이런 특성을 이용해서 정류회로에 기본 소자로 사용됩니다. 그런데 정방향 바이어스가 일반적으로 0.7V 이하가 되면 다이오드에는 전류가 흐르지 않습니다. 이는 .. 2021. 10. 9.
PC 사운드 카드의 잡음 문제, 절연 트랜스 PC의 오디오 출력 문제 컴퓨터의 오디오 출력을 스피커 또는 다른 장치에 연결해서 사용할 경우 마치 컴퓨터의 사운드 카드에서 잡음이 발생해서 신호 대 잡음비가 나빠진 것처럼 청취될 때가 있습니다. 신호 대 잡음비와 청취 레벨에 대해서는 참조의 글을 보시는 것이 좋겠습니다. 물론 사운드 카드의 특성이 좋지 않은 경우도 있지만 대부분 그라운드 루프(ground loop)의 영향인 경우도 있습니다. 그리고 그 원인의 주요 범인은 컴퓨터의 전원 공급기(power supply)인 경우가 많습니다. 전원 공급기가 나빠서라기 보다는 전원 공급기의 전기적인 특성이 사운드카드를 통해 출력되는 오디오 신호와 외부 장비와의 연결되는 사이에 전원 공급기가 잡음원이 된다는 의미입니다. 그라운드 루프 다른 글에서 작성된 내용이지.. 2021. 9. 23.
Qucs(20)-마이크 프리앰프(preamp) 회로 마이크 프리앰프 마이크 프리앰프(microphone preamp)는 마이크 출력 신호를 라인 신호 즉 일반 오디오 신호로 변환하는 장치를 의미합니다. 라인 신호(line signal) 또는 라인 레벨(line level)은 오디오 장치와 오디오 장치 사이에 전송하는 신호의 크기를 말합니다. 물론 프리앰프에는 좀 더 유용한 기능들이 포함되지만 이 글에서는 평형형 마이크 신호를 불평형 신호로 변환하는 데 주안점을 두고 작성해 보겠습니다. 먼저 아래의 글에서 마이크 신호에 대해 이해하는 것이 필요합니다. 트랜스를 사용하는 고전적인 프리앰프 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialin.. 2021. 9. 20.
Qucs(19)-오디오용 평형신호-불평형 신호 변환 회로 평형 신호에서 불평형 신호로 변환 앞글에서 연급 한 것과 같이 오디오용 신호는 평형 신호(balalnced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)가 있습니다. 이대 대한 내용은 다음을 참조하시면 됩니다. 오디오 장치 내부에서는 불평형 신호를 주로 사용하기 때문에 오디오 장치로 입력되는 평형 신호를 불평형 신호로 변환해서 사용합니다. 이 글에서는 평형 신호를 불평형 신호를 변환하는 회로를 알아보겠습니다. 차동 증폭기를 사용하는 평형 신호에서 불평형 신호로 변환하는 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=9.. 2021. 9. 20.
Qucs(18)-오디오용 불평형 입력-평형 출력 회로 오디오용 신호의 변형 앞글에서 연급 한 것과 같이 오디오용 신호는 평형 신호(balalnced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)가 있습니다. 이번 글에서는 오디오 장치의 내부에서 사용하는 불평형 신호를 오디오 장치의 전송 신호로 사용하는 평형 신호로 변환하는 몇 가지 회로를 소개하겠습니다. 간단한 불평형-평형 신호 변환 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 아래 회로는 전압 플로어와 반전 회로를 .. 2021. 9. 20.
Qucs(17)-오디오용 평형 신호 버퍼회로 평형 신호 버퍼 회로 앞글에서 연급 한 것과 같이 오디오용 신호는 평형 신호(balalnced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)가 있습니다. 거의 모든 오디오 회로는 평형 신호를 불평형 신호로 또는 그 반대로 변형해서 사용하는데 가끔 평형 신호를 평형 신호 롤 버퍼링 해야 할 때도 있습니다. 이 글에서는 두 개의 평형 신호에 대해서 다루겠습니다. 기본적인 평형 신호 버퍼 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=.. 2021. 9. 20.
Qucs(16)-오디오용 불평형 신호 회로 불평형 신호 아날로그 오디오 신호는 크게 평형 신호(balanced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)를 사용합니다. 두 신호에 대해 서는 아래의 글에서 잠깐 다루었습니다. 평형 신호는 신뢰성을 확보하면서 장거리 전송이 가능하기 때문에 산업용 즉 프로 오디오에서 주로 사용합니다. 반면 불평형 신호는 가정용 또는 가까운 거리에서 오디오 신호를 전송할 때 사용합니다. 이 글에서는 오디오 장치에서 불평형 신호를 입력 또는 출력하는 버퍼 회로에 대해서 다루겠습니다. 매우 간단한 불평형 신호 입력 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.c.. 2021. 9. 19.
오디오 신호(21)-ADC, DAC, 지연 시간 아날로그 신호를 디지털 신호로 상호 변환 디지털 신호처리를 하려면 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환해야 합니다. 이 부분은 DSP가 수행하지 않고 전용 부품인 ADC(analog-to-digital converter) 또는 DAC(digital-to-analog converter)가 수행합니다. 두 부품을 합해서 ADAC라고 부르기도 하고 최근에는 코덱(codec)이라고 부릅니다. 이 글에서는 ADAC의 동작 원리와 이와 관련된 공학적인 특징을 알아보겠습니다. ADC ADC는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 부품입니다. 고전적인 ADC는 아래 그림과 같이 여러 개의 오피 앰프를 이용한 비교기를 조합하여 입력 신호에 의한 비교기의 출력을 부호화하는 엔코더(encoder를 통해 I2S와 같은 시리얼.. 2021. 9. 17.
오디오 신호(20)-옥타브 주파수 옥타브 주파수 구하기 저번 글에서 옥타브를 정의하는 공식을 알아봤습니다. 이번에는 오디오 주파수 대역에서 옥타브 주파수를 구하는 내용을 알아보겠습니다. 이글의 목적은 다른 곳에서 설명한 피킹 필터를 이용한 이퀄라이저의 주파수를 결정하는 기술적 기준을 마련하기 위해 작성했습니다. 1 oct의 주파수 다른 글에서 말한 것과 같이 1 oct는 특정 주파수에서 2배가 되는 다른 주파수 사이의 관계라고 설명한 적 있습니다. 그러면 가청 주파수 대역은 1 oct(1옥타브)로 보면 어떤 특성이 있을까요? 최저 주파수를 20Hz로 하고 계산하면 첫 번째 옥타브 주파수는 다음과 같습니다. $$f_2 = f_1 \cdot 2^{oct}$$ $$f_2 = 20 \cdot 2^{1oct} = 20 \cdot 2 = 40Hz$.. 2021. 9. 16.
오디오 신호(19)-오디오의 신호크기, 헤드룸, 피크 팩터, 다이나믹 레인지의 관계 오디오 장치의 신호 크기 구하기 오디오 장치는 전기적인 크기로 오디오 신호의 변화를 표시합니다. 대부분 신호크기는 전압으로 표시합니다. 그런데 신호의 크기을 얼마로 정해야 할까요? 이 글에서는 오디오의 신호 크기를 정하는 방법을 전자 부품과 함께 청감적인 특성을 고려해서 알아보도록 하겠습니다. 이를 위해서는 이전의 글들에서 설명한 정현파, 실효치, 정격 레벨, 피크 신호, 피크 팩터, 헤드룸, 오피 앰프의 전원 인가, 다이내믹 레인지에 대한 이해가 먼저 필요합니다. 정격 레벨 (Rated level)과 피크 전압 정력 레벨 신호는 오디오 장치 간에 신호를 전송할 때 주로 사용하는 기준 레벨입니다. 예를 들어 CD player와 파워 앰프 간에 신호를 전송할 때 약속된 신호의 크기로 사용합니다. 다른 글에.. 2021. 9. 13.
Qucs(15)-비교기 (Comparator)와 영점 검출기(Zero crossing detector) 비교기와 응용 회로 비교기는 오피 앰프를 활용하는 회로에서 많이 사용됩니다. 그만큼 비교기에 대한 기본적인 동작 방식을 잘 이해할 필요가 있습니다. 이글에서는 Qucs를 이용해서 비교기의 동작 특성을 알아보도록 하겠습니다. 그리고 비교기를 이용한 영점 검출기에 대해서 알아보겠습니다. 비교기 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 오디오 회로에서 비교기(Comparator)는 매우 활용도가 높습니다. 가장 흔하게 사용되는 경우는 오디.. 2021. 8. 31.
Qucs(14)-슬라이스(Slice) 슬라이스 슬라이스(Slice) 회로는 이전 글의 클리핑 회로의 특성을 복합해놓은 회로로 신호의 상한 과 하한 크기를 제한하는 기능을 가집니다. 그러므로 이 회로는 신호의 과입력을 방지하기 위해 사용합니다. 이 글에서는 Qucs를 이용해서 슬라이스 회로를 구성하고 실험해 보겠습니다. 오피 앰프를 이용한 슬라이스 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 다음회로는 제너다이오드를 이용해서 출력을 $\pm 5V$로 제한하는 합니다. 하.. 2021. 8. 31.
Qucs(13)-클리퍼(Clipper) 클리퍼 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 클리퍼는 특정 크기의 높은 전압을 제한하고자 할 때 사용합니다. 그래서 리미터(limiter) 회로에 응용됩니다. 크리퍼 회로의 기초는 다음과 같이 하나의 다이오드 회로에서 시작합니다. 이 회로의 출력 신호는 다이오드의 내 전압 0.7V를 기준으로 높은 신호를 출력하지 못합니다. 이는 다이오드의 특성 그대로입니다. 바이어스(Bais)를 추가한 상한 제한 클리퍼 회로에 바이어스 5V를 추.. 2021. 8. 31.
Qucs(12)-제너 다이오드(Zener diode)의 출력전압 제너 다이오드의 정전압 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 제너다이오드는 일반 다이오드와 다르게 역전압으로 신호를 인가하면 특정 전압 $V_{z}$ 이상에서 전압의 변화가 거의 없는 다이오드입니다. 그래서 정전압 특성을 얻고 싶을 때 사용합니다. 이때 제너다이오드에 흐르는 전류 $I_{z}$는 특정 값을 넘으면 다이오드가 파괴됩니다. 그래서 LED를 사용할 때처럼 제너다이오드에 저항을 직렬로 연결해서 안정화시켜줍니다. 아래는 제.. 2021. 8. 31.
Qucs(11)-비반전가산기 비반전 가산기 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 이전 글의 반전 가산기와 달리 비반전 가산기는 신경 쓸 내용이 좀 있습니다. 그리고 이득이 1 이하가 되지 않는 비반전 증폭기를 사용하기 때문에 같은 한계 이득 특성을 가집니다. 다음은 4개의 입력 신호를 가산하는 회로입니다. 이회로는 다음과 같은 내용으로 출력 신호를 만듭니다. 여기서 $R_{T}$를 만들어야 합니다. $$V_{out}=\left ( 1+\frac{R_{f}}{.. 2021. 8. 30.

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