작고 소중한 내 소리를 부탁해~ (4)

마이크를 샀는데 어떤 케이블을 사야 되는지 몰라 헤매셨던 분? 🙋🏻 또는 좋은 음향 시스템을 갖춰 놓고, 케이블 연결하는 법을 몰라 먼지만 쌓이게 두시는 분? 🙋🏻‍♂️ 여기를 주목해주세요. 오늘 드디어 사운드 시스템 시리즈의 마지막, 케이블에 대해 공부합니다.

📌 STEP 6. 전기 시그널의 전달 : 케이블

케이블이 뭐냐고요? Cable은 전기가 통하는 선 즉, 전선의 외래어입니다. 사운드 시스템은 공기의 파형을 전기 신호로 바꾼다고 하였어요. 피가 혈관을 타고 주요 장기로 흐르는 것처럼, 전기신호는 케이블을 타고 사운드 시스템의 여러 장비로 이동한답니다.

오늘 내용은 '공연장'에서의 케이블 사용에 주목하기보다, 음향 비전문가로서 케이블을 사용하고 구매하는 상황에 맞추어 구성하였어요. 목차는 다음과 같습니다.

목차
1. 케이블의 구조
2. 단자의 종류
3. 발란스 / 언발란스
4. 케이블 감는 법

1. 케이블의 구조

케이블은 전기가 통하는 선재wire를 고무 재질의 외피shield가 감싸고 있는 구조로 되어있습니다. 와이어의 재질, 개수, 꼰 방식에 따라 기능과 종류가 달라진다고 해요.

케이블의 양 끝에는 기기와 직접 접촉하는 '단자'가 있어요. 보통 단자의 모양을 통해 케이블을 구분합니다. 종류가 너~무 많아서, 우리를 헷갈리게 만드는 주범이에요.😡

정말 다양한 단자들^^

2. 단자의 종류

보기만 해도 어질어질하죠. 하나로 통일하면 좋을 텐데, 기능에 따라, 오디오 회사의 사정에 따라, 단자의 종류가 천차만별입니다.

이 모든 단자를 다 알 필요는 없으니, 오디오 신호 전송에 대중적으로 사용 되는 단자만 알아보도록 하겠습니다.

(1) Aux Auxiliary Port
문자 뜻대로는 '보조 단자'라는 뜻으로, 아날로그 오디오 신호를 송수신 합니다. Aux는 휴대용 기기의 표준 단자이기 때문에 헤드폰, MP3 플레이어, 스마트폰, 스피커, 앰프, 믹서 등 대부분의 음향기기에 꼭 포함되어 있어요.

1877년 첫 등장 했을 때 전화교환기에 사용 되었기 때문에 '폰플러그'라고도 불려요. 그래서 그런지 음향기기에 뚫린 수많은 구멍 중 Aux단자가 향하는 곳에는 Phones라고 적힌 경우가 많아요.

왼쪽부터 2.5잭, 3.5잭, 3.5잭, 5.5잭

Aux 단자는 굵기에 따라 2.5잭, 3.5잭, 5.5잭으로 나뉘는데요, 규격이 클수록 많은 정보를 전달하기에 용이해요.

고급 헤드폰 중에는 기본 3.5잭에 덧씌울 수 있는 5.5잭을 제공하여, 두 가지 규격으로 사용 가능한 모델도 있답니다.

헤드폰 줄에 달린 3.5잭. 그 왼편의 5.5 규격 커넥터를 연결해서도 사용할 수 있답니다.

Aux단자를 분류하는 또 다른 기준으로는 Mono와 Stereo가 있습니다. 오디오 신호는 하나의 신호로 송수신 될 수도, 좌우로 나눠 송수신 될 수도 있는데요, 전자가 Mono, 후자가 Stereo 사운드입니다.

Mono 단자는 잭jack의 머리부분에 까만 선(핀)이 한 개예요. 핀이 한 개 씩 추가 될 수록 케이블의 기능이 하나씩 늘어나는데요, 핀이 두 개면 좌우 스테레오 사운드를 전송할 수 있어요.

핀이 한 개면 잭은 머리 부분(Tip)과 뿌리 부분(Sleeve)으로만 나뉘게 됩니다. 그래서 이런 잭을 TS라고도 불러요. 핀이 두 개면 Tip과 Sleeve 사이에 고리(Ring)가 하나 생기죠. 이런 애들은 TRS라고 부릅니다. 노이즈캔슬링 기능, 마이크 제어 기능 등등, 케이블에 기능이 늘어날수록 핀은 많아지고, 따라서 Ring도 늘어납니다. 핀이 세 개인 TRRS잭, 네 개인 TRRRS잭도 있답니다.

(2) RCA
RCA는 좌, 우 사운드를 각각의 Mono 형식으로 전달할 수 있는 단자에요. 빨간색은 우측, 흰색(검정색일 때도 있음)은 좌측 사운드에요. 주로 휴대가 아닌, 거치형 오디오 시스템에서 사용되며, 아날로그와 디지털 신호 둘 다 송수신 가능해요.

빨간색은 좌측, 흰색은 우측, 노란색은 영상 데이터 송수신 단자이다.

❓ 아날로그 VS 디지털
케이블은 아날로그 신호를 송수신 할 수 있는 것과 디지털 신호를 송수신 할 수 있는 것으로 구분할 수 있어요. 아날로그와 디지털의 차이가 무엇이냐고요?
현실 세계에서 우리가 느끼는 감각들은 연속적으로 존재합니다. 햇빛의 밝기를 밝다, 쨍하다, 침침하다 등으로 표현하는 것처럼요. 반면 기계는 이 연속적인 감각을 이해하지 못해요. 기계는 오직 두 가지 수준으로만 판단 가능하죠. on/off 즉, 빛이 있거나 없거나로만 파악할 수 있어요. 이를 숫자 1과 0으로 표현하는데, 이걸 조합하여 다양한 값들을 만들어 냅니다. 디지털은 아날로그 신호를 아주 작은 단위로 쪼개서 좌표화해요. 그 좌표위에 있다/없다의 값을 저장하는 것이지요. 로보트가 유연하게 움직이는 바이올린 소리를 디지털 방식으로 듣는다면, '1.5초에 450Hz의 파동이 존재한다'와 같은 감상평을 내릴 거예요. 많이 쪼갤수록 정보량이 많아지기 때문에, 적당한 값은 반올림, 반내림하여 저장하는데, 이 과정에서 어느정도 데이터 손실이 생깁니다. 하지만 기술이 발달한 요즘에는 이 손실을 귀로 느낄 수 있는 사람이 거의 없다고 해요. 오히려 아날로그 신호의 전송이나 복제 과정에서 발생하는 손실 값이 음질 저하에 미치는 영향이 더 크다고 하죠.
20년 전, 카세트테이프나 씨디에 담긴 아날로그 음원을 mp3 포맷의 디지털 음원으로 전환하는 '대 디지털 전환'의 시기가 있었는데요, 이에 따라 많은 음향 장비들도 디지털 기기로 교체 되었다고 해요.

(3) XLR
주로 마이크에 쓰여 마이크 단자라고도 불리는 XLR은 고급 음향에서 사용하는 단자에요. 캐논이라는 회사(카메라 회사 아님)에서 만들어서 캐논잭이라고도 불립니다.

아날로그 XLR (아날로그 캐논잭)

단자 안 쪽에 툭 튀어 나온 것을 핀이라고 해요. 핀의 개수에 따라 3핀부터 7핀까지 있는데 3핀이 가장 흔합니다. 핀이 튀어나온 쪽을 수 단자, 핀을 꽂을 수 있는 쪽을 암 단자라고 해요. XLR은 아날로그 신호를 송수신한답니다.

(4) USB USB는 디지털 신호를 송수신하는 가장 대중적인 단자에요. 아날로그에서 디지털로 전환되면서, 음향기기에 사용되는 많은 단자들이 USB로 바뀌었어요. 몇 년 전부터 아이폰에는 AUX 포트가 사라지고 아예 라이트닝 USB 포트 혹은 USB C타입 포트만 남겨놨죠? 이 역시 디지털로의 전환이라고 볼 수 있어요. 에어팟을 상용화한 시점부터는 아예 블루투스 전송의 시대를 열고 있고요. (블루투스로는 디지털 데이터를 전송합니다)

(5) 스피커 케이블
패시브 스피커를 사용할 때, 앰프와 스피커를 연결하는 케이블을 스피커 케이블이라고 해요.

패시브 스피커에 외피를 벗겨낸 wire를 감은 모습.

구형 오디오의 경우 스피커 케이블의 외피를 벗겨서 wire를 꺼내 직접 연결하는 방식을 사용했어요. 하지만 와이어가 산화되면 음질이 떨어지기 때문에 이를 방지하기 위해 단자를 이용하기 시작했죠. 바나나 플러그/말굽 플러그가 그것입니다. 프로 오디오 장비에서는 케이블이 빠지지 않도록 잠금장치가 장착된 스피콘 플러그를 사용한답니다.

3. 발란스 / 언발란스

케이블의 '선'이 어떤 재질로, 몇 개가 어떻게 조직되어 있느냐에 따라 품질과 종류가 달라진다고 했습니다. 그중에서 가장 중요한 분류인 '발란스와 언발란스' 케이블의 차이에 대해 알아보겠습니다.

운전 하는데 가는 길이 너무 길면, 중간에 사고가 날 확률이 높겠죠? 전선으로 신호를 전송할 때도 전선이 너무 길면 잡음이 유입될 확률이 높습니다. 이를 해결하기 위해 고안된 것이 발란스 케이블입니다.

(위)빨간선(+극)과 검은선(-극)으로 나뉜 발란스 케이블, 단자는 XLR인 것으로 추정됨
(아래) +, -극 구분 없이 하나의 선으로 통합된 언발란스 케이블, 단자는 폰플러그 5.5 TS 잭
사진 출처 : https://www.aviom.com/blog/balanced-vs-unbalanced

발란스 케이블에는 두 개의 신호선이 있는데요, 원 소리와, 원소리의 위상을 뒤집은 두 가지 신호를 각각의 선으로 전송합니다. 그리고 마지막에 역위상이었던 신호를 다시 뒤집어 두 신호를 하나로 합칩니다.

전송 과정에서 노이즈가 유입될 때, 노이즈는 두 개의 신호선에 같은 위상으로 유입됩니다. 그러다가 마지막에 한쪽의 위상이 뒤집힐 때 노이즈는 되려 역위상이 되어버리지요. 그러면 위상 간섭 원리에 의해 노이즈가 사라집니다. +15에 -15를 더하면 0이 되는 것처럼, 위상이 뒤집힌 두 소리를 합치면 소리가 사라지거든요.

언발란스 케이블은 이러한 기능을 지원하지 않기 때문에 비교적 노이즈에 취약합니다. 선을 길게 하기도 어렵죠. 발란스 케이블의 선은 길이가 길어져도 노이즈로 부터 안전해요.

4. 케이블 감는 방법

케이블이 망가지는 원인 1위! 바로 단선입니다. 유선 이어폰을 사용하던 시절, 주머니에만 들어갔다 나오면 스스로 꼬여있는 이어폰들이 기억나시나요. 살아 움직이는(?) 전선들이 멋대로 꼬이지 않도록 차분하게 정리를 해줘야 할 텐데요, 잘 설명되어있는 영상이 있어서 가지고 왔습니다. 여러분의 케이블들을 이런 방식으로 감아주셔야 오랫동안 잘 쓸 수 있으니 꼭 한 번씩 시청하시길 바라요.

이것으로 작고 소중한 내 소리를 부탁해~ 기나긴 이 시리즈를 드디어 마무리하려 합니다.

내용들이 조금은 어려웠지요? 최대한 쉽게 풀어쓰느라 생략된 내용도 있습니다. 더 자세한 내용은 음향 관련 서적으로 공부해보시면 좋을 것 같아요~ 혹시 잘못된 내용이나 덧붙이고 싶은 글이 있다면, 뮤지트 앱에서 댓글로 남겨주세요!

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