안녕하세요 언더케이지 음향리뷰 담당 STUDIO51입니다.

이 글은 영상에서 설명하지 못한 세세한 부분을 다룹니다.

측정 개요

1. 모든 데이터 표기 방법, 측정 파형, 측정 환경은 AES-17 국제 표준을 기반으로 하였으며, 이해를 돕기 위해 필요한 몇몇 측정 항목에 한해서 이신렬 박사님의 자문 하에추가, 수정하였습니다.

2. 측정 장비는 국제 표준 측정 장비인 Audio Precision사의 APx 555와 APx1701을 사용하였습니다. APx555와 APx 1701은  Audio Precision 한국 지사인 B&P 인터내셔널사와 이신렬 박사님의 지원이 있었습니다.

3. 측정은 APx Waveform Generator Utility 4.6의 24Bit 192kHz 음원을 사용하였습니다. 단 주파수 응답 측정에 사용된 1/6oct 20Hz-90kHz  파형은 24bit 192kHz, 스테레오로 변환하여 측정하였습니다. 모든 측정은 기본 음악 플레이어로 측정하였습니다.

4. 모든 기기는 충분히 충전된 상태로, 비행기모드에서 측정하였습니다. 배터리가 부족하거나, Wi-Fi, LTE가 켜져있는 상태에선 측정값이 달라질 가능성이 있습니다.

5. 본 측정은 모든 기기를 대표하지 않습니다. 

6. 본 측정에 사용된 스마트폰은 스마트앰프를 탑재한 기기입니다. 이어폰, AUX, 헤드폰의 3가지 모드로 구성되어 있으며, 각 모드의 측정을 위해 AUX는 무부하로, 이어폰은 32옴 부하를, 헤드폰모드는 300옴 부하를 병렬로 연결하여 측정하였습니다.

7. 이신렬 박사님은 측정 데이터 검증에 참여하실 뿐 데이터 해석에는 관여하지 않으셨습니다.

8. 각 측정 항목의 이름 옆의 괄호는 측정에 사용된 음원과 측정기기의 필터값을 명시합니다. 대부분 AES-17의 권고안을 따릅니다.

9. 스피커 측정의 경우에는 충분한 SNR 확보를 위해서 근거리 Groundplane Measurement를 사용하였고 마이크의 반사음을 줄이기 위해서 1/4인치 고음압 마이크로폰을 사용하였습니다. 측정값의 신뢰도를 확인하기 위해서 무향 차음박스에서 측정값을 확인하였습니다.

10. 스피커 측정의 경우에는 스피커 자체의 성능을 위한 측정법을 사용하였습니다. 실제 사용시와는 파지 방식, 공간에 따라 소리가 바뀔 여지가 있습니다.

11. 스피커 측정의 경우에는 기존의 단계적으로 주파수가 변화하는 Stepped sine measurment 을 사용하였으나 AP Measurement Software 4.6에서 새로 추가된 신기능인 Open-loop sine sweep measurement (연속파형 측정)으로 바꾸었습니다. 각 측정은 10회 반복측정한후 평균값을 사용합니다. 더 높은 해상도를 제공하나 지나친 리플 및 저역대 잡음은 1/24 smothe 와 윈도잉을 사용하여 조절하였습니다. Stepped sine wave 에 비해서 열압축(power compression)이 덜 발생하나 sine sweep 측정법이 더 실제 사용상에 걸맞는다는 이신렬 박사님의 조언에 따라 실시하였습니다.

12. G7은 APx525로 V40은 APx555로 측정되었습니다. 몇몇 측정값의 차이는 측정장비의 차이로 인해 발생하였을 수 있습니다.

유선 음향 성능 측정 

스피커 음향성능 측정

좌 : V40, 우 : G7

 헤드폰모드의 최대출력이 140mV 정도 감소하였습니다만 큰 문제는 아닙니다.

 잔류노이즈는 측정장비의 성능에 영향을 많이 받는 측정항목으로 더 최신의 측정장비로 측정한 V40의 잔류노이즈량이 더 적게 나올 가능성이 높습니다.

DNR(다이나믹 레인지) 는 SNR과 원리 자체는 같습니다. SNR은 신호 사이에 무음구간을 두어 노이즈 플로어와 최대 출력 사이의 간격을 측정했다면, DNR은 0dBFS(최대출력)과 -60dBFS 신호를 사용하여 노이즈 플로어와 최대 출력 사이의 간격을 측정합니다. 

5. THD+N (997Hz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz)

THD+N은 기기의 왜곡을 측정합니다. 단위는 dB이며 낮을수록 (절대값이 클 수록) 좋은 값입니다.

 THD+N도 마찬가지로 최신 측정장비에서 더 좋은 값이 나올 가능성이 높습니다. 하지만 V40의 헤드폰 모드 THD의 경우에는 더 나빠진 모습을 볼 수 있습니다.

5.2 THD FFT (997Hz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz)

아래 그래프는  Bench Mode 측정 에서  오른쪽 상단의 THD FFT 부분만 확대한 그래프입니다

위 그래프와 마찬가지로 1kHz에 큰 신호를 제외한 오른쪽의 신호들은 전부 왜곡들입니다.

 앞에서 V40의 헤드폰 모드 THD가 G7 보다 높게 나왔는데 실제 FFT에서도 확인할 수 있었습니다. 최대출력은 오히려 감소하였지만 왜곡률은 더 늘어났습니다. 낮은 레벨이지만, 고차 배음왜곡이 더 많아지면서 바람직하지 못한 모습을 보입니다.

 

 

6. IMD (SMPTE, 41Hz, 7993Hz, 4:1 ratio 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz)

IMD도 THD와 마찬가지로 왜곡을 측정합니다. THD는 하나의 사인파를 사용하는 반면에 IMD는 두개의 사인파를 사용합니다. 몇몇 기기에서는 THD 값은 좋지만 IMD 값이 매우 나쁜 경우도 있기 때문에 두 측정을 병행하여 사용합니다. (더 정확히는 THD는 배음 왜곡을, IMD는 두 톤 간의 상호 변조 왜곡을 측정합니다) THD와 마찬가지로 값이 낮을수록 좋습니다.

IMD 또한 헤드폰 모드는 소폭 감소한 반면에 라인아웃 모드는 더 좋아졌습니다.

7. 주파수 응답 (20 ~ 96kHz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 100kHz )

기기의 음색과 대역폭등을 판단하는 주파수 응답입니다. 디바이스에서는 평탄하고 넓은 응답이 바람직한 응답입니다.

 특이사항으로는 헤드폰 모드에서만 30Hz 이하에서 롤오프가 발생하는것을 볼 수 있었습니다. 반복측정시에도 동일하게 발생하는것을 보았을때 기기 자체의 특성으로 보입니다. 바람직하지 않으나 큰 문제는 아닙니다.

8. 크로스토크 (10kHz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz)

크로스토크는 좌 우 체널의 간섭 정도를 측정합니다. 단위는 dB, 값이 낮을수록 좌우가 더 명확히 분리된 좋은 설계입니다.

 G6부터 문제가 있던 크로스토크 문제는 G7에서 처음으로 개선되어 V40에 와서는 거의 완전한 개선을 이루어냈습니다.

 

9. 출력 임피던스 (20~20kHz, -20dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 100kHz)

출력임피던스는 디바이스의 출력단의 임피던스를 측정합니다. 출력 임피던스가 클 수록 이어폰과 헤드폰의 임피던스가 주파수 응답에 크게 반영됩니다. 일반적으로 출력 임피던스는 0에 가까운것이 좋습니다.

 출력임피던스는 두배가량 높아진(안좋아진) 모습을 보입니다.

10. 스피커 측정 (20~20kHz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz)

V40은 상단 통화용 리시버와 하단 메인 스피커가 동시에 작동하지만 일반적인 스테레오 방식이 아닌, 듀얼 모노 스피커 방식입니다.

스테레오 방식은 음원의 L체널과 R 체널을 분리하여 재생하는 반면, 듀얼 모노 스피커의 방식은 L체널과 R 체널이 양쪽 스피커에서 동시에 나오게 됩니다.

따라서 음원의 편집을 통해 L체널과 R 체널을 별도로 측정할 수 있는 스테레오 방식에 비해 V40의 듀얼 모노 방식은 완전히 별도로 측정할 수 없어 상단과 하단의 측정치는 각각 하단과 상단의 응답이 일정부분 반영되었을 가능성이 높습니다. 

따라서 실제 개별 스피커의 측정값은 더 낮은 음압을 가질것으로 예상됩니다.

V40의 상단 스피커와 하단 스피커를 비교한 그래프입니다. 

하단 스피커는 붐박스의 영향을 받아서인지 상당히 높은 음압과 저주파수 응답을 보이고 있습니다.

다만 상단스피커는 하단 붐박스 스피커가 영향을 주고 있음에도 저음은 30dB 가량, 3kHz의 응답도 30dB 가량 차이가 나는 매우 나쁜 모습을 보여줍니다.

실제 청음시에는 상단스피커가 동작하는것을 인식하기 매우 어려울정도로 상단스피커의 음압이 낮습니다. 

반면에  애플과 삼성은 각각 2016년의 아이폰 7, 2018년의 갤럭시 S9에 처음으로 스테레오 스피커를 도입하고 지속적으로 발전하여 현재는 상당히 출중한 성능의 스테레오 스피커를 탑재하고 있습니다. 특히 애플의 아이폰의 경우에는 상단스피커와 하단 스피커의 음압 차이가 거의 나지 않아 더 높은 입체감을 만들어내는데 성공하였습니다.

반면에 LG의 듀얼 모노 스피커의 경우에는 2018년이 끝나가는 와중에도 여전히 스테레오 방식보다 모든 방면에서 열등한 모노 오디오 방식을 고수하고 있으며, 상단 스피커와 하단 스피커의 응답차이는 매우 커 형편없는 입체감과 음상정위를 보여줍니다. 

LG가 자신있게 시도하고 있는 붐박스와 듀얼 모노 오디오는 잘 울리는 재질 위에 올려두었을때만 "비교적" 효과적으로 작동하는 방식입니다. 하지만 대다수의 스피커를 사용하는 환경은 스마트폰을 들고 세로가 아닌 가로로 파지하는 상황에 가까우며 이 경우에는 상단 스피커는 고음만 나오고, 음상이 하단쪽으로 치우치기 때문에 굉장히 거슬리며, 모노오디오이기 때문에 입체감을 기대할 수도 없습니다. 

붐박스 스피커와 듀얼 모노 오디오는 타사에서 시도한적이 없는 새로운 시도임은 분명합니다. 하지만 남들과 다른 개성이 항상 장점으로 작용하는것이 아님을 하루빨리 인식할 필요가 있어보입니다.