오디오 스펙의 허상 SNR (신호대잡음비) - LP와 CD

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오디오 스펙의 허상
SNR (신호대잡음비) - LP와 CD

SN비는 오디오 기기의 신호대 잡음비(Signal to Noise)를 이야기 합니다. 즉, 입력신호에 섞여있는 노이즈(잡음)의 수치를 표현한 것으로 데시벨(dB)로 표현됩니다.

전자용어사전

SN비

[signal-to-noise ratio, -比]

회로의 어느 부분에서의 신호 전력과 잡음 전력의 크기의 비율로, S/N이라고도 한다. 증폭기 등의 입력 단자에서의 SN비에는 어느 한계가 있으며, 이보다 작은 값이 되면 신호가 잡음에 방해되어서 증폭이나 신호의 재생이 불가능하게 되는 일이 있다. 보통 SN비는 데시벨(㏈)로 나타내고 있다.

출처 : 네이버 지색백과

SN비는 dB로 나타내며 수치가 높으면 좋은 것입니다. 이 수치만으로 문제가 될 것이 없습니다. 보통은 SN비와 다이내믹 레인지를 동일하게 보는 경우도 있는데, 엄밀히 말해 다른 것입니다. SN비는 신호에 섞여있는 노이즈를 이야기 하며 다이내믹 레인지는 가장 작은 소리와 큰 소리의 차이를 이야기 합니다. 보통 일반적으로 SN비가 높은 것이 다이내믹 레인지도 넓게 나옵니다.

SN비가 대표적으로 문제가 되는 것은 LP와 CD의 SN비 입니다. LP의 SN비는 최대 70dB를 넘지 못합니다. 그러나 CD는 110dB를 넘기기도 합니다. SN비, 다이내믹 레인지, 채널 분리도의 스펙에서 CD는 LP를 압도합니다. 하지만 LP의 소리가 자연스럽다며 LP의 음질을 더 선호하는 사람도 많습니다.

그 이유를 알아내기 위하여 하나의 실험을 해 보았습니다. 측정방법은 오디오 시스템(스피커)에서 나오는 소리를 직접 측정하여 본 것입니다.

시스템

스피커 : Avantgarde Trio Classic with Basshorn XD

앰프 : Dan D'agostino Momentum Monoblock Power, Momentum Pre

소스

LP Player : Welltemperd Amadeus GTA-II with BOP(리튬이온 배터리 전원장치)

CD Player : 일반적인 CD Player

측정방법

스마트폰 어플을 이용한 측정

스마트폰 : 삼성 갤럭시S9

어플 : SpectralPro Analyzer

마이크 : 갤럭시S9 내장 마이크

음질 비교 측정

CD와 LP의 음질 테스트

도이치 그라모폰에서 발매된 “안네 소피 무터"의 “지고이네르바이젠" 도입부 입니다. 디지털 초창기의 "DDD" 레코딩이라 개인적으로 이 음반이 그렇게 녹음이 좋다고 생각하지 않습니다. 하지만 소스기기 자체의 객관적 비교를 위해 디지털 레코딩 된 같은 음원으로 LP와 CD를 비교했습니다.

CD와 LP의 스펙트럼 데이터 비교

위의 스펙트럼을 비교해보면 초반 무음부에서 LP는 특유의 노이즈가 있으며, 그 노이즈로 인해 LP의 SN비가 형편없는 이유입니다. 하지만 위 스펙트럼 데이터를 잘 비교해보면 8,000 Hz 이상의 배음부에서 LP와 CD는 현격한 차이를 보여줍니다. 만일 저것이 LP의 노이즈라면 노이즈 패턴은 초반 무음부에 있던 노이즈가 연장되어야 하는데, 악기의 음에 따라 배음부의 주파수대가 변하는 것을 확인할 수 있습니다.

디지털 레코딩인데도 불구하고 재생매체인 LP와 CD의 정보량은 많은 차이가 스펙트럼 데이터 상에 표현됩니다. LP쪽이 훨씬 더 많은 정보가 있음을 알 수 있습니다.

좀 더 정확히 비교해보도록 하겠습니다.

중요한 부분을 확대 해 보았습니다.

무음부에서 CD와 LP의 노이즈 차이가 나타납니다. LP의 구조적 문제로 카트리지가 레코드판의 그루브를 긁으면서 나오는 노이즈가 확연히 나타납니다. 바로 LP의 SN비가 현격하게 떨어지는 이유입니다.
오케스트라 총주 부분입니다. 다양한 악기의 연주로 인해 LP에서는 많은 배음부가 가득 차있습니다. LP가 저렇게 배음부분에만 노이즈를 만들어낼 수 없습니다. 저 부분은 LP의 기본 노이즈와는 상관없는 CD와 LP의 실제 음악의 재생능력 차이 입니다.
CD는 특히 8,000 Hz 이상부터 배음이 거의 사라져 버려 옅은 거의 연두색(-50dB)만 있지만, LP는 각 음별로 배음이 교차하며 변하면서 붉은색(-25dB) 띠가 나타나며 복잡한 배음부를 잘 표현하고 있습니다. 고음부로 치고올라가는 바이올린에서 배음부가 사라지면 경질의 음이 날카롭게 쏘게 됩니다.
바이올린 독주부에서 CD는 4번이란 글자가 잘 안보일 정도로 음이 없는 반면에, LP에서는 약음의 디테일이 잘 살아 있습니다.

중간 바이올린 독주부분입니다. 상단 노란색 박스 안의 고역 배음부도 문제이지만 하단의 바이올린 기음부 주변도 의외로 차이가 많이 나고 있습니다. 이 그래프를 참조한다면 CD는 노이즈 부분을 제거하여 SN비를 높인 것이 되며, 노이즈를 제거하면서 원래 음악에 있던 미세한신호(약음, 배음) 등이 같이 제거된 것을 확인할 수 있습니다.

CD와 LP의 음질 차이는 사람마다 다르게 듣고 평가합니다. CD음질이 깨끗해서 더 좋다는 사람도 있고, 노이즈가 있지만 더 음악적이라 LP가 좋다는 사람도 있습니다. CD와 LP의 음질에 관련해서는 “아날로그와 디지털"의 별도의 주제로 다루도록 하겠습니다.

SN비 역시 앰프나 오디오의 능력을 보여주는데는 한계가 있는 그저 기기 자체의 SN비만 나타내므로 그로인해 음악의 정보(원음)이 어떻게 손실되고 왜곡되는지 알 수 없는 스펙입니다.

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