스피커 음압이란? dB 높을수록 섬세함 표현 + 잡음도 출력

소리의 종류	dB	느낌
제트기 이륙(60 m 떨어진 곳에서)	120 dB	견디기 어렵다
공사장 소음, 헤비메탈 연주회	110 dB
고함(1.5m 에서)	100 dB	대단히 시끄럽다
대형 트럭(15m 에서), 굴착기(1m)	90 dB
대도시 거리 소음	80 dB	꽤 시끄럽다
자동차 실내 소음	70 dB
보통 대화(1m 떨어져서)	60 dB	보통
교실, 사무실	50 dB
조용한 거실	40 dB	조용하다
밤중의 침실	30 dB	고요하다
방송국 스투디오	20 dB
나뭇잎 스치는 소리	10 dB	겨우 무엇인가 들린다
들을 수 있는 가장 작은 소리	0 dB

스피커의 능률을 나타낼 때 90 dB SPL/W/m 같은 식으로 표시하는데 이 능률은 시판 되는 스피커들의 평균 능률입니다. 이 기호는 1 W의 앰프 출력을 스피커에 가하면 스피커로부터 1 m 떨어진 곳의 소리 크기가 90 dB SPL이라는 것을 말합니다. 90 dB의 소리가 얼마나 큰 것인지는 위의 표를 보시면 아실 것입니다. 그러므로 우리가 헤비 메탈 음악을 엄청나게 크게 듣는 경우가 아니고 클래식 음악을 적당한 음량으로 듣고 있다면 음악을 듣는 대부분의 시간 중 앰프가 내는 출력은 1 W 보다 훨씬 아래입니다. 때때로 큰 소리가 나오는 대목에서는 잠깐 씩 수십 와트의 출력을 내기도 할 것입니다.

 이 스피커로 100dB의 소리를 1 m 앞에서 내려면 얼마의 앰프 출력이 필요할까요?

 (답: 1 W 넣어서 나는 90 dB 보다 10 dB 높아야 하니 그때 출력 E는 10 LOG( E /1 W )=10 dB 이므로 E=10 W. 그러므로 10 W가 필요합니다. 110 dB를 내려면 얼마의 앰프 출력이 필요할까요? 답은 100 W입니다. 계산해보십시요.) 50 W/ch 출력인 스테레오 앰프라면 양쪽 채널 합해서 출력이 100 W 입니다. 그리고 앰프들은 짧은 시간 동안은 자신의 정격 출력보다 훨씬 큰 출력을 낼 수 있습니다. 그러므로 평균적인 90 dB SPL/W/m 능률을 가진 스피커에 50 W/ch의 앰프 출력은 충분하고도 남습니다. 

90dB 스피커란 잘 아시다시피 1W를 입력했을 때 1미터 전방에서 90dB 음량이 나온다는 말인데..90dB는 매우 큰 소리입니다. 아파트에서 이 정도 음량으로 들으시면 아래 위 층에서 불평이 나올 크기로 알고 있습니다. 

음압이 3dB 증가할 때 전력이 2배 필요한데..2W면 93dB, 4W일 때 96dB, 8W일 때 99dB라는 계산이 나옵니다. 99dB란 매우 큰 소리는 지속적으로 들으면 귀에 부담이 될 정도라 들었습니다. 

물론 투티에서는 이보다 더 큰 소리가 순간적으로 나올 수는 있지만, 90dB 스피커를 울리는데 현실적으로는 10W 이상 필요할 것 같지 않습니다. 

이러한 계산은 임피던스가 8옴일 때입니다. 많일 4옴이면 두 배가 필요하고..2옴이면 4배가 필요하겠지요. 즉 사용하시는 스피커가 90dB라도 2옴 근처까지 내려가면 40W가 필요하겠지요. 

스피커의 SPL이 90dB가 아니라 87dB면 80W, 84dB면 160W, 81dB면 320W가 필요합니다. 

이런 이유 때문에 아포지처럼 1옴 근처까지 내려가며 음압도 낮은 스피커는 대출력 앰프가 필요하나...보통 스피커 (8옴 87dB 전후이고 4옴이하로 자주 내려가지 않는 스피커)는 사실 50W면 충분하고 넘친다고 생각합니다. 

그러나..스피커 구동이란 단순히 출력의 문제만 아니라는 오됴쟁이들의 일반적인 생각..물리적으로는 이해하기 쉽지 않지만..통용되는 견해라 음압도 높고..임피던스 특성도 나쁘지 않은데..구동하기 어렵다는 스피커도 있고..그 반대도 있는 것 같습니다

■  음압 [ 音壓, sound pressure ] : 스피커에 1W 의 전력을 공급했을때, 1m 앞에서 측정한 소리의 크기

결국 음압이 높을수록 작은 소리의 섬세함을 잘 표현 할 수 있는 스피커라고 할 수 있으나, 음압이 높은 스피커는 스피커는 출력이 적은 앰프를 사용 하여도 큰 소리를 낼 수 있다. 단, 잡음도 늘어난다. (ex 빈티지 궤짝 스피커.)

음압이 낮은 스피커의 장점

ㅇ 신호 대 잡음비가 낮다.

ㅇ 광대역 구현

.보통 80~100dB 정도가 측정이 됩니다..고능률의 혼타입 스피커들은 100dB 를 넘어가는 제품들도 있습니다..

음압은 거리가 2배가 되면 6dB 가 감소된다고 알려져 있으며,

입력되는 에너지(와트)가 두배가 되면 음압은 3dB 정도가 올라가고,

3dB가 변화 할때마다 음량은 두배씩 증가나 감소가 됩니다.

따라서 90dB의 음압레벨을 지닌 스피커는 87dB의 음압레벨을 지닌 스피커에 비해 같은 에너지를 공급받을때 2배의 음량이 차이가 발생됩니다.

하지만 인간의 귀는 두배나 큰 음량의 차이를 그리 잘 감지하지 못합니다..데시벨(dB) 에 대해서도 설명을 드려야 하지만 조금 복잡하니 일단 음압에 대해서만 간략하게 말씀을 드리겠습니다..

따라서 음압이 높은 스피커일수록 같은 전력을 공급했을때, 음압이 낮은 스피커 보다 소리가 더 크게 들리게 됩니다..하지만 결코 사운드의 질을 의미하는것은 아니라는 의미입니다..조금 헷갈리실 겁니다...^_^...

물론 음압이 높고 임피던스가 높아서 구동이 용이하면 좋지만, 음압이 높아지고 임피던스가 높아지면 단점도 발생하게 됩니다..즉 스피커는 여러 유닛이 모인 하나의 시스템인데, 각 트위터나 우퍼등 각 유닛마다 임피던스등이 모두 다르기 때문입니다..우리가 흔히 말하는 임피던스는 스피커 시스템내의 각 스피커 유닛이 병렬연결 되어져 합쳐진 임피던스를 의미합니다..스피커내의 각 유닛이 들려주는 사운드의 주파수 대역폭이 다른데요, 어느정도 평탄한 주파수 특성을 얻기 위해서는, 즉 어느정도 주파수 대역간의 밸런스를 맞추기 위해서는 사운드의 음량을 키우게 되고 음압이 높은 제품일수록 민감하게 반응하여 부조화도 크게 일어날 소지가 커집니다..

또한 통상적으로 음압이 낮은 스피커들은 임피던스도 낮아지는데, 그 이유는 바로 앰프로부터 충분한 전력을 끌어낼수가 있기 때문입니다..충분한 전류를 얻을수 있다면 유닛을 구동하는데 있어서 상당한 장점으로 작용이 됩니다..작은 용적의 인클로우저와 유닛을 가지고 설계자가 의도하는 사운드를 얻어내기가 훨씬 용이하다는 것이지요...따라서 요즈음에 출시되는 앰프들은 과거의 낮은 출력을 가진 앰프에 비해 안정적이고 높은 출력을 가지고 있으므로, 그에따라 스피커 설계 경향은 음압과 임피던스가 낮아지고 인클로우저의 크기가 작아지는 경향을 보이기도 합니다.. 

따라서 이처럼 음압이나 임피던스로 스피커의 질을 이야기 하기는 무리가 있습니다..가장 중요한것은 바로 스피커를 구성하는 크로스오버 네트워크, 인클로우저의 설계와 각 트위터나 우퍼 유닛등과의 적절한 밸런스가 생명인것 입니다...^_^.  

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 지난 호에 이어 스피커의 스펙에 대해 살펴보자. 많은 애호가들이 스피커에서 가장 중요한 특성으로 음압을 꼽는다. 음압은 스피커에 1W의 입력을 넣었을 때, 나오는 소리의 크기를 정면 1m 앞에서 측정한 값을 말한다. 말하자면 음압은 스피커가 전기를 음향으로 변환하는 ‘능률’인 것이다. 따라서 음압이 높은 스피커는 출력이 작은 소출력 앰프로도 잘 구동되고, 음압이 낮은 스피커는 출력이 큰 앰프를 매칭해주어야 하는 것이다.

그런데 많은 애호가들이 스피커를 고를 때 음압에 대해 지나치게 신경을 많이 쓰는 것 같다. 특히 소출력 진공관 앰프를 사용하는 애호가들은 가급적이면 음압이 높은 스피커를 물려주어야 한다는 일종의 ‘강박’에 사로잡혀 있는 것처럼 보인다. 하지만 소출력 앰프라고 해서 반드시 음압이 높은 스피커만 사용해야 하는 것은 아니다. 만일 스피커와 앰프 사이의 거리가 가깝다면 음압이 낮은 스피커로도 충분히 큰 소리를 들을 수 있다. 예전 앰프의 스펙을 설명할 때 언급했듯이 스피커와 청취자 사이의 거리가 2배가 되면 앰프의 출력이 4배 필요하고, 반대로 스피커와 청취자 사이의 거리가 반이 되면 앰프의 출력은 1/4만 있으면 되기 때문이다.예컨대, 90dB의 스피커와 84dB의 스피커가 있다고 할 때 같은 거리에서 똑같은 크기의 소리를 들으려고 하면 90dB의 스피커에 비해 84dB의 스피커에 4배의 전력을 공급해야 하는 것은 사실이지만, 청취자와 스피커 사이의 거리가 반으로 줄어들면 똑같은 크기의 소리를 들을 수 있는 것이다. 구체적으로 부언하자면, 바위를 부수는 굴착기의 소음이 90dB이라고 하는데, 우리가 굴착기를 1m 떨어져서 들을 때가 90dB이고, 2m 떨어져서 들으면 84dB이 되는 것이다. 따라서 우리의 일반적인 가정 환경에서 니어필드 리스닝을 하는 애호가라면 스피커의 음압에서 상당히 자유로울 수 있다. 거리를 반으로 줄이지 못한다고 하더라도, 볼륨을 조금 올려주면 그만이다. 만일 볼륨이 끝까지 돌아갔는데도 소리의 크기가 원하는 만큼 크게 나오지 않는다면 혹은 소리가 찌그러진다면, 그 땐 정말로 앰프의 출력이나 스피커 음압을 탓할 수밖에 없다. 하지만 필자의 경험으로 진공관 소출력 앰프의 경우, 정격 출력이 15W정도만 된다면 우리의 일반적인 가정환경에서는 못 울릴 스피커는 거의 없다고 본다. 출력 15W의 6BQ5 푸시풀 앰프로 82dB의 스피커를 시원하게 울린 경험이 있고, 그 소리는 필자가 20년 이상 오디오를 하면서 들었던 소리 중에 다섯 손가락 안에 꼽힐만한 음이었다. 중요한 것은 음색의 매칭이지, 음압의 매칭은 아닌 것이다.

예전에는 대부분의 스피커들이 90dB 전후의 음압을 갖고 있었는데, 요즘 스피커들은 점점 음압이 낮아지는 추세다. 요즘 스피커들의 음압이 낮아지는 이유는 우리의 거주 공간과 어울리도록 인클로저가 슬림해지고 용적이 작아져서 백 로드 혼과 같은 증폭 기구를 갖고 있지 못하기 때문이기도 하지만, 한편으로는 주파수 응답을 광대역으로 만들기 위한 결과이기도 하다. 보통 주파수 특성은 ‘U’를 뒤집어 놓은 것과 같은 모양이라고 할 수 있는데, 불룩한 윗부분을 깎아 내면 평탄한 부분이 양쪽으로 늘어나는 것과 같은 이치다. 저역 특성을 강화하기 위하여 저역 유닛의 자기 회로를 강력하게 만들고 굵은 보이스 코일과 튼튼한 진동판을 사용하다보니 이를 자유자재로 움직이려 하면 에너지가 많이 필요한 것이다. 한편, 인클로저를 밀폐형으로 설계해도 음압이 떨어지고, 일반 콘형이 아닌 리본형이나 정전형 유닛을 사용해도 (음의 지향성이 다르기 때문에) 대체적으로 음압이 떨어진다.

음압이 낮은 스피커의 장점은 광대역 특성외에도 뛰어난 신호 대 잡음비를 들 수 있을 것이다. 반도체 방식이건 진공관 방식이건 앰프들은 대체로 작은 소음을 낸다. 스피커에 귀를 대면 지글지글 거리거나 ‘쏴~’ 하는 소리 또는 ‘웅~’ 하는 소음을 들을 수가 있다. 프리 파워의 연결선이나 다양한 접점들, 그리고 증폭 회로에서 발생하는 잡음은 볼륨과 상관없이 늘 들리는데, 평소에 의식하지 못할 정도라면 정상이지만, 간혹 깊은 밤에 음악을 듣는다거나 하면 귀에 거슬릴 때도 있다. 앰프는 정상인데 잡음이 거슬린다면 스피커의 음압이 필요 이상으로 높다고도 생각할 수 있다. 즉 음압이 낮은 스피커는, 볼륨과 상관없이 들리는 앰프의 잔류 잡음이, 그 스피커의 낮은 음압만큼 감쇄된다는 훌륭한 장점이 있다. 즉 음장의 배경이 투명해지는 것이다. 이런 장점들을 얻기 위해 볼륨을 조금 더 높여야 한다는 것은 결코 손해가 아닌 것이다.

한편, 음압이 높은 스피커를 갖고 있는 애호가들은, 반대로 소출력 진공관 앰프를 써야만 제대로 된 매칭이라고 생각하는 경향이 있는 것 같다. 이는 어떤 경우에는 맞고 어떤 경우에는 틀린 생각이다. 예컨대 빈티지 유닛들은 당시의 앰프들이 모두 소출력이었기 때문에 음압의 개선에 총력을 기울이던 시대의 산물이었다. 즉 유닛의 크기는 커도, 아주 가벼운 진동판에 아주 가는 보이스 코일을 쓰는 것들이 많다(그래서 유닛은 큰데도 저역 특성은 요즘 스피커보다 떨어지는 경우도 적지 않은데, 중음의 달콤한 매력은 요즘 스피커로서는 결코 내기 어려운 부분이 있는 것도 사실이어서, 아직도 몇몇 빈티지 스피커들은 많은 애호가들에게서 열렬한 지지를 받고 있는 것이다). 

중요한 점은 이런 유닛들의 내입력이 생각보다 무척 작다는 점이다. 요즘 스피커들의 내입력이 100W, 200W 정도는 우습게 견뎌내는데 비해, 빈티지 스피커들은 십~수십 와트도 되지 않는 것들이 많다. 이런 스피커들을 100W 수준의 반도체 앰프로 쾅쾅 틀어대다간 분명히 유닛에 문제가 생긴다. 조심해서 쓰면 될 것 아니냐고? 몇 달 지난 후에 ‘분명히 살살 틀었는데 왜 이렇게 되었을까?’ 하는 애호가들을 많이 보았다. 음압이 높은 빈티지 스피커는, 특히 오래된 것일수록 반드시 내입력을 고려하여 앰프를 고르는 것이 옳다. 성능이나 안전 문제 뿐 아니라 그 스피커들의 매력을 살리는 점에 대해서도 그렇다.

하지만 음압이 높은 최신 스피커는 그런 제약에서 자유롭다. 최신 제품으로 음압이 높은 것은 로우더 같은 것들도 있지만, 주로 혼 유닛을 쓴 것들이 대부분이다. 혼은 원래 강당이나 극장과 같이 넓은 곳에서 소리를 전달하기 위해 사용되던 것이므로 혹시 너무 세게 틀어 망가지지 않을까 하는 걱정은 하지 않아도 괜찮다. 오히려 그런 특성을 살리기 위해 대출력의 앰프로 쾅쾅 울려도 애호가 스스로가 만족한다면 좋은 것이다.

이상으로 스피커의 음압에 대해 살펴보았다. 10W 미만의 진공관 싱글 앰프나 내입력이 무척 낮은 오래된 빈티지 스피커를 사용하는 애호가라면 반드시 음압을 고려해서 매칭을 해주어야 할 것이다. 하지만 이런 예외를 제외하고 나면, 일반적인 오디오 기기와 일반적인 리스닝 환경에서 음압에 대해 과민할 필요는 전혀 없다고 본다. 볼륨이 조금 더 올라가는 것에 대해 신경쓸 필요도 결코 없다. 앰프에서 우리가 사용하는 범위는 지극히 제한된 부분이고, 나머지는 ‘만약’을 대비한 ‘여유 마진’이라고 생각해도 좋은 것이다. (계속) (월간 오디오 2011년 7월호에 기고한 글)

[출처] 오디오 스펙 시트 보기 : 스피커 편 (2) 음압에 관하여|작성자 바벨 2세