뮤지션을 위한 홈레코딩 핸드북 06 (오디오인터페이스)
오디오 인터페이스? (오디오 인터페이스의 역할)
오디오 인터페이스 하나로 충분하다!!
오디오 인터페이스 (Audio Interface)
오디오 인터페이스는 마이크 혹은 악기와 컴퓨터를 연결해주는 역할을 한다. 앞서 설명한 바와 같이 마이크에서 나오는 전기신호를 증폭(마이크 프리앰프)해주고 아날로그 전기신호를 디지털 전자신호로 변환(Convert)하여 컴퓨터에 데이터로 저장하게 한다. 이 외에도 오디오 인터페이스에는 스피커나 헤드폰으로 연결해 소리를 듣게 하거나 미디(MIDI)장비를 연결하여 미디신호를 주고 받게 하는 역할도 한다.
앞으로 설명한 내용들은 오디오 인터페이스의 중요한 역할 혹은 기능인데 오디오 인터페이스가 없는 사람들에게는 구입시 고려해야 하는 사항이 될 것이고 이미 오디오 인터페이스가 있는 사람들에게 자신의 오디오 인터페이스를 이해하여 그 활용도를 극대화하기 위함이다. 이미 지출을 했으니 지금 있는 장비를 최대한 활용하여야 할 것이다.
컨버터 (Converter)
전기가 전자로 다시 전자가 전기로(Analog to Digital, Digital to Analog)
출처 https://focusrite.com/news/system-science-part-5-sound-quality-specs오디오 인터페이스를 사용하는 주된 이유를 간단하게 말하면 '보다 좋은 음질을 컴퓨터에 저장'하기 위함이다. 컴퓨터에 내장되어 있는 사운드 카드(Sound card)로 이러한 작업을 할 수 있지는 않을까? 사운드카드도 오디오 인터페이스와 거의 비슷한 기능을 가지고 있지만 오디오 인터페이스는 먼저 다양한 종류의 아날로그 혹은 디지털 신호를 컴퓨터에 연결할 수 있고 또한 사운드 카드와는 다른 수준으로 월등하고 정확하게 전기신호를 전자신호로 변환하기 때문이다.
이렇게 사운드카드와는 전혀 다른 수준으로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환이 가능한 것은 오디오 인터페이스에 내장되어 있는 디지털 클락 때문이다. 디지털 클락(Digital Clock)은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할때 보다 정확하게 디지털화하는데 아주 중요한 역할을 한다.
아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정은 입력되는 아날로그 신호의 샘플을 채취하면서 시작하는데 일반 씨디음질로 디지털화하기 위해서는 1초에 44,100번 샘플을 채취하고 일반 녹음용 음질로 디지털화하기 위해서는 1초에 48,000번 샘플을 채취한다. 간단하게 설명하자면 아날로그 신호안에 있는 음색 그리고 소리의 크기를 1초에 48,000번 사진을 찍어 보관하는 것으로 생각하면 된다.
1초에 48,000번이나 되는 샘플을 채취하므로 디지털 오디오에서 1초의 길이는 아주 정확해야 하고 컴퓨터의 성능과 같은 외부요인에 영향을 받으면 절대 안된다. 외부적인 요인 잠시 이야기하면 컴퓨터와 연결 안정성, 랜덤 노이즈 저항성, 온도변화 저항성 등이 있다. 디지털화하는 과정에서 외보적인 요인으로 인해 1초에 정확하게 48,000의 샘플을 채취하지 못하게 되면 음질이 심각하게 저하되고 재생시에도 문제가 된다. 이렇게 발생한 노이즈를 지터노이즈 (Jitter noise)라고 한다.
이러한 이유로 디지털 클락과 컨버터는 신호변화과정에서 너무나 중요한 부품이며 음질과도 직접적인 연관이 있다. 컴퓨터의 성능이 좋아지고 오디오 인터페이스의 발전으로 인해 지금은 통합형 오디오 인터페이스도 1초에 96,000번 혹은 192,000번 샘플링이 가능하여 고음질 오디오로 녹음하는 것이 가능하다. 1초에 반복되는 횟수를 나타내는 단위가 Hz라고 이야기하였는데 그래서 오디오 인터페이스의 스펙에 '192kHz로 녹음 가능'으로 적혀 있는 뜻이 바로 1초에 192,000번의 샘플을 채취할 수 있음을 나타내는 것이다. 하지만 이 숫자가 마냥 높다고 좋은 오디오 인터페이스라고 말하기는 힘들고 마이크 프리앰프나 헤드폰 앰프, 스피커의 볼륨을 조절하는 모디터링 시스템, 총 녹음채널 갯수, 총 출력채널 갯수등 확인해야 하는 점이 많다.
마이크 프리앰프 (Mic pre-amp)
출처 https://focusrite.com/news/system-science-part-5-sound-quality-specs오디오 인터페이스에 꼭 필요한 것만 남겨둔다면 컨버터와 마이크 프리앰프가 될 것이다.
GAIN 오디오 인터페이스 마이크 프리앰프마이크 프리앰프는 흔히 GAIN(게인)으로 표시된고 앞서 설명한 바와 같이 마이크 프리앰프는 마이크에서 나온 낮은 전압을 증폭하는 역할이다. 좋은 마이크 프리앰프는 증폭시 음질을 유지 혹은 향상시키는 마이크 프리앰프이다. 전문 녹음실에서 사용하는 마이크 프리앰프는 순전히 이 기능에 특화된 외부장비이며 그 가격도 상당하다. 하지만 오디오 인터페이스에 장착된 마이크 프리앰프도 상당한 음질의 발전을 이루었다.
THD+N 소리의 왜곡정도
먼저 확인해야 할것이 증폭시 소리의 왜곡정도이다. 소리가 어떠한 장치를 지날때 얼마나 왜곡되는냐 혹은 얼마나 원치않는 소리가 추가되느냐에 대한 정도를 나타내는 수치는 THD(Total Harmonic Distorion)이고 여기에 노이즈의 추가정도까지 더한 수치는 THD+N (Total Harmonic Distortion plus Noise)이다. THD+N의 수치가 낮으면 낮을수록 증폭시 마이크 신호의 왜곡정도도 낮다는 이야기이다. THD+N 수치는 마이크 프리앰프뿐만 아니라 다른 장치들의 소리 왜곡정도를 나타낼때도 사용된다.
GAIN RANGE 최대 증폭범위
일반적으로 좋은 마이크 프리앰프는 소리의 왜곡정도는 낮으면서 최대증폭범위는 높다. 이 말은 최대 증폭범위만 높다고 해서 좋은 것만은 아니라는 뜻이다. 오디오 인터페이스에 내장된 마이크 프리앰프는 증폭시 어떤 한계를 넘어가면 노이즈가 심하게 발생한다. 그러므로 노이즈가 현저하게 많아지는 지점을 기억하여 그 한계를 넘지 않는것이 중요하다.
이 노이즈는 그 마이크 프리앰프가 신호를 증폭할때 발생하는 것으로 한계점을 넘어가면서 노이즈를 줄일수 있는 방법은 없다고 보면 된다. 이렇게 시간을 낭비하는 것 보다 출력이 높은 마이크를 선택하여 (일반적으로 콘덴서 마이크) 증폭시 게인값을 한계점이 넘지 않도록 조정하는 것이 필요하다. 보통의 경우 오디오 인터페이스의 게인값의 3/4 이상을 사용하지 않는 것이 좋을 것이다. 그리고 콘덴서 마이크를 사용하기 위해서 필요한 전원공급장치인 +48V 스위치가 없는 오디오 인터페이스라면 새로 장만하는 것을 심각하게 추천한다.
입력채널수, 출력채널수 (INPUT & OUTPUT)
입력이 몇개인지 출력이 몇개인지, 헤드폰출력단자가 몇개인지 하는 것은 녹음시 사용가능한 악기의 한계 그리고 녹음시 독립적인 모니터링이 가능한지 하는 문제와 연결되어 있다. 입력과 출력의 채널수가 많으면 많을수록 좋은 것만은 아니다.
입력채널수 (INPUT)
Focusrite CLARETT 2PRE USB 오디오 인터페이스의 인터넷 설명위의 오디오 인터페이스이 설명을 보면 입력채널이 무려 10개가 된다. 하지만 아무 찾아봐도 마이크를 연결할 수 있는 단자는 2개이다. 나머지 8개는 어디로 갔는가? 확인해야 하는 사항은 바로 아날로그 입력 채널수 즉 Analog audio input 숫자이다. 여기에 마이크나 악기를 연결할 수 있다. 나머지 입력 8채널은 디지털 입력이다. 사기당한것이 아니니 놀라지 말자. 위의 오디오 인터페이스의 경우 OPTICAL INPUT이라 적혀있는 단자로 연결하며 ADAT이라는 방식을 이용해 8CH을 동시에 입력할 수 있다.
노래를 녹음하거나 악기를 녹음하기 위해서는 아날로그 입력채널수가 중요하다. 아날로그 입력채널수만 중요한 것이 아니라 마이크 프리앰프의 갯수도 중요하다. 홈레코딩을 위한 것이니 물론 마이크 프리앰프의 개수와 아날로그입력이 많으면 좋지만 활용도를 생각하여 너무 과하게 욕심내지 않는 것이 좋다. 그렇다고 마이크 프리앰프 즉 아날로그 입력을 1개로 하면 차후 스테레오 마이킹을 하여 녹음하는 것이 불가능하므로 최소한 2개는 있어야 하겠다.
출력채널수 (OUTPUT)
스피커로 모니터링을 한다면 왼쪽 스피커와 오른쪽 스피커를 사용해야하니 최소한 출력이 2개는 되어야 한다. 그리고 헤드폰으로도 들어야 하니 헤드폰 단자도 있어야 한다. 아날로그 출력 2개 그리고 헤드폰 단자가 있으면 나 혼자 녹음하는데는 전혀 무리가 없다. 혹 다른 사람과 같이 녹음한다면 음.... 헤드폰 2개를 연결할 수 있는 Y케이블을 사용하여 두개의 헤드폰을 연결할 수 있다.
이렇게 되면 같은 소리 크기로 모니터링을 해야하고 만약 다른 회사의 헤드폰을 사용한다면 소리크기가 헤드폰마다 다르게 날 수도 있다. 그러므로 가능하다면 헤드폰 단자가 2개가 있으면 좋겠지만 헤드폰 단자가 2개가 있는 오디오 인터페이스는 가격이 비싸고 각각 독립적으로 소리의 크기를 조절할 수 있는 오디오 인터페이스를 찾기는 쉽지 않다. 이러한 문제는 아날로그 출력채널이 2개 이상인 오디오 인터페이스로 해결할 수 있다.
기본 출력은 스피커로 연결하고 그리고 기본 출력은 헤드폰 단자와 연결되어 있으니 홈레코딩시에 스피커를 끄고 헤드폰을 사용하여 모니터링을 하고 나머지 출력단자를 외장형 헤드폰앰프에 연결해 사용하게 되면 독립적인 모니터링이 가능해진다.
연결단자 (Connect type)
출처 https://www.bhphotovideo.com/explora/audio/buying-guide/audio-interfacesADAT(에이뎃): OPTICAL(옵티컬)이라고도 불리며 디지털 신호를 광케이블로 전송한다. ADAT방식을 사용하면 8채널, S/PDIF 방식을 사용하면 2채널을 전송한다.
Fire-Wire: 맥에서 사용하는 연결방식으로 Fire-Wire 400에서 Fire-Wire 800으로 그리고 완전하게 다른 방식인 Thunderbolt방식으로 전환하였다. 오디오 인터페이스와 컴퓨터의 연결에서 아주 안정적인 연결상태를 유지하는 특징이 있다. Fire-wire 400은 초당 전송속도 400Mbps, Fire-Wire 800은 800Mbps, Thunderbolt 1은 10Gbps, Thunderbolt 2는 20Gbps, Thunderbolt 3는 40Gbps이다.
USB: 맥이든 PC는 호환성이 가장 좋은 연결타입으로 USB1부터 USB-C 타입까지 존재하며 가장 많이 보급되어 있는 USB 2.0 타입은 컴퓨터의 CPU의 파워를 훔쳐?사용하여 CPU의 효율을 떨어지게 한다는 오명을 쓰기도 하였다. 데이타 전송속도는 USB 1세대는 전송속도가 너무 느려 오디오 데이터 전송용으로 적합하지 않고 USB 2.0은 12Mbps, USB 3.0은 완전히 거듭나 5Gbps, USB-C는 10Gbps이다.
S/PDIF RCA: RCA 컨넥터형식을 사용하여 디지털 오디오 시그널을 전송하는 방식으로 하나의 케이블로 2채널의 신호를 전송할 수 있다. 앞서 설명한데로 S/PDIF 디지털 신호는 광케블의 형태로도 전송될 수 있다.
XLR: 마이크에 연결단자이다. 세가닥의 케이블을 사용하며 주로 마이크와 마이크 프리앰프를 연결할 때 사용한다.
BNC: 가격이 조금 있는 오디오 인터페이스에서 찾아 볼 수 있는 연결단자인데 오디오에서는 주로 외부 디지털 클락에서 오는 신호를 받을 때 사용한다. 외부 디지털 클락을 사용하게 되면 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환할때 음질을 향상 시키는 효과를 얻을 수 있으며 이때 사용하는 신호방식을 Word Clock이라 부른다.
TS: 흔히 55잭이라고도 불리는 케이블을 연결할때 사용하며 오디오 인터페이스 앞면에 INST라고 적힌 스위치를 누르면 마이크와 연결되는 XLR의 신호를 받지 않고 악기와 연결된 "55잭"에서 오는 신호를 받는다. 물론 이렇게 녹음하는 것도 좋지만 대부분의 마이크 프리앰프는 마이크에서 나오는 신호를 증폭하는데 최적화되어 있으므로 가능하다면 DI box를 이용해 녹음하는 것이 좀 더 나은 음질을 얻을 수 있을 것이다.
TRS: 생긴 모양은 "55잭"과 비슷하게 생겼지만 신호의 방식은 XLR케이블의 방식과 비슷하다. XLR 마이크 케이블과 같이 세가닥의 선으로 전기신호를 보는 것으로 주로 라인레벨의 신호를 보낼때 사용하고 또한 생긴 모양은 헤드폰의 연결단자와 같이 생겼지만 신호는 스테레오가 아닌 모노 신호를 주로 전달한다.
RCA: '알씨에이' 방식으로 읽으며 주로 가정용 오디오 장비들을 연결할 때 사용한다. 두가닥의 선이 있고 케이블이 길어지면 잡음이 쉽게 유입되어 길게 사용하지 않는 것이 좋다
MIDI: 최신 미디장비들은 USB형태의 연결단자를 사용하나 원래 미디신호를 주고 받을때 사용하는 방식이다.
체크리스트
1. 컨버터와 마이크 프리앰프의 THD+N 수치가 낮을수록 좋다
2. 마이크 프리앰프의 게인을 너무 과도하게 올리지 말자. 3/4정도 사용하기
3. 컴퓨터와는 어떻게 연결된는가?
4. 아날로그 입력채널수와 출력채널수를 꼭 확인하자. 홈레코딩이 특성상 입력은 2개, 출력은 2개 혹은 가능하다면 4개정도가 좋다.
