공명 이란..?

20hz가 17.2m정도의 파장(wavelength)을 가지고 있다고 했습니다. 그렇다면 20hz을 표현할 수 있는 최고의 스튜디어 모니터를 샀다고 합시다. 이 스피커에의 진정한 소리를 듣기를 원하면 최소한 20hz의 파장의 길이보다는 큰방에서 들어야 하겠죠?

사실 이 파장 보다 방이 커도 음의 반사음 때문에 왜곡이 생기긴 하지만 그래도 파장의 길이 보다 작은 방에서 생기는 왜곡만큼은 생기지 않습니다.

이런 왜곡 을 다루어 볼까 하는데요..

어떤 사람이 집에서 작업실을 만들어 놓고 음악을 만들기 시작했습니다.

직사각형으로 생긴 이 방에 한쪽 벽에 나란히 키보드와 모니터 스피커, 컴퓨터 등을 놓고 midi을 사용해서 음악을 만드는 사람이 있었습니다. 방의 벽은 깨끗한 아무런 액자나 시계나 그런 장식품들이 전혀 없는 깨끗하고 판판한 벽입니다.

그런데 이 사람에게 문제가 생겼습니다.

항상 베이스 악기로 2옥타브 A음을 칠 때면 방전체가 울리는 큰 소리가 나는 것이죠. (가끔 이런 것 경험하신 분이 있을 겁니다) 다른 악기도 마찬가지고 비슷한 음역대를 칠 때면 이렇게 방을 울린다고 합시다. 무엇이 문제일까요??? 사실 이것은 방의 구조가 문제라는 것은 다 추측할 수 있을 겁니다.

1) 그렇다면 스피커가 마주보고 있는 벽과 그 마주보고있는 벽 사이의 거리를 한번 추측해서 맞추어 보세요

2) 어떻게 하면 이 문제를 없앨 수 있을까요?

이 문제는 음의 속도를 344m/s으로 하시고 4옥타브 A음=440hz을 드릴께요(잘 생각해 보세요 문제는 2옥타브입니다!!) 그리고 옆에 있는 벽과 바닥과 천장은 무시하고 생각해서요. 오직 앞과 뒤에 있는 벽만 생각하겠습니다.(문제를 쉽게하기 위해서)

좀 어렵죠? 그래도 한번 생각해 보세요

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1) 그렇다면 스피커가 마주보고 있는 벽과 그 마주보고있는 벽 사이의 거리를 한번 추측해서 맞추어 보세요

4옥타브에서 440hz이면 2옥타브에서는 그의 1/4인 110hz의 주파수를 갖습니다.(왠지 자신이...)

음속이 344m/s이면 파장은 344/110 = 3.13 (m)

따라서 거리는 약 3.13 m 입니다.

2) 어떻게 하면 이 문제를 없앨 수 있을까요?

정확히는 모르지만 모니터 스피커 뒤에 흡음재 같은 것을 대면 이런 현상이 없어지는 것 같습니다.(아닌가...?*^*)

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원래는 훨씬 더 복잡하지만 문제를 간단하게 해서 계산하기 쉽게 했습니다. 그리고 이런 상황은 아주 많이 일어나니깐 알아두시면 교회에서 음향할 때 도움이 되실꺼에요

옥타브라는 개념은 2배라는 뜻과 같습니다. 4옥타브 A음인 440hz는 5 옥타브일경우 880hz 그리고 6옥타브일경우는 1760hz가 되는것입니다. 거꾸로 내려가면 /2 을 해야합니다. 그래서 3옥타브는 220hz, 2옥타브일 경우는 110hz가 되는것입니다. 1옥타브는 55hz가 되는것이죠. 이것은 사람의 귀가 Frequency를 인식할때 배수의 개념으로 받아들이기 때문입니다. 우리는 음의 높이가 고르게 올라간다고 생각하지만 사실 Frequency는 배수로 올라가야합니다.

파장도 정확히 계산하셨는데요

파장의 절반이 되는 거리에 두개의 평행한 벽이 마주보고 있으면 그 음이 증폭이 됩니다.

이것을 Standing Wave라고 하는데요 파장의 절반을 움직인 소리는 벽이 부디치고 그런다음 다시 반사해서 반대로 튕겨 나올 때는 위상이 바뀌고 이 위상이 바뀐 소리는 다시 스피커에서 나오는 소리와 충동하면서 증폭이 됩니다. 그런 스텐딩 외이브를 계산하는 것은 단순하게 파장의 절만을 생각하시면 됩니다.

그러니깐 이 문제에서 110hz가 문제라는 것을 아셨죠?

그리고 파장이 3.13m라는 것도 아셨구요. 그러니깐 벽간의 거리는 3.13.m의 절반인 약 1.6m가 되는것이죠. 방치고는 넘 작다 ^^

흡음재요..

사실 우리가 흡음재로는 중고음 밖에는 없앨 수 없습니다.

소리를 줄일 때 필요한 흡음재는 줄이고 싶은 파장의 최소한 1/4정도의 두께가 되어야 합니다. 우리가 흔히 보는 흠음재는 보통 2-3cm정도.. 이걸루는.. 3cm라고 보고..0.03 x 4 = 0.12m 그러면 뒤의 식을 다시 사용하면 2.8k정도가 나옵니다. 그러니깐 2.8k이상의 소리면 흡음을 한다는 얘기죠. 그 이하의 소리는 전혀 흡음을 할 수가 없습니다.

이럴 경우는 Bass Trap이라는 것을 사용합니다. 이것은 디자인에 따라서 정확하게 110만 줄일 수도 있는데요 벽의 한쪽에 이것을 설치를 하면 됩니다. 이것또한 최소의 길이가 파장의 1/4이 되어야 하기때문에 3.13m로 볼 때 최소한 78cm이상 되는 깊이의 크기여야 합니다. 이런 베이스 트렙을 달면 이문제가 해결될 수 있구요 또 한가지는 한쪽의 벽을 마주보는 벽과 평행하지 않도록 하면 이 문제가 바로 없어집니다. . 또는 한쪽 벽에 여러 장애물을 놓아서 소리가 똑바로 반사하지 못하게 하면 이 Standing Wave가 없어집니다.