음향 시스템의 성능 효과는 음원 장비와 그 뒤를 잇는 무대 음향 보강 장비(음원, 조율, 주변 장비, 음향 보강 및 연결 장비)에 의해 종합적으로 결정됩니다.

1. 음원 시스템

마이크는 전체 음향 보강 시스템 또는 녹음 시스템의 첫 번째 연결 고리이며, 마이크의 품질은 전체 시스템의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 마이크는 신호 전송 방식에 따라 유선과 무선 두 가지 범주로 나뉩니다.

무선 마이크는 특히 이동 중인 음원을 수음하는 데 적합합니다. 다양한 상황에서의 음성 수음을 용이하게 하기 위해, 각 무선 마이크 시스템에는 핸드헬드 마이크와 라발리에 마이크가 함께 구성될 수 있습니다. 스튜디오에 음향 보강 시스템이 설치되어 있는 경우, 음향 피드백을 방지하기 위해 음성 및 노래 수음을 위한 무선 핸드헬드 마이크는 단일지향성 카디오이드 마이크를 사용해야 합니다. 또한, 무선 마이크 시스템은 다이버시티 수신 기술을 채택해야 하는데, 이는 수신 신호의 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 수신 사각지대와 사각지대를 제거하는 데 도움이 됩니다.

유선 마이크는 다기능, 다용도, 다등급 마이크 구성을 갖추고 있습니다. 음성이나 노래 녹음에는 일반적으로 카디오이드 콘덴서 마이크가 사용되며, 음원이 비교적 고정된 환경에서는 웨어러블 일렉트릿 마이크도 사용할 수 있습니다. 주변 환경음을 포착하기 위해서는 마이크로폰형 초지향성 콘덴서 마이크를, 타악기에는 일반적으로 저감도 무빙 코일 마이크를 사용합니다. 현악기, 건반악기 등 기타 악기에는 고급 콘덴서 마이크가 적합하며, 주변 소음이 심한 환경에서는 고지향성 근접 마이크를 사용할 수 있습니다. 대형 무대 배우들의 유연성을 고려하여 싱글포인트 구즈넥 콘덴서 마이크를 사용하는 것이 좋습니다.

마이크의 개수와 종류는 현장의 실제 필요에 따라 선택할 수 있습니다.

2. 튜닝 시스템

튜닝 시스템의 핵심은 믹서로, 다양한 레벨과 임피던스를 가진 입력 음원 신호를 증폭, 감쇠 및 동적으로 조정할 수 있습니다. 또한, 내장된 이퀄라이저를 사용하여 신호의 각 주파수 대역을 처리하고, 각 채널 신호의 믹싱 비율을 조정한 후 각 채널을 할당하여 각 수신단으로 전송합니다. 이를 통해 라이브 사운드 보강 신호와 녹음 신호를 제어할 수 있습니다.

믹서를 사용할 때 몇 가지 주의해야 할 사항이 있습니다. 첫째, 입력 포트 용량이 크고 주파수 응답 범위가 넓은 입력 구성 요소를 가능한 한 선택하십시오. 마이크 입력 또는 라인 입력 중 선택할 수 있습니다. 각 입력에는 연속 레벨 조절 버튼과 48V 팬텀 전원 스위치가 있어야 합니다. 이렇게 하면 각 채널의 입력 부분에서 처리 전에 입력 신호 레벨을 최적화할 수 있습니다. 둘째, 음향 보강에서 피드백 및 스테이지 리턴 모니터링 문제를 방지하기 위해 입력 구성 요소, 보조 출력 및 그룹 출력의 이퀄라이저 기능이 많을수록 좋고 제어가 편리합니다. 셋째, 프로그램의 안전성과 신뢰성을 위해 믹서에는 주 전원과 대기 전원이 각각 하나씩 있고 자동 전환 기능이 있는 것이 좋습니다. (음향 신호의 위상을 조정 및 제어하기 위해) 입력 및 출력 포트는 XLR 소켓을 사용하는 것이 좋습니다.

3. 주변 장비

현장 음향 보강 시스템은 음향 피드백을 발생시키지 않으면서 충분히 높은 음압 레벨을 확보하여 스피커와 파워 앰프를 보호해야 합니다. 동시에 음질의 선명도를 유지하고 음량 부족을 보완하기 위해 믹서와 파워 앰프 사이에 이퀄라이저, 피드백 억제기, 컴프레서, 익사이터, 주파수 분배기, 음향 분배기 등의 음향 처리 장비를 설치해야 합니다.

주파수 이퀄라이저와 피드백 서프레서는 음향 피드백을 억제하고 음향 결함을 보정하여 음질을 향상시키는 데 사용됩니다. 컴프레서는 입력 신호의 큰 피크가 발생할 때 파워 앰프에 과부하가 걸리거나 왜곡이 발생하는 것을 방지하여 파워 앰프와 스피커를 보호합니다. 익사이터는 음색, 명료도, 입체감, 선명도 및 저음 효과를 개선하여 음향 효과를 향상시키는 데 사용됩니다. 주파수 분배기는 서로 다른 주파수 대역의 신호를 해당 파워 앰프로 보내고, 파워 앰프는 음향 신호를 증폭하여 스피커로 출력합니다. 수준 높은 예술적 효과 프로그램을 제작하려면 음향 보강 시스템 설계에 3분할 전자 크로스오버를 사용하는 것이 더욱 적합합니다.

오디오 시스템 설치에는 여러 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 주변 장비의 연결 위치와 순서를 제대로 고려하지 않으면 장비 성능이 저하되거나 심지어 장비가 손상될 수도 있습니다. 주변 장비 연결은 일반적으로 순서대로 이루어져야 합니다. 이퀄라이저는 믹서 뒤에 설치해야 하며, 피드백 서프레서는 이퀄라이저 앞에 설치해서는 안 됩니다. 피드백 서프레서를 이퀄라이저 앞에 설치하면 음향 피드백을 완전히 제거하기 어렵고, 피드백 서프레서 조정에도 어려움이 있습니다. 컴프레서는 이퀄라이저와 피드백 서프레서 뒤에 설치해야 하는데, 컴프레서의 주요 기능은 과도한 신호를 억제하여 파워 앰프와 스피커를 보호하는 것이기 때문입니다. 익사이터는 파워 앰프 앞에 연결하고, 전자 크로스오버는 필요에 따라 파워 앰프 앞에 연결합니다.

녹음된 프로그램의 최상의 결과를 얻으려면 컴프레서 파라미터를 적절하게 조정해야 합니다. 컴프레서가 압축 상태에 들어가면 음질에 악영향을 미치므로, 압축 상태가 오래 지속되지 않도록 주의해야 합니다. 메인 확장 채널에 컴프레서를 연결할 때의 기본 원칙은 뒤쪽의 주변 장비들이 신호 증폭 기능을 최대한 억제해야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면 컴프레서가 보호 역할을 제대로 수행할 수 없습니다. 따라서 이퀄라이저는 피드백 서프레서 앞에, 컴프레서는 피드백 서프레서 뒤에 위치해야 합니다.

익사이터는 인간의 음향심리 현상을 이용하여 소리의 기본 주파수에 따라 고주파 배음 성분을 생성합니다. 동시에 저주파 확장 기능을 통해 풍부한 저주파 성분을 생성하여 음색을 더욱 향상시킵니다. 따라서 익사이터에서 생성된 음향 신호는 매우 넓은 주파수 대역을 갖습니다. 컴프레서의 주파수 대역이 매우 넓은 경우, 익사이터를 컴프레서 앞에 연결해도 무방합니다.

전자식 주파수 분배기는 환경적 요인과 다양한 음원의 주파수 응답 차이로 인한 결함을 보정하기 위해 필요에 따라 전력 증폭기 앞에 연결됩니다. 하지만 연결 및 디버깅이 번거롭고 사고 발생 위험이 높다는 단점이 있습니다. 최근에는 이러한 기능들을 통합한 디지털 오디오 프로세서가 등장하여 지능적이고 조작이 간편하며 성능 또한 우수해졌습니다.

4. 음향 보강 시스템

음향 보강 시스템은 음량과 음장 균일성을 충족해야 하며, 라이브 스피커의 적절한 설치는 음향 보강의 명료도를 향상시키고 음량 손실 및 음향 피드백을 줄일 수 있습니다. 또한, 음향 보강 시스템의 전체 전력은 30~50%의 예비 전력을 확보해야 하며, 무선 모니터링 헤드폰을 사용하는 것이 좋습니다.

5. 시스템 연결

기기 연결 시 임피던스 정합과 레벨 정합을 고려해야 합니다. 밸런스와 언밸런스는 기준점을 기준으로 합니다. 신호 양단의 접지 저항값(임피던스 값)이 같고 극성이 반대인 것을 밸런스 입력 또는 출력이라고 합니다. 밸런스 입력 또는 출력에서는 수신되는 간섭 신호의 크기와 극성이 거의 동일하기 때문에 부하에서 서로 상쇄됩니다. 따라서 밸런스 회로는 공통 모드 억제 및 간섭 방지 능력이 뛰어납니다. 대부분의 전문 오디오 장비는 밸런스 연결을 채택하고 있습니다.

스피커 연결 시에는 회선 저항을 줄이기 위해 여러 개의 짧은 스피커 케이블을 사용하는 것이 좋습니다. 회선 저항과 파워 앰프의 출력 저항은 스피커 시스템의 저주파 Q 값에 영향을 미쳐 저주파 응답 특성을 저하시키고, 오디오 신호 전송 중 왜곡을 발생시킵니다. 전송선의 분포 정전 용량과 분포 인덕턴스는 모두 특정 주파수 특성을 가지고 있습니다. 신호는 여러 주파수 성분으로 구성되어 있는데, 이러한 여러 주파수 성분으로 이루어진 오디오 신호들이 전송선을 통과할 때 각 주파수 성분에 의한 지연과 감쇠가 달라져 진폭 왜곡과 위상 왜곡이 발생합니다. 일반적으로 왜곡은 항상 존재합니다. 전송선의 이론적 조건에 따르면 손실이 없는 조건(R=G=0)에서는 왜곡이 발생하지 않지만, 절대적인 무손실은 불가능합니다. 손실이 제한적인 경우, 왜곡 없이 신호를 전송할 수 있는 조건은 L/R=C/G이지만, 실제 균일한 전송선에서는 항상 L/R=R입니다.

6. 시스템 디버깅

조정을 시작하기 전에 먼저 시스템 레벨 곡선을 설정하여 각 레벨의 신호 레벨이 장치의 동적 범위 내에 있도록 해야 합니다. 이렇게 하면 신호 레벨이 너무 높아서 발생하는 비선형 클리핑이나, 신호 레벨이 너무 낮아서 신호 대 잡음비가 저하되는 문제를 방지할 수 있습니다. 시스템 레벨 곡선을 설정할 때 믹서의 레벨 곡선이 매우 중요합니다. 레벨 설정 후에는 시스템 주파수 특성을 디버깅할 수 있습니다.

최신 고품질 전문 음향 장비는 일반적으로 20Hz~20kHz 범위에서 매우 평탄한 주파수 특성을 나타냅니다. 그러나 다단계 연결, 특히 스피커 연결 후에는 주파수 특성이 완벽하지 않을 수 있습니다. 보다 정확한 조정 방법은 핑크 노이즈 스펙트럼 분석기를 사용하는 것입니다. 이 방법은 먼저 음향 시스템에 핑크 노이즈를 입력하고 스피커를 통해 재생한 다음, 테스트 마이크로 홀 내 최적 청취 위치에서 소리를 수집합니다. 테스트 마이크로폰을 스펙트럼 분석기에 연결하면 홀 음향 시스템의 진폭-주파수 특성이 표시됩니다. 스펙트럼 측정 결과를 바탕으로 이퀄라이저를 세심하게 조정하여 전체적인 진폭-주파수 특성이 평탄해지도록 합니다. 조정 후에는 오실로스코프로 각 레벨의 파형을 확인하여 이퀄라이저를 과도하게 조정하여 특정 레벨에서 클리핑 왜곡이 발생하는지 확인하는 것이 좋습니다.

시스템 간섭 방지를 위해 다음과 같은 사항에 주의해야 합니다. 전원 공급 전압이 안정적이어야 하고, 각 장치의 외함은 잡음 발생을 방지하기 위해 제대로 접지되어야 하며, 신호 입력과 출력은 균형을 이루어야 합니다. 또한, 배선이 헐거워지거나 용접이 불량한 경우를 방지해야 합니다.