음향 설계의 목적과 구성

박일환 이사mysba011@hanmail.net

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음향 설계의 목적

음향 시스템 선택(Speaker)

Speaker 배치형태

음향 장비의 구성

마이크의 종류,선택

시뮬레이션의 예

건축 음향의 중요성

Contents

3

음향장비(확성장치)의 설치목적

1. Coverage(커버리지)

2. 음악의 동기화

3. 음상정위(音像定位)

/무언가를 잘 듣게 하기 위해 돕는 것이다

/음악적인 동기를 목적으로 소리를 크게 만들기 위함이다.

/먼 지역에서도 소리를 듣게 하는 것을 가능하게 한다.

Line Array Speaker란?

라인 어레이 스피커란세로 지향각이좁은 여러 대의 스피커를선

형 타입으로배치하는방식이다. (좌측그림참고)

Line Array Speaker의 특징

- 세로 지향각이좁아 일반 혼타입 스피커보다직진성이강하며

여러대를함께 사용하므로야외공연이나원거리로소리를

전달하고자할 때 사용한다.

- 라인 어레이 타입의 스피커는원거리공간에 가장 최적의 음압

편차를 만들어내기 위해 사용하는방법으로야외 또는 실내의

거리가 긴 공연장에효율적으로적용된다.

01

일반적인 HON 타입 Line Array 타입

스피커 소개

• 음원에서 거리가 2배 멀어지게 되면 -6dB감쇠

• 커버되는 구역별 세부 볼륨조절 안됨

또한 여러 대의 스피커 사용 시, 위상 차이로 인한 소리의

손실을 가져올 수 있다.

• 음원에서 거리가 2배 멀어지게 되면 -3dB감쇠포인트 어레이에 비해 거리대비 출력이 2배가 된다.

• 커버되는 구역별 세부 볼륨조절 할 수 있음경제적으로 고가(高)

Point source(점음원)

수평지향각 100˚

수직지향각 10˚개별 [cluster]

수평지향각 100˚

수직지향각 50˚

Line Array(선음원)

• 얼라이먼트의커브형태에서지향성 컨트롤이 가능하여,

다양한 공간을 적절하게 커버할 수 있다.

• 상대적으로 저렴함

거 리

일반 스피커

라인 어레이

1M

100

100

* 소리 에너지 감쇄의 예2M

94

97

4M

88

94

8M

82

91

16M

76

88

7

스피커 시스템 단면 지향각

대예배실 음향설비01

8

대예배실 음향설비01

9

대예배실 음향설비01MAIN SPEAERS 8EA × 2

AUDIO 신호 회로 7

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스피커 배치의 예

1, 2,

-11-

MICROPHONE

ETHERSOUND OPTIION

CARD

PLYAER

PROCESSING SECTION SPEAKER SECTION

유무선 마이크 시스템

CDP, 카세트, DVD

INPUT SECTION

DIGITAL AUDIOMIXING

CONSOLE

네트워크ETHERSOUND

주 상황실로컨트롤, 음향신호송출

음향설비홀 블록도

▲ SUB WOOFER X 2EA

▲MAIN SPEAKER X 4EA

▲DELAY SPEAKER X 4EA

STAGE MONITOR SPEKAER x 4EA

CF 녹음기

RS-232

오디오 패치는

필요시 추가

SPEAKER MANAGEMENT

MICROPHONE

SPEAKER MANAGEMEN

T

PLYAER

PROCESSING SECTION SPEAKER SECTION

유무선 마이크 시스템

INPUT SECTION

STAGE MONITOR SPEKAER x 4EA

◀MAIN SPEAKER

X 14EA (L/R)

DIGITAL MIXING

CONSOLE(48ch)

◀SUB WOOFER

X 4EA(L/R)

ETHERSOUND OPTIION

CARD

네트워크

ETHERSOUND

주 상황실로컨트롤, 음향신호송출

CDP, 카세트, DVD

부대시설 음향설비블록도

CF 녹음기RS-232

오디오 패치는

필요시 추가

13

마이크로폰이란 공기의 진동으로 전달되어 온 음향신호를 전기신호로 변환하는

변환기(transducer)이다.

전기 신호를 음향신호로 변환하는 변환기가 바로 스피커이다.

마이크란(Mic)?

지향특성 (Polar Patterns)

지향특성 (Polar Patterns)은 0도와 만나는 그래프 중심을 마이크축으로 하고, 0도, 90도, 180도로 구분하여 소리를 수음(pickup)할 때의 마이크 지향성을 동심원 그래프상에그림으로 나타낸 것이다.

1) 무지향성 패턴

사실상 모든 방향에서 똑같은 감도로 음을 포착한다.

2) 양지향성 마이크 또는 8자형 지향성 마이크

0도와 180도에서는 최대, 90도에서는 최소, 그리고 그 두점사이의 각도에서는 다양한감도로 소리를 받아들인다. 이 패턴은 숫자 8의 고리(lobe)의 사이즈가 서로 연관되어바캡에 따라 변화한다.

수음패턴은 크게 4가지로 분류

3) 단일지향성 또는 카디오이드 마이크

0도에서 최대, 180도에서는 최소, 그리고 그 사이에서는 다양한 감도로 소리를 받아들인다.이 패턴은 그래프에서 90도 아래에 위치한 로브의 크기와 모양이 변함에 따라 변화한다.

4) 반원 지향특성 마이크

바운더리(boundary)나 압력(pressure-zone; PZM)마이크에서 볼 수 있다 PZM은 평면 위의 모든 방향과 파장에서 똑같이 잘 수음되므로 그 패턴은 원의 형태를 보이고, 경계선 뒤로부터 오는 소리는 수음하지 못하는 특성이 있다.

이 마이크는 이름에서도 알 수 있다시피 특정한 방향에서 나오는 소리를 캐취하는 것이아니라 모든 방향에서나오는 소리를 모두 균일한 크기(감도)로 캐취를 한다.

1. 무지향성 마이크(전지향성 마이크)

이 마이크는 특정한 방향에서 나오는 소리에만 크게 반응을 하고, 그 방향축을 벗어날 수록 반응이 작아지는 특성을 갖는 마이크를 말한다. 이러한 특성을 이용하여 주위에 소음이 많은 곳과 같은 장소에서 특정한 소리만을 캐취하는데 아주 유용하게 사용된다.

2. 단일 지향성 마이크

3. 초지향성 마이크

초지향성 마이크는 건마이크나 건 마이크 뒤에 파라볼라 안테나와 같은 집음판까지 장착

한 마이크와 같이 특정하게 좁은 각도에서의 소리만 캐취하기 위해 만들어진 마이크로 다

른 마이크에 비해 지향성이 매우 우수하다. 일반적으로 수음하는 각도가 10~20°밖에

안되기 때문에 여러 음 중에서 어느 특정한 소리만 캐취할 때 아주 효과적으로 사용된다.

4. 양방향성 마이크(쌍지향성 마이크)

지향 축과 그 반대 축 양쪽 모두 감도가 높고 옆 쪽은 감도가 매우 낮은 특성을 갖는 마이크로, 쌍지향(양지향)성 또는 전후지향성이라 한다. 쌍지향성 마이크는 8자 모양의 지향패턴으로 마주 앉아 진행되는 토크 쇼(미국의 쟈니카슨 쇼 등)나 음악프로그램 등 특별한목적에 사용된다

4. 무선 마이크(WIRELESS MIC)

Pressure Zone Mic(PZM)PZM이라고 마이크는 바닥이나 벽 등에 붙여서 사용할 수있다

이럴경우 붙인표면쪽의 소리는 전혀 들어오지 않기때문에 순수하게

윗쪽에서 오는 소리를 받아 들일 수 있습니다.

Parabolic Mic어떻게 보면 마이크보단 레이더의 안테나라고 보시는 분들이

많으실 겁니다.

용도: 야밤의 아프리카에서 동물들의 소리를 채음한다거나

플벌레 소리 사람이 들을 수없는 소리라던지 넓은

경기장에서 선수들의 움직임이나 공의 소리를 쫓아

갈때 한 곳에서 레이더 처럼 공을 향하면서 수음할때도

있기도 합니다.

붐 마이크

•지향성 좋은 고감도 마이크를 낚싯대 같이 생긴 장대 위에 매달아 음원을 향하여 이동하면서 흡음하는 장치. 마이크가 화면에 나오면 안 되거나멀리서 나는 소리를 가까운 곳에서 나오는 것처럼 픽업해야 하는 경우에자주 사용한다.

*마이크 TESTTING때 마이크에 바람을 불거나 손으로 톡톡치지않는다.

*Mic는 가까이 쓰도록 SETTING한다.

25

100dB 100dB

? 200dB103dB

사후관리

시공 후 시스템 설비

단계에서 잘못된 공사가

진행 되었을 시, 또는 제

품이 고장이 발생하였을

경우에 사후관리 서비스

를 제공한다.

시스템 점검 및 시운전

시스템 설비 후 점검 및

시운전을 통해서 공간에 가

장 시스템을 제공하며 최적

의 효과를 낼 수 있는지 점

검한다.

시스템 설비예측 및 설계

선정된 시스템으로 설계

를 시작하는 단계로 구체적

인 설비비용과 자세한 견적

을 산출하고 도면작업으로

구성안을 구체화 한다.

전용 예측 시뮬레이션과 같

은 프로그램을 사용하여 정

확한 예측을 유도한다.

시스템 구성 및 제안

공간에 따른 최적의

시스템 솔루션을 선정하

고 솔루션에 대해 제안

및 논의를 하다.

“설계의 목표는 공간의 용도와 목적에 따른

가장 최적화된 시스템 솔루션을 제공하는 것입니다”

확정된 시스템을 설계하

고 공사작업이 진행되는 상

태로 철저한 감독과 성실한

시공으로 소비자에게 만족

함을 제공한다.

설계순서시스템 설계 순서 및 특징

26

PROCESSING SECTION

MANAGEMENT

OTHER SPEAEKR SYSTEM

SPEAKER SYSTEM

MULTI JACK PANNEL #112IN/ 2OUT/ 2POWER

MIC JACK PANNEL #13IN/ 1OUT/ 1POWER

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설교자석 마이크

성가대 마이크

MIC JACK PANNEL #63IN/ 1OUT/ 1POWER

MULTI JACK PANNEL #212IN/ 2OUT/ 2POWER

모니터#1

CDP

(DENON, DN-D4500)

◀ 프론트필

◀ 서브우퍼(RIGGING)

◀ 사이드필(1F/2F)

모니터#2

▲ 언더발코니

◀ 메인 L/R

▲ 딜레이

YAMAHA, PM5D-RH

YAMAHA, DCU5D/DSP5D

W/L MIC SYSTEM _8CH◀ 서브우퍼(STACK)

CF RECODER (TASCAM, SS -R1)

모니터#3

블록도

대예배실 음향설비01

28

MAIN L/R SPEAKER

DELAY SPEAKER

SUB WOOFER SPEAKERFRONT FILL SPEAKER

UNDERBALCONY SPEAKER

SUB WOOFER (RIGGING)

스피커 시스템 단면 지향각

대예배실 음향설비01

EAW Resolution 결과보고

29

① 균일한 음압분포

• 평균 실내 레벨에서의 허용편차: 500Hz ~ 4000Hz 에서 ±3dB

• 전체 객석의 80%이상에서 이 값이 측정 되도록 설계

② 일차 음원의 방향감을 잃지 않고, 스피커의 존재가 의식되지 않도록 시스템 구성

• 메인 스피커의 사각지대인 발코니 부분에 Delay 스피커 설치

• DSP를 사용하여 메인 스피커와의 거리차이에 의한 Delay 및 음압 크기 조정

③ 충분한 음압레벨 확보

• 실의 용적과 사용 용도에 적합한 음압 레벨 확보

④ 에코나 하울링을 억제

• 모니터 스피커를 설치하고 메인 스피커의 커버리지를 조정하여 반사음 유입을 줄인다.

⑤ 실내 형태, 크기 및 잔향 시간을 고려하여 결정

• 메인 스피커 및 딜레이 스피커의 지향성을 고려하여 선택

• 집중배치와 분산배치의 혼합한 혼합방식으로 스피커를 배치

• 스피커구성주안점

– 다목적 용도로 지어진 건물은 강연과 음악 연주 등 다양한 목적의 행사가 동시에 일어나는

공간이다. 따라서 공간 음향의 취지에 맞도록 다양한 음향적 특성과 형태에 대한 고려가 필요

하다.

30

500Hz 1,000Hz

4,000Hz 8,000Hz

시스템 단면 주파수대역특성

대예배실 음향설비01

31

4,000Hz1,000Hz

MAIN L/R SPEAKER (M1D X 8ea) x 2point

메인 L/R 스피커 시스템 평면 지향각 & 주파수대역특성

대예배실 음향설비01

32

SUB WOOFER SPEAKER 700-HP x 2ea

63Hz31.5Hz

서브우퍼 스피커 평면 배치도 & 주파수대역특성

대예배실 음향설비01

33

4,000Hz1,000Hz

FRONT FILL SPEAKERUPJuniorx 4ea

프론트필 스피커 시스템 평면 지향각 & 주파수대역특성

대예배실 음향설비01

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SIDE FILL SPEAKERUPJuniorx 2ea

4,000Hz1,000Hz

1F 사이드필 스피커 시스템 평면 지향각 & 주파수대역특성

대예배실 음향설비01

35

SIDE FILL SPEAKERUPJuniorx 2ea

4,000Hz1,000Hz

1F 사이드필 스피커 시스템 평면 지향각 & 주파수대역특성

대예배실 음향설비01

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UNDER BALCONY SPEAKERUPM-1P x 4ea

4,000Hz1,000Hz

언더발코니 스피커 시스템 평면 지향각 & 주파수대역특성

대예배실 음향설비01

37

DELAY SPEAKERUPM-1P x 4ea

4,000Hz1,000Hz

딜레이 스피커 시스템 지향각 & 주파수대역특성

대예배실 음향설비01

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음원에서의거리

A-Weighted Linear평균 음압 최대 음압 평균 음압 최대 음압

1번 마이크 : 8 M 지점 (1층) 106.8 dB 119.3 dB 111.8 dB 124.3 dB2번 마이크 : 16 M 지점 (1층) 104.1 dB 116.6 dB 109.0 dB 121.5 dB2번 마이크 : 21 M 지점 (1층) 101.7 dB 114.2 Db 106.5 dB 119.0 dB3번 마이크 : 22 M 지점 (2층) 101.6 dB 114.1 dB 105.7 dB 118.2 dB

음압 편차 ± 2.6 dB ± 2.6 dB ± 3.1 dB ± 3.1 dB음압 평균 103.6 dB 116.1 dB 108.3 dB 120.8 dB

시뮬레이션결과좌석에서 평균 103.6 dBA,

최대 114.1 ~ 119.3 dBA 음압을 확보

음압 편차는 ± 2.6 dBA 내외로

모든 좌석에 음압이 고르게 분포되어

충분한 음압으로 재생됨을

SIMULATION을통해서 확인할 수 있습니다.

2

16M 지점

3

21M 지점

1

8M 지점

4

22M 지점

스피커 거리별 음압 측정

대예배실 음향설비01

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실내 음향의 중요성

건축음향 요건

•실내 소음이 없도록 차음한다;

외부 소음과 공조 소음 검토

•음향 장해가 없도록 형상을 검토

건축음향 요건향 장 형상

•적절한 잔향시간이 되도록 흡음 처리

• 스피커에서 나온 소리는 공간에서 최종적으로 음색이 형성되어 우리

귀에 도달하게 된다.

• 따라서 아무리 음향 시스템이 좋다고 해도 공간 음향 특성이 좋지 않으면 절대로 좋은 소리가

들리지 않는다. 똑 같은 음향 시스템이라도 공간에 따라서 소리는 전혀 다르게 느껴진다.

• 좋은 음향 시스템에 좋은 공간 특성이 더해져야 좋은 소리가 난다.

좋은 공간의 조건은 건축의 형태가 좋아야 하고, 잔향이 적절해야 하며, 불필요한 소음 등이

없어야 한다.

음향 장해

에코

에코

실내에서 박수소리와 같이 지속 시간이 짧은 음을 발생시키면, 반사음을 들을 수 있다.

이것이 잔향이며, 반사음이 분리되어 들릴 경우에는 에코라고 한다.

스피커 설치에 의한 에코 발생

스피커를 후 벽을 향해서 설치하면 후 벽에 의한 에코가 발생되므로객석을 향하여 설치한다.

음향 초점 sound focus

볼록면은 음을 확산시키지만, 오목면은 음을 집중시킨다.

음향 초점 sound focus

오목 면의 음향초점을 방지하기 위해서는 볼록 면을 조합하여 설계.

음향 초점 sound focus

돔 구조형으로서 음향 초점이 생기고 천장의 반사음이 없 원통형 건물 내에서는 음향초점이 발생된다.

음향 초점 sound focus