AV 리시버 앰프 출력 스펙 및 스피커 스펙 이해하기

 AV 리시버, 스피커 등 홈시어터 장비의 구매를 위해 확인해야 할 사항이 여러가지 있다. HDMI, 7.1ch, 4K, pass-through, YPAO 등등 웬만한 스펙들은 표면적인 스펙이라, 조금만 알아보면 그 의미를 쉽게 알 수 있는 것들이다. 하지만, AV 리시버의 앰프 출력 및 스피커 매칭 관련 정보등의 기술 스펙들은 이해하기가 쉽지 않고, 정보들을 찾기도 쉽지 않았다. 이 궁금증을 해결해가면서 공부한 내용들을 이 번 포스팅을 통해 알기 쉽게 정리해 보았다.

앰프 출력 및 스피커 관련 기술 스펙들은 다음과 같은 것들이 있고, 간단한 의미를 먼저 살펴보자.

• 앰프 최대 출력 (W, 와트), Maximum Power Output per Channel, Peak Music Power Output (PMPO)
  말 그대로, 앰프나 AV 리시버의 스피커 출력 앰프의 전기적인 힘(구동력)을 나타낸다. W값이 높다는 것은 처리할 수 있는 전기적인 신호의 최대 크기가 높다는 것이지, 음질을 보장한다거나 (물론 힘이 좋으면, 상대적인 소리 크기가 더 커지긴 하겠지만) 볼륨이 더 크다는 것의 유일한 이유는 아니다.
• 앰프 적정출력 (W, 와트), 평균출력, Root Mean Square (RMS), Rated Ouput Power
  최대가 아닌 정상적인 사용시의 평균적인 전력. 실제 AV 리시버 구매시 비교 해야 할 중요한 정보이다. 앰프가 지속적이며 안정적으로 스피커를 구동할 수 있는 전기적인 힘으로 생각할 수 있다.
• 스피커 음압감도 (dB)
  실제 소리의 크기(볼륨)를 나타내는 정보이다. 스피커 스펙에 나오는 음압 정보는 1W의 전기로 1m거리에서 들을 수 있는 소리의 크기를 나타낸다고 한다. 많은 스피커들이 87dB이상의 음압감도를 스펙에 표시하고 있다.
• 임피던스(저항, ohms)
  스피커의 저항 정보를 나타낸다. 중학교 물리시간에 전류 전압 배울 때 나오는 그 저항이 맞다. 저항이 적으면 전류가 더 많이 흐르고, 저항이 크면 전류가 적게 흐르는 원리를 통해, 앰프의 출력 고려해서 스피커의 매칭 문제를 고민할 수 있다. 예를 들면, 저항이 낮은 스피커는 전류가 많이 흐르기 때문에, 많은 전류를 흘려보낼 수 있는 출력 좋은 앰프가 필요하다. (전력=전압*전류 공식 생각하면, 저항에 따른 전류량이 계산 된 후, 필요한 전력(W)를 구할 수 있는 것과 같은 이치)
• 왜율 (왜곡률, 왜율, 왜형률, 고조파 왜곡, 총 고조파 왜곡, Total Harmonic Distortion, THD)
  앰프에서 출력 증폭시 생성되는 고조파 변형 비율이라고 하는데, 쉽게 말해, 음의 찌그러짐 정도라고 한다. %로 표시하고, 5%이하면 보통 우리 귀로 음의 찌그러짐을 인지하고 어렵다고 한다. AV 리시버 스펙이 소리 주파수대 별로 왜율이 표시 되어 있다. 대개는 1%에서 0.05%까지 주파수 영역별로 다양하게 스펙이 표시되어 있다.

위의 기술적인 개념들이 실제 제품 스펙에 어떤 식으로 나와있는지 예제 상품과 함께 살펴보자.

(1) AV 리시버 스피커 출력 스펙 이해하기

제조회사	모델명	가격	스피커 출력 스펙
Denon	AVR-S510BT	$279	From Specification Sheet 140 watts per channel Maximum Power Output Per Channel 90 watts per channel (6 ohms, 1 kHz, THD 0.7%, 2ch driven) 70 watts per channel (8 ohms, 20Hz - 20 kHz, THD 0.08%, 2ch driven) From Owner's manual Front: 70 W + 70 W (8 Ω/ohms, 20 Hz – 20 kHz with 0.08 % T.H.D.) 90 W + 90 W (6 Ω/ohms, 1 kHz with 0.7 % T.H.D.) Center: 70 W (8 Ω/ohms, 20 Hz – 20 kHz with 0.08 % T.H.D.) 90 W (6 Ω/ohms, 1 kHz with 0.7 % T.H.D.) Surround: 70 W + 70 W (8 Ω/ohms, 20 Hz – 20 kHz with 0.08 % T.H.D.) 90 W + 90 W (6 Ω/ohms, 1 kHz with 0.7 % T.H.D.) Output connectors: 6 – 16 Ω/ohms
Denon	AVR-X7200WA	$2999	From Specification Sheet 260 watts per channel (Maximum Power Output Per Channel) 190 watts per channel (6 ohms, 1 kHz, THD 0.7%, 2ch driven) 150 watts per channel (8 ohms, 20Hz - 20 kHz, THD 0.05%, 2ch driven) From Owner's manual Front: 150 W + 150 W (8 Ω/ohms, 20 Hz – 20 kHz with 0.05% T.H.D.) 190 W + 190 W (6 Ω/ohms, 1 kHz with 0.7 % T.H.D.) Center: 150 W (8 Ω/ohms, 20 Hz – 20 kHz with 0.05% T.H.D.) 190 W (6 Ω/ohms, 1 kHz with 0.7 % T.H.D.) Surround: 150 W + 150 W (8 Ω/ohms, 20 Hz – 20 kHz with 0.05% T.H.D.) 190 W + 190 W (6 Ω/ohms, 1 kHz with 0.7 % T.H.D.) Dynamic Power: 170W x 2-channel (8 Ω/ohms) 280W x 2-channel (4 Ω/ohms) Output connectors: 4 – 16 Ω/ohms
Yamaha	RX-V481	약45만원	Rated Output Power (1kHz, 1ch driven): 115 W (6 ohms, 0.9% THD) Rated Output Power (20Hz-20kHz, 2ch driven): 80 W (6 ohms, 0.09% THD) Maximum Effective Output Power (1kHz, 1ch driven) (JEITA): 145 W (6 ohms, 10% THD) Dynamic Power per Channel (8/6/4/2 ohms) - / 110 / 130 / 160 W Minimum 6 ohms

첫 번째 장비는 데논에서 나오는 저렴한 AV 리시버 중 하나이다. 위의 표에서 처럼 브로셔 (Specification Sheet)에 나온 정보와 설명서에 나온 스펙 내용이 조금 다르다. 하지만 내용은 같다.

140 watts per channel

Maximum Power Output Per Channel

채널 당 최대 출력이 140와트라는 말이다. 두 번째 데논 장비는 채널당 최대 출력이 260이다. 가격차이가 10배인데, 출력은 두배 정도 차이난다. 최대출력은 사실 장비 선택시 중요한 정보가 아닐 수 있다. 왜냐하면, 보통의 작은 집에서 최대 출력을 사용할 일이 없기 때문이다. 단순히 참고만 하면 되는 정보로 생각된다.

90 watts per channel

(6 ohms, 1 kHz, THD 0.7%, 2ch driven)

70 watts per channel

(8 ohms, 20Hz - 20 kHz, THD 0.08%, 2ch driven)

채널당 정격출력 정보이다. 90와트 정보와 70와트 정보는 스피커 연결 환경(6 or 8 ohms)을 고려한 정보이다. 첫 번째는 임피던스가 6인 스피커를 연결했을 때, 90W 출력에 1kHz 소리 신호에 대해 0.7%의 왜율이 있다는 말이다. 2ch driven은 왼쪽 오른 소피커 둘 다 연결해서 소리를 낼 때 각 스피커의 정격 출력이 90W란 말이다. 그래서 Owner's manual에서는 2ch driven을 빼고 90W + 90W로 표현을 한 것이다. 결국 같은 내용을 약간 다르게 표현한 것이다.

임피던스가 8인 스피커를 연결했을 때는 채널 당 정격출력이 70W이다. 출력은 조금 줄었지만, 다양한 소리 신호 주파수 범위를 고려해도 왜율이 0.08%이다. 8 ohms의 스피커 연결시 소리 신호의 노이즈가 많이 줄어든다. 6 ohms에서 1 kHz만 보여준 이유는 아마 더 넒은 범위가 주어지면 왜율이 증가하기 때문에, 저렇게 표시를 하는 것 같다. 나쁜 것을 가리기 위해...데논의 X7200에서도 6 ohms 스피커를 연결했을 때 같은 신호 범위에 대해 왜율이 같다. 왜율은 전류량이 많아지면 커지는 것으로 알고 있다. 그렇게 때문에 6 ohms 스피커를  S510BT에 연결해서 70W 출력으로 들으면 왜율이 0.7%이다. X7200에서 같은 스피커를 70W로 들으면, 정격인 140W일 때 왜율이 0.7이므로, 아마 왜율이 더 좋아지지 않을까 싶다. 표면적으로 스펙에 표시된 왜율만을 고려한다면, 고가의 장비를 구입해서 6 ohms 스피커를 연결하는 것이나, 저렴한 장비에 8 ohms 스피커를 연결하는 것이랑 크게 다르지 않을 것 같다는 생각이 든다. (물론 임피던스 8 스피커가 절대 볼륨 크기가 훨씬 작겠지만...)  예산에 따라 장비 구입할 때, 스피커의 임피던스와 AV 리시버의 정격출력의 왜율 정보를 잘 인지하면, 의사결정에 도움이 될 것 같다.

야마하 보급형 장비는 약간 다른 형식으로 스펙을 표시했다.

Rated Output Power (1kHz, 1ch driven): 115 W (6 ohms, 0.9% THD)

Rated Output Power (20Hz-20kHz, 2ch driven): 80 W (6 ohms, 0.09% THD)

Maximum Effective Output Power (1kHz, 1ch driven) (JEITA): 145 W (6 ohms, 10% THD)

6 ohms 스피커에 대한 정보만 보여준다. 대신 1ch driven과 2ch driven에 대한 정보를 보여준다. 왜율의 측면에서는 데논 S510BT보다 야마하 장비가 훨씬 좋아보인다. 같은 6 ohms 스피커를 연결했을 때, 90W (1 kHz, THD 0.7%, 데논 S510BT) vs 80W (20Hz-20kHz, THD 0.09%, 야마하 RX-V481)의 차이를 보여준다. 에누리에서 야마하 장비가 1등하는 이유가 스펙의 차이에 있는건 아닌지 추측해 본다. 앞에서도 이야기 했지만, 최대 출력은 그냥 참고용이다. JEITA는 일본 표준 마크이다. 일본의 최대 출력 표준 평가 기준에 의해 측정했다는 것을 나타내기 위해 표시한 것 같다.

(2) AV 리시버랑 스피커 임피던스 매칭

AV 리시버의 스펙 출력을 대충 알았으면, 거기에 맞는 스피커를 골라야 한다. 대부분의 리시버들은 설명서와 메뉴얼에 적절한 스피커 임피던스 정보를 제공해 준다. 위의 테이블에서, Output connectors항목과 Minimum 6 ohms정보가 그것이다. 데논 S510BT은 임피던스가 6-16인 스피커를 연결하도록 나와 있다. X7200은 임피던스 4인 스피커 까지 가능하다. 야마하 장비도 최소 스피커 임피던스가 6으로 나와 있다.

 

위 그림은 야마하 RX-V481 리시버의 뒷판 스피커 연결부이다. 별그림 주위를 보면, 스피커 임피던스가 최소 6까지 임을 알 수 있다. 6 ohms미만의 스피커를 연결하면, 장비 출력이 낮아 (최대 출력에 가까워지면서 왜율이 높아지는 등) 볼륨을 많이 높일 경우 무리가 갈 수 있다고 해석하면 된다. (그렇다고 절대 그렇게 연결하면 안된다 뭐 이런 법이 있는 것도 아닌 것 같다. 허용 출력 안에서 잘 사용한다면...) 데논 X7200의 경우 Dynamic power가 임피던스 4일때 280W으로 나와있고, RX-V481는 130W로 나와 있다. 비싼장비를 사면, 선택할 수 있는 스피커의 종류도 많아지게 된다.

(3) 임피던스와 음압을 고려한 스피커의 선택

선택한 AV 장비에 채널당 70-80W 출력과 20Hz-20kHz에서 대충 왜율이 0.1이하로 나오게 하는 스피커를 찾는다고 가정해 보자. (5%이하의 왜율만 되도 음의 찌그러짐을 인지하기 어렵다는데, 0.1은 굉장히 낮은 왜율로 생각된다.) 위의 표에 나온 장비를 고려한다면, S510BT를 위해서는 8 ohms의 스피커를 RX-V481에서는 6 ohms의 스피커 연결도 가능하다. 더 큰 임피던스 스피커를 달면 당연히 왜율은 더 줄테니만, 저항이 커져 전류 흐름이 적기 때문에, 상대적으로 소리가 작을 가능성이 크다. 하지만, 소리의 크기는 음압과도 깊은 연관이 있어서, 리시버와 스피커를 잘 매칭하기 위해서는 스피커의 음압감도도 잘 고려해야 한다.

음압관련 정보는 괜찮은 포스팅이 있어서, 링크로 대신한다. https://goo.gl/jLSeFG와 (https://goo.gl/vB7Htr)

앞 자료들에서 발견한 몇 가지 팁 및 중요 내용을 요약하면,

1. 허용입력 Watt는 스피커 품질과 전혀 상관이 없다. 모든 스펙이 같고 허용입력만 더 크다면 더 큰 소리를 낼 잠재력은 있겠지만, 실재로 허용입력 만큼 출력을 낼 일이 없다. (엄청 큰 소리가 나기에...)

2. 스피커 스펙에 나오는 허용입력(Power handling, 권장 앰프 출력)은 스피커 안전이 보장될 수 있는 한계 출력점이다.

3. 그렇다고, 스피커 허용입력값이 앰프 최대 출력값보다 작다고 구매를 꺼릴 필요가 없다. 예를들어, 내가 사려는 스피커가 임피던스 8이고 120W가 최대 허용 입력값이라고 했을 때, 채널 당 140W가 최대인 데논 AVR-S510BT와 연결하는데 아무런 문제가 없다는 말이다. 왜냐하면, 실제 사용시 최대출력을 사용할 일이 현실적으로 없기 때문이다. 오히려 리시버의 적정출력이 임피던스 8일때 70W이기 때문에, 스피커 최대 허용 입력값인 120W보다 작기 때문에, 안전하게 구동할 수 있다.

4. 하지만 미국에 있는 어떤 사용자는, 실수로 리시버 앰프의 최대 출력이 스피커로 갈 수 있는 상황이 있을 수 있으니, 스피커의 허용입력과 비슷하거나 약간 낮은 최대 출력값을 가지는 리시버 앰프와 매칭을 하라는 조언도 있었다.

5. 리시버 앰프의 최대 출력값이 스피커 허용입력보다 많이 낮을 경우, 오히려 스피커가 더 손상될 수 있다고 한다. 보통 앰프들은 최대 출력에 도달하면 Clipping이라 불리는 신호의 왜곡이 발생한다고 한다. 이 왜곡된 신호가 스피커 유닛을 손상할 수 있다고 한다. 리시버의 정격 임피던스가 최소 6인데, 임피던스 4인 스피커를 사용하면 이런 상황이 연출될 수 있을 것 같다.

6. 결론은, 이런저런 복잡한 생각말고 시중에 나오는 일반적인 리시버와 홈시어터 스피커들의 임피던스 정보만 잘 매칭하면, 기술적인 문제가 없다고 보면 된다. 실제로 청음을 해보고 음질이 마음에 드는 매칭을 하면 그냥 끝!

7. 고급 스피커에 저렴한 리시버는 좋은 소리가 나고, 고급 스피커에 고급 리시버는 아주 좋은 소리가 난단다. 하지만, 저렴한 스피커에 고급 리시버는 좋은 소리가 안날 수도 있다고 한다.

8. 가청 주파수 대역은 20Hz-20kHz라고 한다. 스피커가 구현할 수 재생 주파수 대역이 넓으면 스펙상 좋다고 할 수 있다. 하지만, 재생주파수 대역은  ±6dB 등의 편차 정보가 같이 온다. 편차는 같은 대역에서 음압이 얼마나 안정적인지를 나타내는 지표이다. 편차가 같다면 대역이 넓은 게 스펙상 더 좋다고 할 수 있다. 하지만 재생 주파수 대역은 넓지만 편차가 크고, 재생 주파수 대역이 좁지만 편차가 작다면, 어떤 스피커가 스펙상 더 좋은지 이야기 하기가 쉽다 않다고 한다.

아래는 인터넷에서 찾은 홈시어터 관련 유용한 정보 링크들이다.

• 2005년도 블로그 자료 (한글): http://m.blog.naver.com/peskj/60012691559 

• 홈시어터 구축을 위한 돌비의 공식 가이드: https://www.dolby.com/kr/ko/guide/home-theater-setup.html

• 앰프 스펙 이해하기 (영어): http://www.practical-home-theater-guide.com/audio-amplifiers.html

• 앰프 출력 스펙 이해하기 (영어): http://www.the-home-cinema-guide.com/power-specs.html

• 홈시어터 설치 개요 (영어): http://www.the-home-cinema-guide.com/surround-sound-systems.html

• 일체형 홈시어터가 좋다 (영어): http://www.the-home-cinema-guide.com/best-home-theater-system.html

• RMS의 의미 (영어): https://www.cnet.com/forums/discussions/75-watts-rms-what-does-it-actually-mean-89414/

• 음압 (한글): http://adultkid.tistory.com/457

• 홈시어터 구매설치 십계명 (한글): http://www.knamedia.com/?p=22982

• 스피커와 앰프의 구동력 매치 (영어): http://www.tomsguide.com/answers/id-1747995/speaker-power-amp-power.html

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