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[음향기기] 애플 아이폰 8 음향리뷰 : 평범함의 미학

STUDIO51 | 조회 1129 | 추천 2 | 2017.10.26. 23:04 http://drmola.com/pc_column/246140

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안녕하세요 언더케이지&닥터몰라 음향리뷰 담당 STUDIO51입니다.

이 글은 영상에서 설명하지 못한 세세한 부분을 설명합니다.

 

 

측정 개요


1. 모든 데이터 표기 방법, 측정 파형, 측정 환경은 AES-17 국제 표준을 기반으로 하였으며, 이해를 돕기 위해 필요한 몇몇 측정 항목에 한해서 이신렬 박사님의 자문 하에 추가, 수정하였습니다.

2. 측정 장비는 국제 표준 측정 장비인 Audio Precision사의 APx 525를 사용하였습니다. APx525는 Audio Precision 한국 지사인 B&P 인터내셔널사와 이신렬 박사님의 지원이 있었습니다.

3. 측정은 APx Waveform Generator Utility 4.4의 24Bit 192kHz 음원을 사용하였습니다. 단 주파수 응답 측정에 사용된 1/6oct 20Hz-90kHz  파형은 24bit 192kHz, 스테레오로 변환하여 측정하였습니다. 모든 음원은 아이튠즈를 사용하여 동기화 하였으며, 기본 음악 플레이어로 측정하였습니다.

4. 모든 기기는 충분히 충전된 상태로, 비행기모드에서 측정하였습니다. 배터리가 부족하거나, Wi-Fi, LTE가 켜져있는 상태에선 측정값이 달라질 가능성이 있습니다.

5. 본 측정은 모든 기기를 대표하지 않습니다. 

6. 아이폰은 삼성와 LG 스마트폰과는 다르게 스마트 앰프 기능이 탑재되어있지 않습니다. 따라서 이어폰, 헤드폰, 라인아웃 모드가 존재하지 않으나, 가능한 공정한 비교를 위하여 부하 측정은 32옴 저항을 병렬 연결 하여 측정하였고, 무부하 측정은 부하 없이 측정장비에 직렬로 연결하였습니다. 편의를 위해 부하측정은 이어폰 모드, 무부하 측정은 라인아웃 모드로 표기하였으나, 기기 자체가 출력을 달리하는 경우는 아닙니다.

7. 이신렬 박사님은 측정 데이터 검증에 참여하실 뿐 데이터 해석에는 관여하지 않으셨습니다.

8. 각 측정 항목의 이름 옆의 괄호는 측정에 사용된 음원과 측정기기의 필터값을 명시합니다. 대부분 AES-17의 권고안을 따릅니다.

9. 아이폰 7젠더와 아이폰 8 젠더는 모두 아이폰 8에 연결하여 측정하였습니다.

10. 본 측정에 사용된 아이폰8은 일본판입니다. 국내판 아이폰의 경우에는 출력제한이 걸려있기 때문에 측정값이 달라질 가능성이 있습니다.

 

 

 

측정 환경

 

 

 

측정환경.png

좌 : 아이폰 8 젠더
우 : 아이폰 7 젠더

 

 

 

 

1. 최대 출력 (0dBFS, 1000Hz, HPF: 20Hz ,LPF: 20kHz)

 

 

최대 출력은 음향기기가 출력할 수 있는 최대 전압값을 표시합니다. 단위는 Vrms를 사용합니다. 높을수록 더 다양한 리시버를 손쉽게 구동할 수 있기 때문에 좋은 값입니다.

 

이어폰 최대.png

 

이어폰 모드에선 아이폰 7 젠더와 아이폰 8 젠더간의 전압 차이가 120mV 수준으로 꽤나 높은 값이 나왔습니다. 출력 자체는 해외판이기 때문에 매우 높은 1Vrms에 가까운 출력이 나옵니다. 이정도 출력이면 풀사이즈 헤드폰을 포함한 대부분의 리시버를 손쉽게 구동할 수 있습니다.

 

 

라인 최대.png

 


라인아웃 모드

라인아웃 모드는 무부하 측정이기 때문에 이어폰 모드(부하 측정) 보다 약간 더 높은 값이 나왔습니다.

 

 


2. 잔류 노이즈 (Silence undithered, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz, A-wgt)

잔류노이즈는 기기가 가지는 노이즈의 전압값을 측정합니다. 낮을수록 "화이트 노이즈" 라고 불리우는 잡음의 양이 적다는 의미입니다.

 

이어폰 잔류.png

 


이어폰 모드 

 

아이폰도 삼성 갤럭시 S8과 마찬가지로 소리가 재생되지 않을때는 뮤트를 활성화 하는 기능이 들어있으나, 그 기능이 매우 보수적으로 설계 되어있기 때문에  정상적으로 측정이 가능했습니다.

 

측정값은 6uV 수준으로 크게 높은 값은 아니지만, 비정상적으로 높은 감도를 가지는 이어폰(다중 BA 이어폰)의 경우에는 노이즈를 작게나마 감지 가능한 수치입니다. 

 

 

 

라인 잔류.png

 


라인아웃 모드

라인아웃 모드 또한 이어폰 모드와 별 다르지 않습니다.


3. SNR (1000Hz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz, A-wgt)

 

SNR은 최대출력과 잔류 노이즈 사이의 간격을 측정합니다. 단위는 dB이며, 값이 클 수록 잔류노이즈는 작고, 최대출력이 높은  좋은 소리를 의미합니다.

이어폰 SNR.png

 

이어폰 모드


라인 SNR.png

 


라인아웃 모드 

 

 

4. DNR (1000Hz, -60dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz, CCIR-2K wgt)

 

DNR(다이나믹 레인지) 는 SNR과 원리 자체는 같습니다. SNR은 신호 사이에 무음구간을 두어 노이즈 플로어와 최대 출력 사이의 간격을 측정했다면, DNR은 0dBFS(최대출력)과 -60dBFS 신호를 사용하여 노이즈 플로어와 최대 출력 사이의 간격을 측정합니다. 

 

SNR 측정시 뮤트가 걸려 정상적으로 측정이 불가능한 기기들도 DNR 측정시에는 정상적으로 작동하므로 기기의 뮤트 기능 작동 여부를 판단할 때 사용하기도 합니다.

 

이어폰 DNR.png

 


이어폰 모드

 

 

라인 DNR .png

 


라인아웃 모드

 

 

5. THD+N (1000Hz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz)

 

THD+N은 기기의 왜곡을 측정합니다. 단위는 dB이며 낮을수록 (절대값이 클 수록) 좋은 값입니다.


이어폰 THD.png

 


이어폰 모드

 

부하를 연결한 THD 측정은 일반적으로 최대출력이 높을수록 부하가 가지는 저항값이 낮을수록 기기에 큰 부담을 주어 왜곡이 급격히 상승합니다. 

 

아이폰의 경우에는 거의 1Vrms에 이르는 최대출력에서 32옴 저항을 연결한 꽤나 가혹한 환경임에도 THD 값은 매우 낮은 -92dB을 보여주었습니다. 이는 현재 수백만원에 이르는 대다수의 고가의 DAP들을 상회하는 매우 좋은 결과입니다. 


지난번에 측정한  갤럭시 S8의 경우에는 최대출력이 아이폰의 절반 수준인 425mV에 불과하나,  THD는 -73dB로  좋지 못한 값을 보여준것과는 대조적입니다.

 

라인 THD.png

 

라인아웃 모드

 

라인아웃 모드 THD 측정은 무부하 측정이기 때문에 부하 측정 보다 값이 더 좋게 나왔습니다.

 


6. IMD (SMPTE, 41Hz, 7993Hz, 4:1 ratio 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz)

 

IMD도 THD와 마찬가지로 왜곡을 측정합니다. THD는 하나의 사인파를 사용하는 반면에 IMD는 두개의 사인파를 사용합니다. 몇몇 기기에서는 THD 값은 좋지만 IMD 값이 매우 나쁜 경우도 있기 때문에 두 측정을 병행하여 사용합니다. (더 정확히는 THD는 배음 왜곡을, IMD는 두 톤 간의 상호 변조 왜곡을 측정합니다) THD와 마찬가지로 값이 낮을수록 좋습니다.

 

이어폰 IMD.png

 

이어폰 모드

 

아이폰 8 젠더는 아이폰 7 젠더 보다 더 낮은 수치의 IMD 값을 보여줍니다. 

 

 

라인 IMD.png

 

라인아웃 모드

 

라인아웃 모드에서도 마찬가지로 아이폰 8 젠더의 IMD 값이 유의미하게 작습니다. 

 

 


7. 주파수 응답 (20 ~ 96kHz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 100kHz )

 

기기의 음색과 대역폭등을 판단하는 주파수 응답입니다. 디바이스에서는 평탄하고 넓은 응답이 바람직한 응답입니다.

 

 

이어폰 FR.png

 


이어폰 모드

 

 

측정은 24bit 192kHz 샘플링 음원을 사용했으나, 실제 기기에서는 44.1kHz 혹은 48kHz 로 다운 샘플링을 하는것으로 추정됩니다. 

 

인간의 가청 영역은 20Hz 부터 20kHz로 아이폰의 주파수 응답 설계는 문제가 없는 수준이나, 지나치게 급격한 필터 설계는 위상 왜곡을 초래할 가능성이 있습니다. 개인적인 사견으로는 96kHz 샘플링까지는 지원하였다면 조금 더 좋지 않을까 하는 바램이 있습니다.

 

주파수 응답이 G6와는 다르게  출렁이지 않는것을 보아 차단 필터는 잘 설계 되었음을 추측할 수 있습니다

 

 

 

 

라인 FR.png

 


라인아웃 모드

 

 

로고5.png

 

오해를 막기 위해 세로축을 ±5dB로 축소한 그래프도 첨부합니다. 20kHz 까지는 무리 없이 나오는 대역폭을 확인할 수 있습니다.

 

 


8. 크로스토크 (10kHz, 0dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 20kHz)

 

크로스토크는 좌 우 체널의 간섭 정도를 측정합니다. 단위는 dB, 값이 낮을수록 좌우가 더 명확히 분리된 좋은 설계입니다.

 

 

 

7젠더 크톡.png

 

이어폰 모드

 

아이폰 8 젠더의 크로스토크 값은 제 실수로 누락되었습니다. 빠른 시일 내로 추가하도록 하겠습니다. 대략 7젠더와 동일한 -61dB로 강하게 추측중입니다.

 

G6의 -47dB에 비하면 상당히 괜찮은 수치입니다.

 

 

 

라인 크톡.png

 

라인아웃 모드

라인아웃의 경우에는 7젠더와 8 젠더의 측정값 차이가 없습니다.


9. 출력 임피던스 (20~20kHz, -20dBFS, HPF: 20Hz, LPF: 100kHz)

 

출력임피던스는 디바이스의 출력단의 임피던스를 측정합니다. 출력 임피던스가 클 수록 이어폰과 헤드폰의 임피던스가 주파수 응답에 크게 반영됩니다. 일반적으로 출력 임피던스는 0에 가까운것이 좋습니다.

 

 

 

 

 

출력임피.png

 


출력임피던스는 0.3옴으로 매우 낮은 값이 나왔습니다. 


총평

1. 아이폰 7 젠더와 아이폰 8 젠더는 모델명도 동일하며, 별도로 구분해서 판매하지 않는 제품입니다. 하지만 최대출력을 비롯한 몇몇 측정값이 다른것을 볼 수 있었는데 이는 최대출력의 변화에 기인한 현상으로 보입니다. 제 추측으로는 칩 내부에 7젠더와 8 젠더를 구분해주는 데이터가 들어있어 아이폰에서 그것을 인지하고 출력을 달리해주는 것으로 보입니다.


2. 분명 아이폰의 음향성능은 최고라고 하기에는 전체적으로 부족합니다. 하지만 G6와 S8은 이어폰 모드에서 특정 수치가 심각할 정도로 나쁜 값을 기록한 반면에 아이폰은 그런 문제가 없습니다. 

 

음향 성능은 위의 모든 측정값들의 조화로 결정됩니다. 모든 측정값이 매우 뛰어나더라도 부족한 단 하나의 측정값이 그 기기의 수준을 정의합니다. 

 

LG와 삼성이 스마트폰의 음향성능을 강조하고 신경써 주는 모습은 매우 보기 좋지만, 제가 보기에는 특출난점은 없어도 부족한 점이 없게끔 설계하는 아이폰의 방식이 더 옳다고 보여집니다.

 

특히 1Vrms가 넘는 출력에 32옴 부하를 인가하였지만 THD가 매우 안정적인 값을 보여주는것은 매우 인상적이였습니다.

 

아이폰 8(미국, 일본판) + 8젠더 = 8점

 

아이폰 8(유럽, 국내판) + 8젠더 = 7.5점

 

 

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DR.MOLA

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