[알고 듣자]<3>음향기기 단자를 보면 음질 수준 알 수 있다

※편집자주: '알고 듣자' 시리즈는 음악을 더 좋은 음질로 감상하기 위해 음원, 음향기기, 디바이스를 비롯한 청음 환경을 어떻게 바꿔야 하는지 알기 쉽게 설명하고자 기획한 콘텐츠입니다. 평소 듣던 음악을 새로이 느껴보고 싶은 여러분께 고음질 음악의 세계를 소개합니다.

일반적으로 고음질 음악을 감상하려면 음원, 음원을 재생하는 디바이스, 디바이스로부터 신호를 받아 소리로 변환해 들려주는 음향기기의 품질이 좋아야 한다. 그리고 이들 사이를 연결하는 매개체도 신경 써야 한다. 특히 디바이스와 음향기기를 연결하는 케이블이 좋지 않으면 기껏 준비한 고음질 음원이 우리 귀에는 깨진 소리로 들릴 수 있다.

다양한 케이블 연결 단자들

케이블 연결 단자에 따라 음질이 달라지는 경우도 있다. 정확히는 단자 규격에 따른 데이터 통신 기술 차이로 음질에 서로 다른 영향이 가해진다.

밸런스 방식 단자, 음질이 좋다는 이유는?

가장 대중적인 오디오 연결 단자 규격인 3.5mm, 흔히 'AUX'라고도 부르는 단자는 언밸런스(Unbalanced) 방식에 속한다. DAP를 비롯한 고음질 음원 재생용 디바이스와 고급 음향기기는 약간 더 굵은 4.4mm 단자를 사용하는 경우도 있는데, 이는 밸런스(Balanced) 방식으로 분류된다.

음향기기 업계에서는 대체로 밸런스 방식의 음질이 좋다고 평가한다. 언밸런스 방식은 기술 특성상 소리를 전달하다 외부 신호와 간섭해 데이터가 변질돼도 원래대로 복구할 수 없다. 반면 밸런스 방식은 데이터가 변질돼도 원래대로 복구하는 기술이 적용됐다.

케이블을 통해 소리 데이터를 전송하다 보면 주변 전자파가 유입돼 신호를 왜곡하는 경우가 있다. 이를 RF(Radio Frequency) 노이즈라고 부른다. 소리와 전자파가 같은 공간을 지나면 서로 간섭하는데, 이때 소리가 왜곡되면서 지직거리는 노이즈가 발생한다.

밸런스 방식으로 소리를 전달하면 도착점에서 노이즈가 제거된다 (출처 : Yamaha)

언밸런스 방식으로 소리 데이터를 전송하면 정보를 담은 신호가 하나만 전달된다. 만약 이 신호에 노이즈가 끼면 변질된 상태 그대로 도착점에 도달한다.

밸런스 방식은 소리 데이터를 동시에 두 번 전송한다. 하나는 소리를 있는 그대로, 다른 하나는 소리의 파형을 위아래로 뒤집은 상태로 보낸다. 전자를 '정위상', 후자를 '역위상'이라고 부른다. 신호가 도착점에 도달하면 역위상 파형을 다시 위아래로 뒤집고 정위상 파형과 합친다.

소리가 전달되는 도중 외부 간섭으로 노이즈가 발생했다고 가정해 보자. 도착점에서 역위상 파형을 위아래로 다시 뒤집으면 노이즈로 인해 변질된 부분도 정반대로 뒤집힌다. 이 상태로 역위상 파형과 정위상 파형을 합치면 노이즈 부분이 상쇄되고 원본 파형이 복구된다.

포터블 음악 감상 환경에선 노이즈 차이 적은 편

위 내용은 어디까지나 이론상 이야기일 뿐이다. 사용 환경이나 제조사의 기술력에 따라 밸런스 방식을 채택해도 음질이 손상될 가능성은 있다. 반대로 언밸런스 방식을 채택한 케이블도 전자파 유입을 잘 차단하면 노이즈가 거의 끼지 않는다. 그렇다 보니 방식에 크게 연연하지 않는 소비자도 있다.

최근 다시 유선 이어폰·헤드폰으로 음악을 감상하는 소비자가 늘고 있다

특히 휴대기기에 이어폰·헤드폰을 연결하고 음악을 듣는 '포터블(Portable)' 음악 매니아 중에는 밸런스와 언밸런스 차이가 체감되지 않는다고 주장하는 사람이 많다. RF 노이즈는 긴 전선이 안테나 역할을 해 주변 전파를 흡수하면서 발생하는데, 케이블 길이가 3m 이상일 때 주로 나타난다. 이어폰이나 헤드폰 케이블 길이는 대개 1~2m 정도에 그치다 보니 RF 노이즈가 잘 발생하지 않으며 음질 손실도 미미하다.

하지만 손실이 적다고 했지, 결코 없는 건 아니다. 그래서 이왕이면 밸런스 방식을 사용하는 편이 안정적인 음질로 음악을 감상하기 유리하다.

노이즈와 별개로 언밸런스 방식은 좌우 채널이 나뉜 스테레오(Stereo) 음원을 감상할 때 불리한 점이 있다. 좌우 신호가 서로 간섭하면서 양쪽 귀에 나뉘어서 들려야 할 소리가 섞인 것처럼 들리는 '크로스 토크' 현상이 일어날 수 있다. 소리가 한데 뭉쳐 들리므로 좌우가 분명히 나뉜 고음질 음원을 감상할 때 방해될 여지가 있다.

오디오 단자 없는 스마트폰, 디지털 출력으로 감상해 보자

USB-C로 연결하는 음향기기 (출처 : RTINGS)

스마트폰 중에는 밸런스 출력을 지원하는 제품이 거의 없으며, 최근에는 3.5mm 언밸런스 단자조차 탑재하지 않는 분위기다. 그렇다면 스마트폰으로 고음질 음원을 감상하려면 어떤 방식을 적용해야 할까. USB-C 단자를 통한 디지털 출력을 사용해 보길 권장한다. 기존 방식처럼 소리를 아날로그 파형으로 변환하지 않고 디지털 데이터를 그대로 전송해 음질 열화가 거의 없다.

대다수의 스마트폰에서 오디오 단자가 빠지자 유선 이어폰·헤드폰 제조사는 기존 3.5mm·4.4mm 단자 대신 USB-C 단자를 사용하는 제품을 개발했다. 사용법은 기존 음향기기처럼 기기에 꽂기만 하면 된다. 오디오 단자 대신 USB-C 단자에 꽂는다는 점만 다를 뿐이다. 유선 충전기와 동시에 연결할 수는 없으므로 사전에 디바이스를 충분히 충전하거나 무선 충전을 활용하는 게 좋다.

테크플러스 이병찬 기자 (tech-plus@naver.com)