깨끗한 사운드를 위한 쉴딩룸 제작 이야기

이번에는 여러 기기들이 조합된 시스템 규모로 깨끗한 사운드와 안정된 동작을 위하고,
생활 속에 노이즈 또는 불필요한 전자파 간섭 등에 의해서 기기의 오동작으로 인한 사운드의 질 저하를 방지할 수 있는 효과적인 쉴딩 방법을 소개합니다.

우선 전기 노이즈나 전자파에 대해서 간단하게 알아보겠습니다.
전기제품이나 전자제품이 동작할 때 스위치에 의해서 기기에 전원이 투입되는 순간 정지해있던 전류가 순간적으로 큰 전류가 흐르게 되며, 이때 급격한 전류 변화로 전원선 주위에 1차 전기장이 생기고, 이 1차 전기장에 의해서 1차 자기장이 유도 됩니다. 
이어서 1차 자기장에 의해서 2차 전기장이 유도되고, 다시 2차 전기장에 의해서 2차 자기장이 유도됩니다. 계속해서 3차 전기장/ 3차 자기장 유도 .... 
이 회차가 진행되면서 전기장과 자기장의 세력은 서서히 약해집니다. 회차가 진행하면서 세력이 소멸할 때까지 무한대로 반복됩니다. 
이 회차가 진행하면서 전파의 진행속도(빛의 속도와 같습니다; 30만Km/초)로 모든 방향으로 퍼져 나갑니다. 마치 잔잔한 호수에 돌 하나를 던질 때 생기는 파도와 같이 모든 방향으로 동일한 속도로 물결이 퍼져나가는 것과 동일하게 전파됩니다.

이와 같이 전자제품의 전원 스위치에 의해서 전기 흐름에 변화가 생기면 전기장과 자기장이 교대로 유도되면서 공중으로 퍼져나갑니다. 이러한 현상을 전자파가 전파된다고 말합니다. 

전자제품의 전원 스위치와 같이 전자파를 발생하는 것은 기계적 스위치 이외에도 반도체 스위치, SCR, 트랜지스터, 스위칭 전원장치(SMPS) 및 SMPS 아답터, 모터 속도 제어기, 휴대폰 충전기 등...
이러한 부품에서 발생하는 전자파와 같이 주기와 강도가 불규칙하게 발생하는 전자파를 노이즈라고 합니다.

그러나, 필요에 의해서 주기와 강도를 일정하게 발생할 수도 있습니다. 방송국의 전파, 휴대폰 통신을 위한 전파, 레이더 전파, 불루투스나 와이파이를 위한 전파 등을 전파라고 합니다.

"전파"라고 하면 인간에게 해가 없이 좋은 것 같고, "전자파"라고 하면 인간에게 해가되는 것 같이 생각되지만 모두 동일한 말입니다. 
통상 인간에게 유익하다는 의미로 "전파"라고 말하고, 해가된다는 의미로 "전자파"라고 말하는 것이 통념입니다. 
 
이와 같이 전파 또는 전자파는 인간에게 유익하기도 하면서 동시에 해가되기도 합니다. 

좋은 소리를 추구하는 오디오 애호가들에게는 전파/전자파는 가능한 없도록 하는 것이 좋은 사운드를 위한 지름길 인것 같습니다.
요즘 시대에 오디오 애호가들에게 편리성을 위해서는 전파/전자파가 필요합니다. 그러나 좋은 사운드를 위해서는 불필요 합니다.

이렇게 전파/전자파의 호불호를 어떻게하면 모두 유익하게 사용할 수 있을까요?

이에 대해서 본인은 다음과 같은 방법을 생각했습니다.

편리성을 위해서 전파/전자파는 충분히 사용하자 !!!
그러나, 불 필요할 때는 전파/전자파를 철저히 차단하자 !!!

입니다.


이제 본론으로 들어가서,

오디오 시스템에서 전파/전자파가 불 필요한 곳을 생각해 보겠습니다.

1. 미약한 전파/전자파 일지라도 차단해야 할 곳.
1-1. 아날로그 회로로 구성된 헤드앰프. (마이크용 해드앰프, LP용 EQ 앰프 등)
1-2. 아날로그 회로로 구성된 프리앰프. 
1-3. 아날로그 회로로 구성된 파워앰프.

2. 미약한 전파/전자파 일지라도 차단하는 것이 좋은 곳.
2-1. 오디오 신호를 처리하는 디지털 장치. (DDC, DAC, 디지털 플레이어, 디지털 셋탑박스 등)

3. 강한 전파/전자파에 의해서 오동작 할 수 있는 곳.
3-1. 오디오 신호를 처리하는 디지털 장치. (DDC, DAC, 디지털 플레이어, 디지털 셋탑박스 등)

위와 같이 무선 네트워크에 해당되지 않는 오디오 기기에는 전파/전자파를 차단해 주는 것이 깨끗한 사운드를 얻을 수 있으며 오동작을 방지할 수 있습니다.


본인이 첫번째로 전파/전자파를 차단하기 위하여 쉴딩룸을 만들기로 한 기기들은 다음과 같습니다.

1. 디지털 방송 수신과 USB 저장 장치의 음원을 플레이하기 위한 ATSC 셋탑박스; 
2. 음원을 저장 해 놓은 3.5인치 USB 하드드라이브; 2T Byte
3. 셋탑박스에서 Coaxial 로 접속된 DAC(오디오 인터페이스); 

위의 3개 장치를 내장시킬 쉴딩룸용 케이스는 18L 철캔을 사용 했습니다. (오픈마켓에서 구입했습니다)

전면에는 최종 아날로그 신호가 출력되는 RCA 인터 케이블과 셋탑박스를 콘트롤하는 리모컨을 위한 광케이블이 전면 하단에 홀을 뚫고 인출하였습니다.
 

후면에는 셋탑박스의 화면을 볼수 있는 모니터용 RCA 단자 한개가 조립되어 있고, 전원코드를 후면 하단에 홀을 뚫고 인출 하였습니다.
내부에 장치되는 3개의 기기 중에서 셋탑박스는 AC220V가 직접 공급되지만, 나머지 하드드라이브와 DAC는 전원 아답터가 필요하고, 룸 내부 뒷쪽이 고정하였습니다.
2 개의 전원 아답터는 번들로 제공되는 SMPS 형 아답터를 사용하지 않고 트랜스형 아날로그 아답터로 교체하였습니다.
철캔으로된 내부 뒷쪽에 트랜스형 아답터를 고정하니까 철캔의 뒷면에서 "웅~" 하는 진동이 생겨서 사용하지 않는 충격방지용 메트를 사이즈에 맞게 절단하여 영구 접착제로 부착하였더니 진동 소음이 없더군요....

룸에 내장된 기기는 왼쪽부터 DAC로 사용하는 오디오 인터페이스, 3.5인치 USB 하드 드라이브, ATSC 셋탑박스가 앞쪽에 배치되어 있고, 뒷쪽 왼쪽 벽에 하드드라이브용 정전압 모듈이 고정되어 있습니다. 철캔이 방열판 역할을 하고 있습니다.
그리고 중앙에 2개의 트랜스형 아답터가 배치되어 있고, 우측에는 3구 220V 콘센트가 고정되어 있습니다.
사진에서는 내부가 어두워서 잘 보이지 않는군요....

시스템의 전체 계통도 입니다.
셋탑박스에서 DAC으로 연결되는 Coaxial 케이블 중간에 펄스트랜스를 넣어서 디지털 노이즈가 DAC으로 유입되는 것을 차단하였더니 사운드가 정말 깨끗하고 자극적이지도 않습니다.


쉴드룸 제작 후 결과

쉴드룰이 없이 사용할 때에는 사운드가 깨끗하지 못하다는 것을 느꼈었고, 음원 플레이 시 화면과 사운드가 끊기는 현상이 자주 있었고, 리모컨 조작이 안되는 경우가 있었습니다.
이번 쉴드룸을 제작하고 사용하면서 사운드가 깨끗해지고, 음원 플레이 시 화면과 사운드가 끊기는 현상은 없으며, 리모컨 조작은 바로바로 잘 동작하였습니다.

과거에 들었던 음악으로 오랜만에 듣고 있는데 그때의 생각이 몽실몽실 떠오르는 것을 보니 사운드가 상당히 좋아졌다는 것을 느낄 수 있습니다.


여기서 중요한 사실을 하나 알려드리겠습니다. !!!

이번 쉴드룸을 제작하는데 저렴한 철캔을 사용했는지요?
이왕이면 알루미늄을 통 절삭 가공해서 만들면 더 좋지 않을까요?

라고 생각하실 수도 있을 것 같습니다.

위 질문도 맞는 말 입니다. 

그러나, 알루미늄을 통절삭하면 자금도 꿰 들어갈 것 같습니다.

스텐레스 통과 알루미늄 통으로는 이번만큼 효과가 없었습니다.

그러나, 철캔을 사용한 중요한 이유가 있습니다.
서두에 설명드린 전파/전자파의 발생에서부터 전파되는 과정에서 자기장이 반드시 필요합니다.
자기장은 자석에서 발생하는 자력선을 말하는 것이며, 자기장은 자성재료에서만 흡수 됩니다. 
자성재료는 많지 않습니다. 강 자성체로 철이 있습니다. 가격도 싸고 쉽게 구입할 수 있는 유일한 물질입니다.
이 것이 중요한 말입니다.

전파/전자파를 소멸하기 위해서 자기장만 제거 하면, 전파/전자파가 전파되는 것을 간단히 소멸 시킬 수 있습니다.
그래서 저렴하고 쉽게 구입할 수 있고 자기장 제거 효과가 좋은 철로 만든 케이스를 사용한 것입니다.

알루미늄은 자기장 흡수에는 효과가 없고 전기장을 주로 흡수합니다. 통절삭을하면 알루미늄 두께가 두터우니까 전기장이 소멸되면서 자기장도 일부 소멸하겠지만 비용이 많이 드는 것이 단접이 되겠습니다.

철로 만든 케이스와 알루미늄으로 만든 케이스의 전자파에 대한 차이점은 다음과 같습니다.
철은 전도성 물질이기도 하기 때문에 철로 만든 케이스는 전기장도 흡수하고 자기장도 흡수 합니다.
그러나 알루미늄으로 만든 케이스는 전기장만 흡수합니다.

결과로 철로 만든 케이스가 전자파의 흡수에 효과가 좋다는 것을 알 수 있습니다.
전기장과 자기장을 모두 흡수하기 때문이지요. 비용도 저렴하게 듭니다.

긴 글을 읽어주셔서 감사합니다.