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마이크
마이크(mic)는 마이크로폰(microphone)의 약자로서, 음성신호를 받아서 전기신호로 변환시켜주는 기계 장치를 말한다. 헤드폰에 마이크를 부착한 것을 헤드셋이라고 한다. 마이크는 라디오 방송, 텔레비전 방송, 전화, 스마트폰 등에서 녹음 장치로 많이 사용되고 있다. 마이크를 컴퓨터에 연결하여 입력장치로 사용할 수 있다.
목차
개요
마이크 또는 마이크로폰은 음향을 전기 신호로 변환하는 장치로, 센서 및 변환기(Transducer)의 일종이다. 즉, 음파를 전기적인 에너지 변환기나 센서로 전달하여 소리(음향 에너지)를 같은 파형의 전기 신호로 변환해 주는 장치를 통칭하는 말이다. 오늘날 사용하는 대부분의 마이크는 자기 또는 전기를 이용하여 변환하는 방식을 취한다. 마이크로폰은 라디오 및 텔레비전 방송, 컴퓨터 녹음 장치, VoIP, 초음파 검사와 같은 비가청 목적, 전화, 테이프 리코더, 영화 제작, 라이브, 녹음 오디오 엔지니어링, 보청기 등 많은 분야에서 쓰인다.
몇몇의 초기 발명자들은 알렉산더 벨 이전에 원시 마이크(뒤에 트랜스미터라고 불림)를 만들었다. 그러나 최초의 상업적인 실용 마이크로폰은 1876년 10월 토머스 에디슨이 착안한 탄소봉 마이크로폰이었다. 많은 초기 마이크로폰 개발자들의 설계는 벨 연구소에서 이루어졌다. 명칭을 보면 마치 옛날에는 "폰"(phone)이란 물건이 있었는데 그것을 작게 만들어서 "마이크로폰"이란 명칭이 붙은 것이라 오해하기 쉽다. 그러나 실은 "작은(마이크로) 소리(폰)"를 크게 만드는 장치, 즉 "확성기"란 의미로 붙여진 이름이다. 이는 17세기에 귀가 어두운 사람을 위해 발명된 장치인 기계식 보청기를 지칭하는 명칭이었다. 옛날 그림에 서양 노인이 귀에 커다란 나팔 같은 것을 대고 있는 모습을 본 적이 있다면, 그게 당시 마이크로폰이라 불리던 물건이다.
오늘날 우리가 마이크로폰이라 부르는 장치는 물론 보청기가 아니다. 이런 의미로 마이크로폰이란 명칭을 처음 사용한 사람은 영국 학자인 찰스 휘트스톤(Charles Wheatstone, 1802~1875)이다. 그는 빅토리아 시대의 과학자였고 그가 말하는 마이크로폰은 오늘날의 전기식 마이크로폰이 아니었다. 물체의 진동과 공명을 이용한 장치였으며 그 작동 원리는 차라리 실전화기에 가까웠다. 하지만 그가 이 장치에 붙인 마이크로폰이라는 명칭은 살아남아 이후 널리 사용되게 되었다. 마이크로폰이란 단어는 길고 거추장스럽기에 오늘날엔 마이크(mic)라 불린다. 하마터면 폰(phone)이라 불릴 뻔했지만 전화기가 그 명칭을 선점하면서 마이크가 되었다.[1][2]
동작 원리
마이크는 공기 중, 물속의 소리를 잡아내는 장치로 이를 전기적 신호로 변환해 준다. 가장 흔한 방식은 얇은 막을 만드는 것을 통해 균형잡힌 전기적 신호를 만들어내는 것이다. 오늘날 오디오용으로 쓰이는 대부분의 마이크로폰으로는 전자기 발생 (동적 마이크로폰), 용량 변환 (축전기 마이크로폰) 등이 있다.
콘덴서 마이크로폰
콘덴서 마이크로폰(Condenser microphone)은 축전기의 정전기 용량이 변하면, 두 전극 사이에 축적된 전하가 변하는 것을 이용한 것이다. 1916년에 벨 연구소에 E. C. Wente가 발명한 것이 처음이다. 축전기 마이크로폰(capacitor microphone), 정전 마이크로폰(electrostatic microphone)이라고도 부른다.
지름 10~20mm의 얇은 진동판에 같은 모양의 고정 전극을 적절한 거리로 마주보게 하여 축전기의 형태를 이룬다. 음파에 의한 막의 진동에 따라 전극 사이의 간극이 변하면서 이것이 정전기 용량이 변하게 한다. 이 정전기의 용량으로 음성 전류를 뽑는다.
이 마이크로폰은 주파수 특성이 우수하고, 안정된 것을 만들기 쉬운 좋은 장점이 있으나, 축전기의 전압을 걸어주기 위한 직류 전원이 필요한 점 때문에 초기에는 음악용으로 사용되는 정도였다. 이후 고체회로의 발달로 마이크로폰 내에 내장시켜 소형전지로 작동할 수 있게 하면서 방송용으로도 많이 사용하게 되었다. 내구성이 매우 약해서 바닥에 떨어뜨릴때 망가지기 쉬운 단점도 있다.
일렉트릿 콘덴서 마이크로폰
일렉트릿 콘덴서 마이크로폰(Electret condenser microphone)은 1962년 벨 연구소의 Gerhard Sessler와 Jim West가 개발한 방식으로 콘덴서 마이크로폰의 일종이다. 반영구적인 전하를 지닌 재료(일렉트릿, electret)를 사용하여 이 이름이 붙여졌다.
이 마이크로폰은 바이어스 전원이 필요 없기 때문에 전치 증폭기가 간단해지면서 저렴한 가격에 고성능을 낼 수 있다. 소형화도 가능하기 때문에, 오늘날 대부분의 소형 마이크로폰이 이 방식을 사용하고 있다. 예를 들어 거의 모든 휴대 전화와 컴퓨터, PDA 및 헤드셋에 주로 이용되고 있다.[1]
다이내믹 마이크로폰
다이내믹 마이크로폰(Dynamic microphone) 또는 동적 마이크로폰은 전자기 유도 방식을 이용한 방식이다. 상대적으로 저렴하고 습기에 강하고, 내구성이 좋고 성능이 좋아 무대에 널리 쓰인다.
다이내믹 마이크로폰은 알루미늄의 진동판에 코일이 붙어 있으며, 이 코일이 영구 자석의 N극과 S극 사이에서 움직이는 형태이다. 그래서 가동코일 마이크로폰(moving-coil microphones)이라고도 부른다.
음파가 마이크로폰에 닿으면 진동판이 음파에 따라 진동을 하게 되고, 이때 코일이 진동파의 진동에 따라 움직인다. 코일이 영구 자석 안에서 움직이기 때문에 이때 유도 전류가 발생한다. 음파에 따라 유도 전류가 변하여 음성 전류가 발생된다.[1]
리본 마이크로폰
리본 마이크로폰(Ribbon microphone)은 영구 자석 사이에 리본 모양의 알루미늄판이 있는 형태이다. 리본 벨로시티 마이크로폰(ribbon velocity microphone)라고도 부른다.
음파가 마이크로폰에 닿으면 리본 모양의 알루미늄이 음파에 따라 진동을 하는데, 영구 자석의 자기장 속에서 진동하면서 유도 전류가 음성 전류 형태로 발생한다.
리본 마이크로폰은 낮은 음역에서 높은 음역까지 고른 감도를 가지며, 음색이 좋으나, 정방향에서 오는 음파 밖에 받지 못하는 결점이 있다. 1935년 경부터 방송용으로 많이 이용되었으나, 1965년경 콘덴서 마이크로폰에 밀려 사용이 줄었다.[1]
카본 마이크로폰
카본 마이크로폰(Carbon microphone) 또는 탄소 마이크로폰은 진동판과 금속의 원판 사이에 탄소 알갱이가 들어있는 방식이다. 토머스 에디슨이 1876년 10월에 발명한 초기 방식의 마이크로폰이다. 이후 여러 방식의 마이크로폰의 등장으로 일부 전화기의 송화기에만 사용되면서 오늘날에는 거의 사용되지 않고 있다.
음파의 진동에 따라 진동판이 진동을 하면, 진동판이 탄소 알갱이를 누르게 되는데 탄소 알갱이를 누르는 강도에 따라 전류에 변화가 생기며 이것으로 음성 전류가 발생한다.
압전 마이크로폰
압전 마이크로폰(Piezoelectric microphone) 또는 크리스탈 마이크로폰(Crystal microphone)은 압전기 효과를 이용한 방식이다. 작은 크기에서 높은 성능을 낼 수 있는 장점이 있으나, 습기에 약한 단점이 있다.
음파의 진동에 따라 진동판이 진동을 하면, 뒤에 있는 결정의 앞면과 뒷면에 양전기(+)와 음전기(-)가 발생하는 압전기 현상이 발생한다. 결정에 전기장을 가해주어 결정에 변형을 일으키는 역압전효과를 일으킬 수도 있다.[1]
기타 마이크 종류
핸드헬드 마이크
손에 쥐고 사용하는 용도의 마이크로, 공연장, 노래방, 라디오 방송, 스튜디오 등. 마이크라고 하면 대부분 이 형태의 마이크를 떠올릴 정도로 우리 주변에서 제일 흔하게 볼 수 있다.[2]
헤드셋 마이크
마이크를 손으로 잡고 사용할 수 없는 환경이거나, 잡음이 심한 환경일 때 S/N 비율을 개선하기 위한 목적에서 비롯한 마이크로, 주변 잡음이 심한 축구 경기의 해설위원 또는 격한 안무에 핸드헬드 마이크를 사용하기 어려운 아이돌 가수, 항공기 조종석 기장, 부기장 등의 사례에서 찾아볼 수 있다. 헤드폰과 비슷한 모양에 마이크가 추가로 달려 모니터링이 가능한 기종과, 모니터링은 안되고 귀에 걸어 마이크 기능 전용으로만 사용하는 기종이 있다. 전자는 움직임이 한정된 경우 자주 사용하며, 후자는 움직임이 광범위하고 격할 경우에 한해 자주 사용된다.[2]
스탠드 마이크
성악, 악기 독주, 시상식에서 많이 볼 수 있는 마이크. 특수한 용도로 설계되었다기보다는 그냥 공연자 스타일이나 장르 혹은 악기의 특성상 마이크를 사용하되 손에 들 수는 없을 때 쓰는 마이크이며, 사진에 나온 형태처럼 필요에 따라 높이 조절이 가능한 것도 있다.[2]
샷건 마이크
일명 붐 마이크. 대체로 영화 촬영, 방송 등의 프로덕션 분야에서 사용되는 마이크로, 특정한 소리를 집중적으로 수음하고 잡음은 최대한 분리하기 위한 목적으로 만들어진 마이크이다. 특히나 영상 프로덕션 분야에서는 특정부위의 음원만을 선명하게 수음해야 하거나 최대한 화면에 비치지 않으면서 깔끔한 수음이 요구되는 상황이 많아 애용하는 마이크다. 때문에, 지향성도 슈퍼 또는 하이퍼, 울트라 카디오이드인 경우가 많다. 음원을 마이크의 정면에 놓고 수음하면, 다른 마이크에 비해 정면 이외의 각도에서 입사되는 소리들이 덜 들어오므로 정면의 소리가 좀 더 깔끔하게 들어오면서도 공간음이 상대적으로 덜 들어온다는 장점이 있다. 그러나, 이것도 일장일단이 있는 것으로 음원이 마이크의 정면에서 빗겨나가 점점 각도가 벌어질수록 직진성이 강한 고음에 대한 감도가 현저히 떨어지는 근본적인 단점이 있어서 좋은 컨디션의 녹음을 받으려면 마이킹에 대한 지식과 경험이 꽤나 요구된다.
또, 대부분의 샷건 마이크들은 화면 프레임 때문에 마이크가 음원에 가까이 가지 못하는 한계를 해결하기 위해 위 사진의 쇼크마운트와 함께 Boom Pole이라는 긴 봉을 이용해 화면에는 보이지 않으면서도 마이크와 음원간의 거리를 최대한 가깝게 할 수 있다. 또한, 야외에서 자주 사용하는 특성상 강한 바람에 노출되기 쉽기 때문에 윈드스크린이나 데드캣등 마이크 주변 액세서리가 다양하게 제공된다.[2]
구즈넥 마이크
거위의 목처럼 길게 뽑힌 모양이라 구즈넥 마이크라고 한다. 마이크와 스탠드가 일체형이기 때문에 외관상 깔끔하기도 하며 설치도 정말 간편하기 때문에 주로 책상 또는 탁자 등에 놓고 사용하는 용도로 많이 쓰인다.
보통 강대상등에 설치하며 아예 강대상에 구즈넥 마이크를 연결하는 XLR 단자가 있는 경우도 있다.
컴퓨터용 마이크로도 많이 쓰인다. 헤드셋 마이크는 음질이 엉망인 경우가 대부분이고, 일반 스탠드 마이크는 컴퓨터 책상 공간 상 대부분 입에서 너무 멀어지고, 스탠드 마이크에 마이크 암까지 쓰자니 너무 거추장스러운 경우가 많아서 공간 효율이 좋은 구즈넥을 주로 쓰는 것이다.[2]
라발리에 마이크
일명 핀마이크. Lavalier는 프랑스어로, 목 부근에 착용하는 작은 보석 또는 장신구를 의미한다. 즉, 라발리에 마이크는 옷깃에 클립으로 고정하는 형태로 장착한다. 마이크가 화면에 노출되는 것이 극도로 제한되는 영화 동시녹음, 노출되어도 괜찮은 나머지 영상, 방송, 공연등에서 주로 사용된다. 가장 많이 볼 수 있는건 뉴스에서 패널이나 앵커들이 차고 있는 모습과 각종 예능 방송에서 출연진들이 차고 있는 모습.
옷깃에 장착하는 특성상 입과 수음 각도가 거의 직각이기 때문에 직진성이 강한 고음의 손실을 우려해 고음이 강조되어 있는 응답 패턴을 보인다. 다만 옷깃에 장착되는 만큼 옷깃을 스치는 소리 등의 잡음이 유입되기 쉽다는 단점이 있으므로, 다른 마이크들에 비해 마이킹에 유의하는 것이 좋다.
방송 현장에서는 이것만 쓰는게 아니라 위의 샷건 마이크도 같이 쓴다. 출연자가 물벼락을 맞아야 한다거나 하면 이걸 빼고 붐 마이크만 쓴다.[2]
무선 마이크 시스템
무선마이크는 말 그대로, 선이 없는 마이크이다.
핸드 헬드 마이크의 경우 송신기가 내장되어 있으며, 헤드셋이나 라발리에 마이크의 경우 허리에 차는 방식으로 장착되는 밸트팩 형태의 송신기를 통해 오디오 신호를 라디오 주파수, 지상파, 공중파 등이 사용하는 RF 전파로 바꿔 송신한다. 물론, 전파가 통하는 거리 안에서는 자유로운 움직임이 가능해서 굉장히 편하며 불량한 접지로 인해 터지는 감전 사고도 없다. 다만 그 구조상 몸체가 더 굵어지며 배터리를 사용하므로 항상 배터리 잔량을 체크해야 하며, 전파 기기인 만큼 혼선 가능성이 있고, 전파 송신 부품이 들어간 만큼 고장이 잦다. 또한 송신기 부분을 막게 될 경우, 송신거리가 현저히 줄어든다. 가격도 유선방식에 비해 비싼데 음질은 떨어지기 때문에 무선의 장점이 극대화되는 PA나 영상 촬영에 주로 쓰인다.
아날로그 방식과 디지털 방식으로 나뉜다. 아날로그 방식은 FM 변조방식을 사용하며 디지털 방식은 PCM으로 변환된 음향을 무선 변조하여 전송하는 방식이다. 당연히 MP2 128k 정도의 음질인 아날로그 FM에 비해 CD 음질 정도의 디지털 방식의 음질이 월등하다. 또한 디지털 변조방식에는 아날로그 변조방식에서는 불가능한 손실 보정 등이 들어가기 때문에 무선 마이크를 사용하기 까다로운 환경에서는 디지털 마이크로 바꿀 경우 체감상 훨씬 음질이 깨끗해진다. 마이크의 본체나 밸류팩과 같은 송신기의 내부에는 프리앰프와 함께 과도한 입력 신호로 인해 클리핑이 일어나 신호가 찌그러지면서 고조파 왜곡이 발생하는 것을 막기 위해 컴프레서가 장착되어 있다. 이렇게 하면 다이나믹 레인지를 제어하면서도 노이즈 없는 안정적인 수음이 가능하다. 다만, 송신기에서의 컴프레서 사용으로 인해 노이즈의 레벨이 상승하면서 신호의 S/N 비율이 나빠지는 단점을 보완하기 위해 수신기에서는 익스팬더를 사용하여 줄어든 다이나믹 레인지를 다시 확장함과 동시에 S/N 비율을 좋게 만들어 준다.
무선마이크 시스템의 수신기 대부분은 여러 개의 송신 신호들의 세기를 판별할 수 있다. 이를 캡쳐 라디오라고 하며, 조금이라도 작은 신호는 버리고, 큰 신호만을 사용하는 뮤팅 이라는 기능이 있다. 즉, A 마이크에서 송신된 신호가 100dB의 세기를 가지고 있고, B 마이크에서 송신된 신호가 98dB의 세기를 가지고 있다면 수신기는 세기가 약한 B 마이크의 신호를 버리고 A 마이크의 신호를 사용하는 것이다. 사실 FM 변조방식 특성상 FM 라디오는 모두 이 특성을 가지고 있다.
이 무선마이크 시스템의 최대 취약점으로는 드롭아웃 현상이 있다. 드롭 아웃 현상이란 우리가 일상적으로 사용하는 노이즈 캔슬링 이어폰의 원리처럼, 위상반전으로 인해 음성신호가 캔슬링 되는 것이다. 무선 마이크의 송신기 안테나는 무지향성이므로 여러 방향으로 신호를 방사하도록 되어있고, 이 방사된 신호가 벽 등의 장애물에 부딪혀 위상이 반전된 신호가 다른 정상적인 위상의 신호에 비해 수ms 단위로 지연되어 수신기의 안테나에 도달하게 된다. 이럴 경우, 상쇄간섭 현상에 의해 일부 주파수 대역이 잘려나가는 컴필터링 현상이 발생할 수 있다. 물리적으로, 넓은 공간보다는 반사파의 에너지가 높을 수밖에 없는 좁은 곳에서 이러한 현상이 더욱 두드러진다. 때문에, 노래방 같은 10평 이하의 좁은 공간에서는 아날로그 무선 마이크 사용을 가급적이면 지양하는 것이 좋다. 디지털 마이크의 경우 이러한 현상이 잘 나타나지 않는다.
대개 무선마이크 시스템의 전파는 암호화가 되어 있지 않은 평문 신호이다. 즉, RAW 데이터가 그대로 송수신 되므로, 도청에 매우 취약하다. 또한 암호화가 되어 있더라도 기기의 보안 취약점으로 인해 키가 유출될 위험성이 있기 때문에 높은 보안을 요구하는 상황에서는 무선마이크를 사용하지 않는 것이 좋다.
무선마이크는 외국에 들고 나가지 않는 게 좋다. 무선마이크의 주파수는 와이파이나 블루투스, 휴대전화 등과는 다르게 세계적으로 규격화되어 있지 않아서 주파수 대역과 송신출력이 대한민국과 다를 가능성이 높기 때문이다. 현실적으로는 단속되기 어렵지만 단속이 되면 전파법 위반으로 기소될 수도 있다. 방송 촬영, 관광 가이드, 동시통역 등으로 무선마이크를 외국에서 사용할 일이 있을 때 유의해야 한다.[2]
동영상
각주
참고자료
같이 보기
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