노이즈 캔슬링 기술은 헤드폰과 이어폰의 핵심 기능 중 하나입니다. 이 기술의 작동 원리와 선택 시 고려해야 할 사항을 알고 최고의 모델을 찾으세요.
Bose는 2000년에 콰이어트컴포트 헤드폰을 처음 선보인 이후 소비자 수준의 액티브 노이즈 캔슬링(ANC)의 세계가 기하급수적으로 성장했습니다. 저희는 매년 비행기가 이륙하는 소리나 기계식 키보드를 두드리는 동료의 말소리 등 주변 소음을 차단해 주는 헤드폰과 이어폰을 테스트하고 있습니다. 하지만 노이즈 캔슬링이란 정확히 무엇이며 어떻게 테스트할 수 있을까요? ANC가 할 수 있는 것과 할 수 없는 것, 그리고 가장 적합한 모델을 결정하기 위해 테스트에서 고려해야 할 사항에 대한 이해를 돕기 위해 이 글을 작성했습니다.
패시브 노이즈 캔슬레이션(또는 노이즈 아이솔레이션)
헤드폰과 이어폰은 거의 항상 어떤 형태로든 외부 소음을 차단하도록 설계되어 있습니다. 액티브 노이즈 캔슬링은 복잡한 회로를 사용하지만(아래에서 설명할 예정), 이것이 유일한 방법은 아닙니다.
패시브 노이즈 캔슬링 또는 소음 차단은 소재와 물리적 공학을 사용하여 외부 소음으로부터 귀를 수동으로 차단합니다. 귀마개는 실리콘 또는 폼 팁이 귀에 밀착되는 방식으로 대부분의 인 이어 이어폰과 마찬가지로 수동적 소음 차단 기능을 제공합니다. 오버이어(커널형) 헤드폰도 이어컵을 사용하여 귀를 안정적으로 밀폐하여 주변 소음을 차단하고 메모리 폼과 같은 소재로 더욱 강화된 수동적 소음 차단 기능을 제공할 수 있습니다. ANC 헤드폰은 회로 외에도 이러한 요소를 사용하여 소음을 차단하는 경우가 많습니다.
따라서 커널형 이어폰이든 커널형 헤드폰이든, 더 복잡한 ANC 회로가 작동하기 전에 소음 차단부터 시작해야 합니다.
액티브 노이즈 캔슬링의 핵심 : 인버스 오디오
액티브 노이즈 캔슬링의 기본 작동 원리는 간단합니다. 그래프에서 호의 높이가 양의 영역에 있는 사인파를 생각해보세요. 이제 가장 낮은 지점이 양의 사인파의 피크와 일치하는 정반대의 사인파를 상상해 보세요. 1에 -1을 더하면 0이 되는 것처럼 이 두 파동은 서로를 상쇄합니다. 따라서 이 두 파동이 오디오 신호를 나타내는 경우 본질적으로 서로를 무효화하여 무음을 만들어냅니다.
이것이 바로 ANC입니다. ANC 헤드폰에 내장된 마이크가 주변 소음을 포착하고 오디오 처리 회로가 그 소음을 역으로 생성하여 실시간으로 상쇄합니다.
우리 주변의 모든 소리가 사인파처럼 단순하고 예측 가능하다면 액티브 노이즈 캔슬링은 구현하기 쉽고 제조 비용이 저렴하며 거의 항상 높은 효과를 발휘할 수 있을 것입니다. 하지만 소리는 그렇게 일정한 경우가 드물고, 소리의 복잡성 때문에 노이즈 캔슬링 회로가 정확한 역치를 생성하기 어려울 수 있습니다. ANC는 일반적으로 에어컨의 기계적인 윙윙거리는 소리나 비행기의 굉음과 같은 일정한 소리에 매우 효과적입니다. 노래하는 사람이나 손뼉 치는 소리와 같은 타악기 소리처럼 음정과 볼륨이 크게 변하는 소리에 대해서는 정확한 반전을 생성하기가 더 어렵습니다.
또한 저주파 사운드는 역파를 만들기가 비교적 쉬운 반면, 고주파는 조정하기가 더 어렵습니다. ANC는 저주파수와 안정된 사운드에 가장 효과적이기 때문에 제조업체는 고음과 일시적인 사운드를 줄이기 위해 몇 가지 추가 트릭을 사용합니다.
특히 저렴한 노이즈 캔슬링 헤드폰에서 자주 볼 수 있는 한 가지 트릭은 제조업체가 회로가 제거할 수 없는 주파수를 효과적으로 가리기 위해 신호에 백색 소음과 같은 히스 소리를 삽입하는 것입니다. 하지만 이것은 노이즈 캔슬링이 아니라 노이즈 생성이며, 저희는 이 소리를 들을 때마다 리뷰에서 이를 지적합니다.
액티브 노이즈 캔슬링, 적응형 노이즈 캔슬링 및 하이브리드 ANC
이 용어는 혼동하기 쉽지만 상당히 다른 의미를 가지고 있습니다. 액티브 노이즈 캔슬링(ANC)은 수동적으로 주변 소음을 줄이는 귀마개나 두꺼운 쿠션 이어패드와 달리 능동적으로 전력을 사용하여 주변 소음을 줄이는 헤드폰 또는 인이어 기술을 포괄적으로 일컫는 용어입니다. 하지만 좋은 ANC 헤드폰이나 이어폰도 수동형 소음 감소 기술을 채택하고 있다는 점을 잊지 마세요. 많은 모델이 이어패드 또는 인이어 씰을 사용하여 능동적으로 상쇄하기 어려운 높은 주파수를 다시 다이얼백합니다.
표면적으로 적응형 노이즈 캔슬링은 주변 소리에 맞춰 (실시간으로) 조정하여 최상의 노이즈 캔슬링 프로파일을 생성하는 능동형 노이즈 캔슬링을 의미합니다.
이것이 ANC의 기본 정의와 비슷하게 들린다면 크게 틀린 말은 아닙니다. 결국 ANC는 적응형이어야 하며 그렇지 않으면 전혀 작동하지 않습니다. 하지만 점점 더 많은 모델이 주변 소음 변화뿐만 아니라 사용자의 머리 움직임에 따라 조정되는 고도의 적응형 ANC를 제공합니다. 적응형 모델이 많기 때문에 고개를 살짝만 돌려도 말 그대로 실시간으로 변화를 들을 수 있으며, 때로는 외이도 내부의 압력 변화까지 느낄 수 있습니다.
일부 사용자에게는 이 방식이 최적이지만, ANC의 소리 변화가 음악에 집중하는 데 방해가 될 수도 있습니다. 현재 많은 앱에서 적응형 또는 수동 ANC 모드 간에 전환할 수 있는 옵션을 제공합니다. 일부 수동 모드에서는 슬라이더를 사용하여 ANC 강도 또는 집중해야 할 주파수 범위를 조정할 수도 있습니다.
피드 포워드(외부 마이크 기반)와 피드백(내부 마이크 기반) 기술의 조합을 사용하는 하이브리드 ANC라는 용어를 접할 수도 있습니다. 일반적으로 가장 효과적인 모델은 하이브리드 기술을 사용하지만(비용이 더 많이 드는 경우가 많음), 이것이 정답은 아니며 하이브리드 기술이 제품에 포함되어 있다고 해서 품질이 우수한 ANC를 보장하는 것은 아닙니다. 하이브리드 ANC 시스템 내에서도 마이크 수와 마이크 배치(두 가지 요소만 언급)가 노이즈 캔슬링의 전반적인 효율성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 하이브리드 ANC는 이어버드와 헤드폰 모두에 존재하며, 예를 들어 일반적인 Jabra 이어폰은 이어피스당 2개의 마이크(내부 1개, 외부 1개)를 사용하는 반면, Apple의 AirPods Max 헤드폰은 정교한 8개의 마이크 어레이를 사용합니다.
일반적인 노이즈 캔슬링 문제
앞서 언급했듯이 히스 소리는 저가 헤드폰에서 흔히 발생하는 문제이므로 주의해야 합니다. 또 다른 위험 신호는 노이즈 캔슬링이 헤드폰의 오디오 출력에 미치는 영향입니다. ANC를 켜고 끄는 것만으로 사운드 시그니처가 바뀌지 않아야 하며, 최고급 모델에서는 그렇지 않습니다. 하지만 저희는 이와 관련하여 문제가 있는 많은 ANC 헤드폰을 테스트했습니다. 때로는 사운드 시그니처의 변화가 미묘한 경우도 있지만, 저렴한 헤드폰 중 상당수는 ANC를 켰을 때 소리가 크게 달라지므로 이러한 모델은 피하는 것이 가장 좋습니다.
인이어 압력은 또 다른 문제입니다. ANC로 인한 압력 변화는 헤드폰마다 다를 뿐만 아니라 사람마다 다릅니다. 한 쌍의 헤드폰이 저에게는 괜찮지만 머리에는 매우 불편할 수 있습니다. 사람마다 체형이 다르기 때문에 가능하면 헤드폰을 직접 테스트하여 인이어 압력이 불편하지 않은지 확인하는 것이 좋습니다. 리뷰의 내용에 의존하는 것은 어느 정도 도움이 되지만, 궁극적으로 특정 헤드폰의 노이즈 캔슬링에 대해 내 귀가 내 귀와 같은 방식으로 반응할지 여부는 알 수 없습니다.
노이즈 캔슬링 테스트 방법
대부분의 테스트에서는 동일한 음향 처리된 공간에서 동일한 스피커를 통해 동일한 볼륨 레벨의 동일한 사운드 파일을 사용하여 소음을 발생시킵니다. 저주파 럼블 사운드 파일, 고주파 스윕 파일, 시끄러운 식당 및 사무실 환경의 녹음 파일로 테스트합니다. 또한 헤드폰이 극한 조건에서 얼마나 효과적인지 확인하기 위해 어떤 헤드폰도 완전히 상쇄할 수 없는 높은 음량으로 사운드 파일을 재생하는 스트레스 테스트를 거쳤습니다.
헤드폰이 이러한 사운드 파일과 외부 소음을 처리하는 방식을 비교하면 어떤 모델이 소음 제거에 더 효과적인지 파악할 수 있습니다. 어떤 헤드폰은 특정 주파수 범위를 제거하는 데 다른 헤드폰보다 우수하고, 어떤 헤드폰은 일관성이 없으며, 어떤 헤드폰은 특정 볼륨 레벨에서는 더 좋지만 다른 볼륨 레벨에서는 현저하게 떨어지는 등 항상 정답이 간단하지는 않습니다.
그리고 앞서 언급한 쉿 소리가 나는 문제도 매우 조용한 공간에서 테스트합니다. 반 방음 처리된 음향 처리된 테스트 공간은 외부 소음 없이 히스음을 들을 수 있는 이상적인 환경입니다. 매우 조용한 실내에서 오디오 신호에 히스 소리가 추가되면 ANC를 활성화해도 소리가 조용해지는 것이 아니라 오히려 더 커지는 것처럼 느껴집니다.
물론 이 모든 테스트는 헤드폰을 통해 음악을 재생하지 않은 상태에서 이루어졌지만, 헤드폰의 사운드와 ANC가 사운드 시그니처를 전혀 변경하지 않는지 확인하기 위해 오디오 성능도 테스트했습니다. 결국 헤드폰은 외부 소리를 얼마나 잘 차단하는가만큼이나 소리가 어떻게 들리는지도 중요합니다. 오디오 성능을 평가하는 방법에 대한 자세한 내용은 헤드폰 테스트 방법 스토리를 참조하세요.
마지막으로 모든 테스트가 완료되면 가격 및 사용자 경험과 같은 다른 요소와 함께 노이즈 캔슬링 및 오디오 성능을 고려하여 등급을 결정합니다. 시중에 나와 있는 대부분의 주요(또는 그다지 중요하지 않은) 노이즈 캔슬링 헤드폰을 테스트했으며, 각 리뷰는 성능의 모든 측면을 심층적으로 다룹니다.
현재 가장 인기 있는 모델을 살펴보려면 최고의 노이즈 캔슬링 헤드폰, 최고의 노이즈 캔슬링 트루 와이어리스 이어버드 가이드와 현재 시중에 출시된 최고의 ANC 모델에 대한 헤드 투 헤드 비교에서 확인해 보세요.
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