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미 항공 우주국으로부터...
하이엔드 오디오는 음악을 듣는 데 필요한 기기로서 직, 간접적으로 오디오라는 기기적인 측면의 테크놀로지에 기반을 둔다. 한편 반대쪽에는 음향학 분야와 연계되어 있어 기술과 음악, 레코딩 예술의 중간에서 양 쪽 모두와 영향을 주고받는다. 그 중 기술적인 부분은 자체적인 독자적 R&D를 통해 새로운 제품을 생산하기도 하지만 그 원천기술의 원류를 따지고 올라가면 여러 분야와 맞닿아 있다.
예를 들어 크루즈 미사일 장치에 필요한 초정밀 고속 스위칭 전원부 또는 전투기에 탑재되는 제어장치 등 군수산업 기술이 오디오기기에 응용되기도 한다. 이 외에도 항공우주 분야, 의료기기 분야 등 현대 과학기술의 총아와 같은 분야에서 개발된 기술이 음향 재생을 위한 하이엔드 오디오 분야에 매우 다양하게 도입되어왔다. 그리고 그 기술의 도입이 적어도 하이엔드 오디오를 몇 단계 앞당긴 것은 사실이다. 그 중 미 항공 우주국에 케이블을 납품하는 메이커가 Analysis Plus Inc 다.
Analysis Plus Inc.
Analysis Plus Inc.(이하 API) 라는 메이커가 처음 등장하면서 업계에 파란을 일으킨 것은 다름 아닌 매우 다양한 분야에 걸친 기술 컨설팅, 시뮬레이션 분석 작업들을 해 온 메이커였기 때문이다. 1993년 설립되어 당시 하이파이 오디오 시장에서는 신생 브랜드였지만 현대 과학기술의 최정예 엔지니어들이 만들어낸 과학적 이론은 대단히 논리적이고 신선했다. 단지 몬스터, MIT 등 하이파이 전용 케이블 메이커가 지금처럼 많지 않았을 때 과학적 논리와 음질의 상승효과에 대해 완벽하게 설명할 수 있는 API 의 등장은 매우 신선할 수 밖에 없었다.
참고로 API 가 케이블 제작 외에 진행하는 서비스는 우주항공, 자동차 등 매우 다양한 분야에 걸쳐 있다. 예를 들어 자동차의 전기 컨트롤 모듈을 디자인하는 데 필요한 FEA 소프트웨어 활용과 컨설팅이 대표적이며 이는 포드, 제너럴 모터스 등에 제공된 바 있다. 의료기기 분야에서 필요한 모터 시스템을 설계해주어 엄청난 예산을 절약할 수 있게 해주기도 한다. 이 외에도 자동차 분야에서 정밀한 도어 록 메커니즘 설계에 필요한 복합 시그널 시뮬레이션 시스템을 제공하기도 하는 등의 업무도 API의 주요 사업 중 하나다.
자동차 ECU 설계, 여러 기기들에 적용 가능한 전가 센서 장치 설계, 모터 디자인, 복합 시그널 서킷 설계, PCB 디자인, HIL 테스트 시스템 등 API 가 진행하는 프로젝트는 매우 다양하다. API 는 여러 석학 엔지니어들과 함께 전자기기와 관련된 다양한 실험과 연구를 통해 항공우주, 자동차, 의료기기 등의 설계 저변에 깊숙이 관여하고 있다. 이를 위해 다루는 소프트웨어도 다양해 Saber, MATLAB/Simulink, Maxwell 3D, SolidWorks, ECAD, MCAD 등이 동원된다. 특히 FEA, 즉 Finite Element Analysis 소프트웨어를 다양하게 사용하는데 이는 패러다임, PSB, KEF 등 스피커 메이커에서도 애용하는 소프트웨어이기도하다. 이러한 테크놀로지와 해당 기술 컨설팅 등을 통해 현재까지 관계를 맺었거나 맺고 있는 클라이언트는 다음과 같다.
Allegro Microsystems, Inc.
Airbus S.A.S.
American Cooling Systems, LLC.
American Electronic Components, Inc.
American Metal & Plastics Inc.
Analog Devices, Inc.
Boeing Co.
Bonart Co. LTD. Taiwan
Braden Shielding Systems
Cherry Semiconductor Corp.
Chrysler Corp.
Cleveland Motion Controls, Inc.
Delco Electronics
Delco Remy
Delphi Corporation
Ford Motor Company
General Motors, Co.
Honeywell International, Inc.
ITT Corporation
Johnson Controls
Magna International, Inc.
Mitsubishi Electric Co.
Monster Cable Products, Inc.
Motorola, Inc.
NASA
Rockefeller University Hospital
Pollak
Siemens Canada
주요 테크놀로지
- Hollow Oval
API 가 전자기기 관련 매우 다양한 분야에 걸쳐 측정 및 시뮬레이션, 특허 기술 제공과 컨설팅을 거치며 얻은 노하우는 무척 특별한 것이었다. 그리고 이러한 과정에서 얻은 특허 중 Hollow Oval(USA 특허 등록 #6,005,193)은 API 케이블을 전 세계적으로 유명하게 만든 첫 번째 요인이자 핵심이다.
Hollow Oval 디자인은 일반적으로 원형 모양의 단면을 가지고 있는 케이블과 달리 납작한 형태의 디자인을 가지게 된다. 이것은 주파수 도메인에서 4kHz 이상의 주파수에서 신호 파형이 일관적이지 않은 특성을 보이게 되는 것을 방지하기 위함이다. API 는 저항은 물론 인덕턴스 등의 불균일해져 원하지 신호 특성의 원인이 되는 지오메트리의 단점을 상쇄하기 위해 평평한 형태의 Hollow Oval 디자인을 시뮬레이션을 통해 고안해냈다. 여러 시뮬레이션과 실험을 통해 API 는 Hollow Oval 디자인을 만들어냈고 이를 통해 20kHz 대역까지 매우 일관된 특성의 신호를 전달할 수 있는 케이블을 만들어냈다.
예를 들어 많은 메이커들이 만들어내는 원형 디자인의 케이블의 경우 고역에서 그 단점이 크게 들어난다. 그 이유는 스킨 이펙트라는 개념에서부터 시작된다. 이것은 저항과 관련된 것으로 원형 케이블의 경우 중역과 저역 대역 주파수 신호의 전송에서는 문제가 없지만 고역 주파수 대역을 전달할 때 저항이 크게 상승하면서 스킨 이펙트가 상승하게 된다. 왜냐하면 원형 케이블의 중심과 표피까지의 거리가 매우 길기 때문이다. 이를 보여주는 시뮬레이션은 위 이미지와 같다.
- 주파수 전송 구역 확장
상단 이미지는 매우 일관적인 전류의 흐름을 보일 경우를 시뮬레이션한 것이며, 아래는 20kHz 전류가 흘렀을 때 일반적인 라운드 형태의 케이블에서 20kHz 가 전송되는 구역을 나타낸다. 이것이 의미하는 것은 고역 대역 신호가 케이블의 표면 일부에서만 흐른다는 개념이다. 일반적인 동선의 표면 깊이와 주파수 대역의 상관관계는 다음과 같다.
60 Hz = 8.5 mm, 1kHz =2.09 mm, 10 kHz =0.66 mm, 100 kHz =0.21 mm.
따라서 원형 케이블 디자인은 넓은 광대역을 가진 미세한 음향 신호를 전달하는 데 있어서 매우 비효율적이다.
이런 현상을 단지 API 만 인지하고 있었던 것은 아니다. 그래서 일부 메이커에서는 도체를 사각(Rectangular) 모양으로 주조하고 연심선이 아닌 단심선으로 디자인해서 출시하기도 했다. 위 이미지는 이 사각 단심선에서 신호가 흐를 때 신호의 흐름을 나타낸 것이다. 위, 아래에 두 개의 케이블을 나란히 설치하고 공히 1볼트 전류를 가했을 때를 가정한 시뮬레이션을 분석해보라.
두 번째는 API 가 주장하는 플랫 케이블에 두 개에 1볼트 전류를 흘렸을 때 신호 흐름을 나타낸 것이다. 물론 여러 부분에서 사각 케이블 디자인은 원형 케이블의 단점을 상쇄하고 있지만 예상치 못한 문제가 발생한다. 다름 아니라 사각 형태의 모서리에서 원하지 않는 불필요한 필드가 나타나는 것을 붉은 색 구역에서 시각적으로 확인할 수 있다. 이것은 고역 대역에서 나타나는 것으로 고역 대역의 디스토션으로 인해 신호 전송 왜곡을 가져온다.
- 연심 구조
사각 형태 디자인에서 왜곡을 시뮬레이션에서 확인한 후 API 는 자신들이 만들어야하는 지오메트리에 대한 확신이 더욱 굳어졌다. 그리고 단심이 아닌 연심 구조를 택했다. 이유는 간단하다. 연심이 단심선에 비해 우선 물리적으로 내구성이 좋다. 여러분들은 사각 디자인 형태의 케이블을 사용할 때 그 물리적 특성 때문에 사용에 불편을 겪은 적이 있을 것이다. 뿐만 아니라 더 심한 경우엔 오래 사용할 경우 심지어 케이블이 부러지는 경험을 한 적이 있을지도 모른다.
하지만 연심선의 경우 휘어진 이후 다시 원래 상태로 돌아온다. 이것은 매우 중요한 물리적 특성이다. 왜냐하면 케이블이 휘어지며 지오메트리가 바뀌고 임피던스 등 케이블 특성이 바뀌기 때문이다. 시쳇말로 케이블에 스트레스를 주지 않는 것이 좋다는 말은 절대 허언이 아니다. 연심 형태 디자인은 물론 API 가 여러 섬유를 얽어서 직조해 외피를 만드는 것도 케이블에 스트레스틀 줄이기 위함이다.
- 주파수 응답과 저항
음향 신호를 전달하는 케이블이 음질적인 변이를 일으키게 만드는 요소를 물리적인 용어로 설명하면 여러 요소가 등장한다. 저항, 인덕턴스, 컨덕턴스, 커패시턴스 등이 그것들이다. 그리고 주파수에 따라서 이 특성은 매우 다양하게 변화한다는 것을 API 는 과학적 데이터를 통해 증명해냈다. 특히 이 중에서 임피던스는 인지는 하고 있으나 잘못 이해하고 있는 가장 큰 변수 중 하나다. API 의 경우 임피던스 변동에 따른 각 주파수 대역의 변화를 주목했다. 그리고 이를 통해 어떤 주파수 대역에서도 매우 안정적이며 낮은 저항 수치를 유지하도록 케이블을 고안했다. 일반적인 케이블이 1kHz를 넘어서면서부터 저항이 급격히 늘어나며 정확한 고역 전송에 문제를 드러내게 된다. 이를 해결한 것이 API 케이블이다.
- 케이블 통과 전/후 파형 비교
본 이미지는 API 케이블의 우수성을 증명하는 또 다른 자료다. 이것은 테스트 시그널을 발생시켜 이것을 앰프의 출력단에서 체크한 것이다. 보라색 파형은 앰프의 출력된 신호의 파형이다. 그리고 녹색 파형은 스피커 케이블을 통해 스피커에 전달되는 신호 파형을 보여준다. 가장 이상적인 케이블은 두 파형의 커브가 차이가 없어야한다. 위 이미지는 OMC 케이블로 테스트한 파형으로 여러 구간에서 상이한 파형을 형성하고 있음을 알 수 있다.
두 번째는 API 케이블을 통과한 신호와 원래 신호의 파형을 비교한 것이다. 두 개의 파형이 거의 완벽히 겹쳐서 커브를 형성하고 있는 모습이다. 이는 케이블을 통해서 어떤 왜곡이 발생하지 않는다는 것을 증명하고 있다. API 의 중립적이고 정확한 신호 전송 철학은 단순히 귀로 파악한 것이 아니라 과학적으로 증명된 사실이다.
- 음질 특성
음악을 들을 때 우리가 듣는 것은 단순한 기음이 아니라 기음보다 더 많은 양의 하모닉스다. 이 하모닉스는 중역대역과 고역 대역에 중점적으로 형성된다. 그런데 만일 이러한 대역 중 고역 대역의 정보가 손실되어 없어진다면 어떤 현상이 일어날까 ?
첫 번째 이미지는 원래 피아노 사운드와 하모닉스를 그래프로 이미징한 도표다. 파형을 살펴보면 연주자가 피아노 건반에 어택을 가했을 때부터 중심음과 그 하모닉스가 매우 겹쳐져 매우 풍성한 울림을 만들어내고 있다. 잔향이 이어지며 기음과 배음이 섞여 매우 풍부한 울림을 만들어낼 것이다.
하지만 두 번째 사진을 보면 어택으로 인한 기음 외에 풍부했던 하모닉스가 거의 제거되어 있다. 피아노의 하모닉스가 이렇게 고역대에 집중되어 있을 때 고역 정보가 손실되면 음악감상은 매우 재미없어 진다. 어떤 감동을 느끼기도 어려우며 마치 모스부호 신호를 통해 정보만을 얻고 있는 느낌이 들 것이다. 건반, 현악은 물론 특히 가장 복잡한 하모닉스 구조를 가지고 있는 관악기의 재생에서 심각한 손상을 입게 될 것이다. 전체적으로 어둡고 텁텁하며 안개가 끼어 있는 듯한 흐릿한 음상이 음악 감상의 감동을 앗아갈 것이다. 또한 고역이 전체적으로 사라지면서 먹먹하며 중역대역의 하모닉스도 사라지면서 딱딱하고 메마른 소리 소리를 듣게 될 것이다.
전술했듯이 ATI 케이블의 가장 큰 특징은 플랫 형태의 이른바 Hollow Oval 지오메트리에 있다. 이를 통해 개선된 점은 우선 케이블 통과 전/후 파형이 거의 동일할 정도로 정확하고 손실, 왜곡이 없는 신호 전달이 가능해졌다는 점이다. 그리고 위 피아노 테스트 그래프처럼 고역 대역에서의 정보 손실을 대폭 낮추었다는 점이다. 따라서 매우 맑고 풍부하며 음악적인 감흥과 직결되는 하모닉스를 잃지 않는다는 것이 큰 수확이다.
전세계 오디오파일, 뮤지션, 엔지니어의 케이블
치열한 R&D 와 엄격한 과학적 검증 과정을 거쳐 개발한 API 케이블은 전 세계 오디오파일은 물론 스튜디오 엔지니어와 함께 뮤지션들에게도 선택받은 케이블이다. 종종 하이엔드 오디오에서 대역 손실이나 왜곡이 음질적인 특색으로 인식되고 사랑받는 것을 볼 수도 있지만 그것은 어디까지나 순수한 레코딩의 왜곡에 지나지 않는다. 이를 잘 알고 있는 스튜디오 엔지니어는 물론 맨 처음 음악을 만들어낸 뮤지션이 API를 선택하는 것은 어찌 보면 당연한 결과다.
실제로 API 는 홈 오디오에 필요한 인터케이블, 스피커케이블, 파워케이블 등을 생산하지만 여기에서 멈추지 않는다. API 는 스튜디오와 뮤지션들 사이에서도 신뢰가 큰 케이블 메이커로 유명하다. 때로는 매우 극단적인 전기, 물리적 환경이 동반되는 레코딩 현장에서는 내구성, 신호 전송 효율 등 있어서 홈 오디오보다 더욱 높은 수준의 완성도를 갖춘 케이블이 필요하다. 그리고 그 중에서도 매우 다양한 음악인들에게 선택된 것이 API 케이블이다. 이를 위해 API 에서는 악기, 마이크 등에 사용되는 케이블은 물론 프로용 스피커와 프로용 장비에 최적화된 파워 케이블, 디지털 케이블 등을 생산, 공급하고 있다. 더불어 다양한 환경에서 인스톨이 필요한 경우가 많은 점을 고려해 주문 생산도 병행하고 있다.
마치며
미 국립항공우주 연구소 Paul J. Petzar 가 API 에게 공지한 내용은 매우 인상적이다. 미 항공 우주국에서 사용할 케이블을 선정하는 과정에서 그들은 매우 심각하고 까다로운 제원을 만족시키는 케이블을 찾고 있었다. 이를 위해 케이블 전문 메이커들 다수를 섭외해 샘플을 받아 측정 및 실험을 반복했다. 그들의 요청에 의해 API 가 보내준 케이블은 Big Silver Oval 과 Silver Oval 2 케이블이었다. 매우 낮은 임피던스를 가지고 매우 정확한 신호를 송출해야만 하는 항공우주 분야 설비에 필요한 케이블을 찾는 것은 매우 어려웠다. 하지만 미 국립항공우주 연구소에서 테스트한 여러 케이블 중 자신들의 까다로운 요구에 부합한 케이블은 단 두 개 뿐이었다. 다름 아닌 Big Sivler Oval 과 Silver Oval 2, 모두 API 의 케이블이었다. Paul J. Petzar 는 이를 계기로 NASA로 보낼 Big Silver Oval 100피트를 바로 주문했다.
극단적인 제원을 갖는 신호 전송이 필요한 우주항공 분야에 쓰이는 케이블을 만드는 API 는 매우 과학적이며 동시에 음악적 감동을 가감없이 전해주는 중립적인 케이블로 찬사를 받아오고 있다. 그 기저에는 여러 전자기기 제어에 필요한 전기, 물리적 제어 시스템 개발과 컨설팅 비즈니스에서 얻은 노하우과 기술이 있었기에 가능했다. API 는 때묻지 않은 순수한 레코딩 원음 재생을 이상으로 하는 하이엔드 오디오에서 매우 중요한 척도로 작용할 것이다.
제품소개
- Interconnects (인터커넥터)
1. Solo Crystal Oval Interconnects
2. Silver Oval-In Interconnects
3. Super Sub Interconnects
4. Sub Oval Interconnects
5. Sub Oval Jumper & T Connector
6. REL subwoofer cable
7. Super Sub Jumper & T Connector
8. Oval One Interconnects
9. Oval IW interconnect 1.0m Long with RCA connectors
10. Copper Oval-In MICRO Interconnects
11. Chocolate Oval-In Interconnects
- Speaker Cables (스피커 케이블)
1. Solo Crystal Oval 8
2. Silver Oval Two
3. Oval 16 Speaker cable 8 ft pair with gold BFA bananas
4. Jumper Cables "Pair"
5. Custom Cables for Tri-Wire Speakers
6. Clear Oval
7. Chocolate Theater 4 Wire
8. Chocolate Oval 12/2
9. Black Oval 12
10. Black Mesh Oval 9
11. Big Silver Oval
- Power Cables (파워 케이블)
1. Ultimate Power Oval
2. PS-6
3. Power Supply Cables
4. Power Oval 2
5. Power Oval 10 with 4 Box
6. Power Oval 10
- PHONO Cables (포노 케이블)
1. Solo Crystal Oval Phono Cable
2. Silver Oval Phono Cable
3. Low Mass Oval Phono Cable
- Golden Cables (골든 케이블)
1. MICRO Golden Oval Interconnects
2. Golden Oval Speaker Cables
- Digital Cables (디지털 케이블)
1. Toslink Optical Digital Cable
2. Purple Plus USB
3. Green Digital Oval
4. Digital Crystal
5. Black USB 2.0
6. Black Digital Cable
- IPOD Cables (아이팟 케이블)
1. IPOD Cable
- Video Cables (비디오 케이블)
1. HDMI Repeater / Booster
2. HDMI Cable
3. Component Oval Reference
4. Component Oval One
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