리본 마이크로폰에 대하여 Part 1.
by 이신렬 음향공학박사 글, 이무제 정리 자료제공 : A49, 소니캐스트
RCA PB-31, 44-A, 77-D, Coles 4038, BeyerDynamic M360, AEA R44BX, Royer R121 리본 마이크.
2. 리본 마이크로폰
1920년대 초 텔레풍켄의 발터 H. 쇼트키(Walter H. Schottky)와 에르빈 게를라흐(Erwin Gerlach)가 리본 마이크로폰의 원리를 고안했다. 최초의 상업용 리본 마이크는 해리 F. 올슨(Harry F. Olson)이 RCA를 위해 설계했으며, 1930년대 초 시장에 출시됐다. 첫 모델은 PB-31이었고 이후 고전적인 44-A와 77-A가 뒤를 이었다. 당시 리본 마이크는 콘덴서 마이크보다 우수한 음질로 평가받았고, 곧 여러 제조사가 생산에 참여했다. 1960년대 초반까지 인기를 유지했으나, 콘덴서와 다이나믹 마이크 기술이 발전하면서 점차 주류에서 밀려나 빈티지 장비로 취급됐다.
몇몇 제조사, 특히 Coles, BeyerDynamic, AEA는 리본 마이크의 명맥을 이어갔다. 여기에 Royer Labs가 1990년대 후반 R121을 선보이며 리본 마이크에 대한 관심을 다시 환기했다. R121은 대부분의 빈티지 설계보다 작고 견고했으며, 더 밝고 낮은 노이즈 특성을 보였다. 이후 리본 마이크는 콘덴서 마이크와 다이나믹 마이크를 보완하는 선택지로 자리 잡았고, 두 방식 사이의 음색적 공백을 상당 부분 메웠다.
2.1 리본 변환 장치
리본 마이크는 자기 유도 원리를 이용한다. 도체가 자기장을 통과하면 전류가 유도된다는 원리다. 리본 마이크에서 도체는 알루미늄, 또는 티타늄과 같은 비자성 전도성 재료로 만든 얇은 주름 리본이며, 강한 자기장 안에 매달린다. 음파에 의해 움직이는 공기 입자가 자기장 안의 리본을 앞뒤로 진동시키면 전류가 유도된다.
유도 전류는 음파 에너지에 비례하므로 전기 신호로 볼 수 있다. 그러나 마이크 프리앰프에 직접 연결하기에는 적합하지 않다. 신호 레벨이 매우 낮고 리본 소자의 임피던스도 낮아 실용적인 출력 전압을 얻기 어렵기 때문이다. 이를 보완하기 위해 리본에서 발생한 전류를 트랜스포머에 통과시켜 사용 가능한 신호 전압으로 변환한다. 트랜스포머는 마이크 케이블을 통해 프리앰프로 전달할 수 있는 밸런스드 차동 출력도 제공한다.
2.2 패시브 리본 마이크
위에서 설명한 구조는 패시브 리본 마이크에 해당한다. 여기서 패시브란 동작에 별도의 전원이 필요하지 않다는 뜻이다. 모든 빈티지 리본 마이크와 상당수의 현대 리본 마이크가 이 방식에 속하며, 다음과 같은 특성을 지닌다.
•출력 신호가 낮아 노이즈가 적은 마이크 프리앰프가 필요하다.
•출력 임피던스가 비교적 높고 변화 폭이 커, 연결된 프리앰프의 입력 임피던스에 따라 음색이 쉽게 달라진다.
이러한 문제를 보완하기 위해 인라인 부스터와 액티브 리본 마이크가 사용된다.
2.3 음색에 미치는 요인
리본 마이크는 다이나믹 마이크와 동일한 자기 유도 원리를 사용하지만, 리본이 훨씬 가벼워 고주파수 민감도가 높아지고 과도 반응이 빠르다.
리본 마이크의 태생적인 고주파수 롤오프.
2.4 고주파수 롤오프
리본 마이크의 음색에 가장 큰 영향을 주는 요소는 고주파수 롤오프다. 이 롤오프는 부드럽게 시작하다가 급격한 상쇄로 인한 딥으로 이어지며, 리본 측면의 자석 어셈블리를 통해 소리가 전면에서 후면으로 이동하는 최단 거리에 의해 결정된다. 첫 번째 널은 해당 거리와 같은 파장을 갖는 주파수에서 발생한다. 이 주파수에서는 음파 에너지가 리본 양쪽에 크기는 같고 방향은 반대인 압력을 만들기 때문에 한쪽 압력이 다른 쪽 압력을 상쇄한다. 그 결과 리본이 움직이지 않아 출력 신호가 사라지고, 주파수 응답에서 첫 번째 널이 형성된다. 이 널을 종료 주파수라고 하며, 일반적으로 ft로 표기한다. 고주파수 롤오프는 0.5 × ft에서 시작해 0.625 × ft에서 -3dB, 0.75 × ft에서 -6dB로 떨어지고 ft에서 완전한 널에 도달한다. 추가 널은 ft의 정수배에서 발생한다.
ft는 다음 식으로 계산할 수 있다.
ft = 344 / d,
(344는 공기 중 음파 속도, d는 리본의 앞에서 뒤로 가장 짧은 거리)
예를 들어 리본의 전면에서 후면까지, 즉 자석 측면을 감싸는 경로가 30mm라고 가정한다. d를 미터 단위로 변환하면 0.03m가 된다. 이 값을 공식에 대입하면 ft는 11.47kHz(344 ÷ 0.03)가 된다.
롤오프는 5.73kHz(0.5 × 11.47kHz)에서 시작해 7.17kHz(0.625 × 11.47kHz)에서 -3dB, 8.6kHz(0.75 × 11.47kHz)에서 -6dB로 낮아지며, 11.47kHz에서 완전한 널에 도달한다.
d를 15mm(0.015m)로 절반 줄이면 ft는 22.93kHz로 올라간다. 이 경우 롤오프는 11.47kHz에서 시작해 14.3kHz에서 -3dB, 17.2kHz에서 -6dB로 낮아지고, 22.93kHz에서 완전한 널에 도달한다.
따라서 리본의 전후 경로를 줄이면 리본 마이크의 고주파수 응답이 개선된다. 일부 제조사는 모래시계처럼 중앙이 좁아지는 자석 어셈블리를 사용해 이 거리를 최대한 줄이고, 그에 따라 ft와 -3dB 지점을 높인다.
리본 마이크의 주파수 응답은 ft까지 평탄하게 확장되지는 않는다. ft에서 신호 레벨이 허용 편차를 넘어 크게 낮아지기 때문이다. 주파수 스펙트럼 자체는 ft를 넘어 이어질 수 있지만, ft의 정수배마다 일련의 널이 존재한다. 따라서 리본 마이크는 ft보다 높은 주파수 성분을 재생할 수 있더라도, 그 응답은 평탄하지 않다.
2.5 과도응답
마이크의 과도응답은 스네어 드럼의 어택이나 어쿠스틱 기타의 플럭처럼 짧고 빠른 신호를 얼마나 정확하게 포착하는지를 뜻한다. 과도 신호에는 매우 높은 주파수까지 이어지는 에너지가 포함되므로, 마이크에는 우수한 고주파수 성능과 넓은 대역폭이 요구된다. 이 점은 리본 마이크를 설명할 때 혼란을 만들 수 있다. 공개된 주파수 응답 곡선은 첫 번째 널을 넘지 않는 경우가 많고, 비교적 이른 고주파수 롤오프가 우수한 과도응답이라는 요구와 상충하는 것처럼 보이기 때문이다.
리본 마이크의 과도응답과 대역폭은 서로 다른 두 메커니즘에 의해 결정된다. 과도응답은 주로 리본의 질량에 좌우되고, 주파수 응답의 상한은 리본의 전후 경로에 의해 정해진다. 트랜스포머와 관련 회로가 출력에 영향을 주지 않는다고 가정하면, 리본 마이크는 우수한 과도응답 덕분에 ft 이상의 영역에서도 더 밝고 명료하게 들릴 수 있다.
2.6 트랜스포머
모든 리본 마이크는 트랜스포머를 사용하며, 이는 마이크 음색에 영향을 준다. 트랜스포머는 직접적으로 리본 소자에 부하를 걸고, 간접적으로는 프리앰프에 전달되는 임피던스를 통해 음색에 관여한다. 또한 마이크의 주파수 응답과 과도응답에 제한을 줄 수 있으며, 설계가 부적절하거나 과도하게 구동될 경우 왜곡을 유발한다.
대부분의 리본 마이크는 1:37 권선비의 승압 트랜스포머를 사용한다. 이는 리본에서 발생한 신호 전압을 37배 높인다는 의미다. 이를 전압 이득이라고 하며, 전압 이득 37은 프리앰프에 약 31dB의 게인을 더하는 것과 같다. 그러나 1:37 권선비는 리본 마이크의 출력 임피던스를 37의 제곱, 즉 1369배까지 증가시킨다. 출력 임피던스가 높아지면 프리앰프에 더 큰 부담이 걸리므로, 마이크 음색에 영향을 주지 않으려면 더 높은 입력 임피던스가 필요하다.
1:37 승압 트랜스포머는 +31dB의 전압 이득을 제공하는 동시에 임피던스를 1369배 높인다. 큰 과도 신호나 높은 고주파수 에너지에서 포화되지 않고 고조파 왜곡을 억제하는 트랜스포머를 제작하기는 쉽지 않다. 특히 마이크 내부에 들어갈 만큼 작게 만들어야 할 때 난도가 높아진다. 우수한 저주파수 응답을 갖춘 트랜스포머를 만드는 일도 마찬가지다. 제조사가 임피던스가 높은 리본을 사용할 경우 이 문제는 더 커진다. 리본을 길고 좁고 얇게 만들면 음향 성능은 개선될 수 있지만, 임피던스가 증가해 더 고가의 트랜스포머가 필요할 수 있다.
시중에는 저가형 패시브 리본 마이크가 많이 유통되며, 제조사가 비용을 절감하는 주요 지점 중 하나가 트랜스포머다. 저가형 패시브 리본 마이크에서 흔히 이뤄지는 개조는 내부 트랜스포머를 Lundahl LL2912나 Samar RT 시리즈 등으로 교체하는 것이다.
2.7 리본 형상
리본 마이크의 음색에 영향을 주는 주요 요소는 리본 소자의 길이, 너비, 두께다. 리본을 길게 만들면 유도 전류가 증가해 출력 신호가 높아진다. 그러나 길이가 늘어나면 고주파수에서 수직면 지향성이 좁아져 수직 방향에서 들어오는 소리가 수평 방향의 소리보다 둔하게 들릴 수 있다. 또한 임피던스가 증가해 프리앰프 선택이 음색에 영향을 줄 가능성이 커지고, 리본 질량이 늘어나 과도응답이 저하될 수 있다. 반대로 리본을 짧게 만들면 임피던스가 낮아지고 과도응답과 수직면 고주파수 지향성이 개선되지만, 출력이 낮아져 더 큰 게인을 제공하면서도 노이즈가 낮은 프리앰프가 필요하다.
리본 폭을 늘리면 고주파수 컷오프 주파수(ft)가 낮아지고, 리본 질량이 증가해 과도응답은 나빠진다. 대신 임피던스는 낮아진다. 리본 폭을 줄이면 전후 경로를 짧게 만들 수 있어 고주파수 컷오프 주파수가 올라가고 사용 가능한 대역폭이 넓어진다. 리본이 가벼워지므로 과도응답도 개선된다. 다만 리본의 내구성은 낮아지고 임피던스는 증가한다.
얇은 재료를 사용하면 리본 질량이 줄어 과도응답이 개선될 수 있지만, 내구성은 낮아진다. 리본이 얇아질수록 질량 감소로 출력 신호 레벨은 높아질 수 있으나, 전기 전도에 사용되는 단면적이 줄어 임피던스가 증가한다. 두꺼운 재료를 사용하면 리본이 무거워져 과도응답은 저하되지만, 내구성은 향상되고 임피던스는 낮아진다. 리본의 길이, 너비, 두께 변화로 임피던스가 증가하면, 특히 우수한 저주파수 응답이 필요한 경우 더 고가의 트랜스포머 설계가 요구될 수 있다.
2.8 주름과 공명
리본의 주름은 탄성을 제공해 음향 에너지에 따라 자유롭게 움직일 수 있도록 한다. 주름의 형태와 간격은 리본에 가할 수 있는 장력에 영향을 주며, 이는 리본 마이크의 오디오 성능에 크게 관여한다. 장력은 리본 소자의 주요 공진 주파수를 결정하며, 제조사에 따라 보통 15Hz에서 45Hz 사이로 조정된다. 이 낮은 공진 주파수는 리본 마이크 특유의 따뜻하고 자연스러운 소리에 기여하는 요소 중 하나다. 5kHz에서 9kHz 사이에 위치하는 콘덴서 마이크의 높은 공진 주파수와 비교하면, 낮은 공진 주파수는 리본 마이크가 상당한 고주파수 EQ 부스트를 견딜 수 있는 이유로 자주 설명된다.
2.9 저주파수 응답
공진과 주름 형태를 제외하면, 리본의 저주파수 응답은 결국 두 요소에 의해 결정된다. 첫째, 리본 마이크는 리본 앞뒤의 음압 차로 출력 레벨이 정해지는 압력구배형 마이크다. 주파수가 낮아질수록 파장이 길어지고 리본 앞뒤의 압력 차가 줄어들어 출력도 낮아진다. 둘째, 리본 마이크에는 트랜스포머가 필요하며, 이 트랜스포머가 저주파수 응답에 제한을 둔다.
2.10 노이즈 및 왜곡
리본 마이크는 트랜스포머를 포함한 단순한 수동 구조를 가지므로, 전기 회로의 온도 영향으로 발생하는 열잡음을 제외하면 별도의 잡음 원인이 많지 않다. 전통적인 빈티지 리본 마이크는 출력 신호가 매우 작아 큰 이득을 필요로 하므로, 열잡음과 프리앰프 잡음이 중요한 요소가 된다. 이 때문에 리본 마이크는 노이즈가 많고 좋은 프리앰프가 필요하다는 설명이 자주 반복된다. 이러한 잡음이 실제로 들리고 모델별 음색 차이에 영향을 준다면, 그 역시 마이크 음색의 일부로 볼 수 있다.
리본 마이크에서 주요한 왜곡은 리본이 극단적으로 변위되어 선형 동작 범위를 벗어날 때 발생한다. 또 다른 원인은 트랜스포머가 만드는 저차 고조파 왜곡이며, 특히 과도응답 피크나 높은 저주파수 음량에서 포화가 발생할 때 두드러진다.
리본 마이크로폰에 대하여 Part 1.
by 이신렬 음향공학박사 글, 이무제 정리 자료제공 : A49, 소니캐스트
RCA PB-31, 44-A, 77-D, Coles 4038, BeyerDynamic M360, AEA R44BX, Royer R121 리본 마이크.
2. 리본 마이크로폰
1920년대 초 텔레풍켄의 발터 H. 쇼트키(Walter H. Schottky)와 에르빈 게를라흐(Erwin Gerlach)가 리본 마이크로폰의 원리를 고안했다. 최초의 상업용 리본 마이크는 해리 F. 올슨(Harry F. Olson)이 RCA를 위해 설계했으며, 1930년대 초 시장에 출시됐다. 첫 모델은 PB-31이었고 이후 고전적인 44-A와 77-A가 뒤를 이었다. 당시 리본 마이크는 콘덴서 마이크보다 우수한 음질로 평가받았고, 곧 여러 제조사가 생산에 참여했다. 1960년대 초반까지 인기를 유지했으나, 콘덴서와 다이나믹 마이크 기술이 발전하면서 점차 주류에서 밀려나 빈티지 장비로 취급됐다.
몇몇 제조사, 특히 Coles, BeyerDynamic, AEA는 리본 마이크의 명맥을 이어갔다. 여기에 Royer Labs가 1990년대 후반 R121을 선보이며 리본 마이크에 대한 관심을 다시 환기했다. R121은 대부분의 빈티지 설계보다 작고 견고했으며, 더 밝고 낮은 노이즈 특성을 보였다. 이후 리본 마이크는 콘덴서 마이크와 다이나믹 마이크를 보완하는 선택지로 자리 잡았고, 두 방식 사이의 음색적 공백을 상당 부분 메웠다.
2.1 리본 변환 장치
리본 마이크는 자기 유도 원리를 이용한다. 도체가 자기장을 통과하면 전류가 유도된다는 원리다. 리본 마이크에서 도체는 알루미늄, 또는 티타늄과 같은 비자성 전도성 재료로 만든 얇은 주름 리본이며, 강한 자기장 안에 매달린다. 음파에 의해 움직이는 공기 입자가 자기장 안의 리본을 앞뒤로 진동시키면 전류가 유도된다.
유도 전류는 음파 에너지에 비례하므로 전기 신호로 볼 수 있다. 그러나 마이크 프리앰프에 직접 연결하기에는 적합하지 않다. 신호 레벨이 매우 낮고 리본 소자의 임피던스도 낮아 실용적인 출력 전압을 얻기 어렵기 때문이다. 이를 보완하기 위해 리본에서 발생한 전류를 트랜스포머에 통과시켜 사용 가능한 신호 전압으로 변환한다. 트랜스포머는 마이크 케이블을 통해 프리앰프로 전달할 수 있는 밸런스드 차동 출력도 제공한다.
2.2 패시브 리본 마이크
위에서 설명한 구조는 패시브 리본 마이크에 해당한다. 여기서 패시브란 동작에 별도의 전원이 필요하지 않다는 뜻이다. 모든 빈티지 리본 마이크와 상당수의 현대 리본 마이크가 이 방식에 속하며, 다음과 같은 특성을 지닌다.
•출력 신호가 낮아 노이즈가 적은 마이크 프리앰프가 필요하다.
•출력 임피던스가 비교적 높고 변화 폭이 커, 연결된 프리앰프의 입력 임피던스에 따라 음색이 쉽게 달라진다.
이러한 문제를 보완하기 위해 인라인 부스터와 액티브 리본 마이크가 사용된다.
2.3 음색에 미치는 요인
리본 마이크는 다이나믹 마이크와 동일한 자기 유도 원리를 사용하지만, 리본이 훨씬 가벼워 고주파수 민감도가 높아지고 과도 반응이 빠르다.
리본 마이크의 태생적인 고주파수 롤오프.
2.4 고주파수 롤오프
리본 마이크의 음색에 가장 큰 영향을 주는 요소는 고주파수 롤오프다. 이 롤오프는 부드럽게 시작하다가 급격한 상쇄로 인한 딥으로 이어지며, 리본 측면의 자석 어셈블리를 통해 소리가 전면에서 후면으로 이동하는 최단 거리에 의해 결정된다. 첫 번째 널은 해당 거리와 같은 파장을 갖는 주파수에서 발생한다. 이 주파수에서는 음파 에너지가 리본 양쪽에 크기는 같고 방향은 반대인 압력을 만들기 때문에 한쪽 압력이 다른 쪽 압력을 상쇄한다. 그 결과 리본이 움직이지 않아 출력 신호가 사라지고, 주파수 응답에서 첫 번째 널이 형성된다. 이 널을 종료 주파수라고 하며, 일반적으로 ft로 표기한다. 고주파수 롤오프는 0.5 × ft에서 시작해 0.625 × ft에서 -3dB, 0.75 × ft에서 -6dB로 떨어지고 ft에서 완전한 널에 도달한다. 추가 널은 ft의 정수배에서 발생한다.
ft는 다음 식으로 계산할 수 있다.
ft = 344 / d,
(344는 공기 중 음파 속도, d는 리본의 앞에서 뒤로 가장 짧은 거리)
예를 들어 리본의 전면에서 후면까지, 즉 자석 측면을 감싸는 경로가 30mm라고 가정한다. d를 미터 단위로 변환하면 0.03m가 된다. 이 값을 공식에 대입하면 ft는 11.47kHz(344 ÷ 0.03)가 된다.
롤오프는 5.73kHz(0.5 × 11.47kHz)에서 시작해 7.17kHz(0.625 × 11.47kHz)에서 -3dB, 8.6kHz(0.75 × 11.47kHz)에서 -6dB로 낮아지며, 11.47kHz에서 완전한 널에 도달한다.
d를 15mm(0.015m)로 절반 줄이면 ft는 22.93kHz로 올라간다. 이 경우 롤오프는 11.47kHz에서 시작해 14.3kHz에서 -3dB, 17.2kHz에서 -6dB로 낮아지고, 22.93kHz에서 완전한 널에 도달한다.
따라서 리본의 전후 경로를 줄이면 리본 마이크의 고주파수 응답이 개선된다. 일부 제조사는 모래시계처럼 중앙이 좁아지는 자석 어셈블리를 사용해 이 거리를 최대한 줄이고, 그에 따라 ft와 -3dB 지점을 높인다.
리본 마이크의 주파수 응답은 ft까지 평탄하게 확장되지는 않는다. ft에서 신호 레벨이 허용 편차를 넘어 크게 낮아지기 때문이다. 주파수 스펙트럼 자체는 ft를 넘어 이어질 수 있지만, ft의 정수배마다 일련의 널이 존재한다. 따라서 리본 마이크는 ft보다 높은 주파수 성분을 재생할 수 있더라도, 그 응답은 평탄하지 않다.
2.5 과도응답
마이크의 과도응답은 스네어 드럼의 어택이나 어쿠스틱 기타의 플럭처럼 짧고 빠른 신호를 얼마나 정확하게 포착하는지를 뜻한다. 과도 신호에는 매우 높은 주파수까지 이어지는 에너지가 포함되므로, 마이크에는 우수한 고주파수 성능과 넓은 대역폭이 요구된다. 이 점은 리본 마이크를 설명할 때 혼란을 만들 수 있다. 공개된 주파수 응답 곡선은 첫 번째 널을 넘지 않는 경우가 많고, 비교적 이른 고주파수 롤오프가 우수한 과도응답이라는 요구와 상충하는 것처럼 보이기 때문이다.
리본 마이크의 과도응답과 대역폭은 서로 다른 두 메커니즘에 의해 결정된다. 과도응답은 주로 리본의 질량에 좌우되고, 주파수 응답의 상한은 리본의 전후 경로에 의해 정해진다. 트랜스포머와 관련 회로가 출력에 영향을 주지 않는다고 가정하면, 리본 마이크는 우수한 과도응답 덕분에 ft 이상의 영역에서도 더 밝고 명료하게 들릴 수 있다.
2.6 트랜스포머
모든 리본 마이크는 트랜스포머를 사용하며, 이는 마이크 음색에 영향을 준다. 트랜스포머는 직접적으로 리본 소자에 부하를 걸고, 간접적으로는 프리앰프에 전달되는 임피던스를 통해 음색에 관여한다. 또한 마이크의 주파수 응답과 과도응답에 제한을 줄 수 있으며, 설계가 부적절하거나 과도하게 구동될 경우 왜곡을 유발한다.
대부분의 리본 마이크는 1:37 권선비의 승압 트랜스포머를 사용한다. 이는 리본에서 발생한 신호 전압을 37배 높인다는 의미다. 이를 전압 이득이라고 하며, 전압 이득 37은 프리앰프에 약 31dB의 게인을 더하는 것과 같다. 그러나 1:37 권선비는 리본 마이크의 출력 임피던스를 37의 제곱, 즉 1369배까지 증가시킨다. 출력 임피던스가 높아지면 프리앰프에 더 큰 부담이 걸리므로, 마이크 음색에 영향을 주지 않으려면 더 높은 입력 임피던스가 필요하다.
1:37 승압 트랜스포머는 +31dB의 전압 이득을 제공하는 동시에 임피던스를 1369배 높인다. 큰 과도 신호나 높은 고주파수 에너지에서 포화되지 않고 고조파 왜곡을 억제하는 트랜스포머를 제작하기는 쉽지 않다. 특히 마이크 내부에 들어갈 만큼 작게 만들어야 할 때 난도가 높아진다. 우수한 저주파수 응답을 갖춘 트랜스포머를 만드는 일도 마찬가지다. 제조사가 임피던스가 높은 리본을 사용할 경우 이 문제는 더 커진다. 리본을 길고 좁고 얇게 만들면 음향 성능은 개선될 수 있지만, 임피던스가 증가해 더 고가의 트랜스포머가 필요할 수 있다.
시중에는 저가형 패시브 리본 마이크가 많이 유통되며, 제조사가 비용을 절감하는 주요 지점 중 하나가 트랜스포머다. 저가형 패시브 리본 마이크에서 흔히 이뤄지는 개조는 내부 트랜스포머를 Lundahl LL2912나 Samar RT 시리즈 등으로 교체하는 것이다.
2.7 리본 형상
리본 마이크의 음색에 영향을 주는 주요 요소는 리본 소자의 길이, 너비, 두께다. 리본을 길게 만들면 유도 전류가 증가해 출력 신호가 높아진다. 그러나 길이가 늘어나면 고주파수에서 수직면 지향성이 좁아져 수직 방향에서 들어오는 소리가 수평 방향의 소리보다 둔하게 들릴 수 있다. 또한 임피던스가 증가해 프리앰프 선택이 음색에 영향을 줄 가능성이 커지고, 리본 질량이 늘어나 과도응답이 저하될 수 있다. 반대로 리본을 짧게 만들면 임피던스가 낮아지고 과도응답과 수직면 고주파수 지향성이 개선되지만, 출력이 낮아져 더 큰 게인을 제공하면서도 노이즈가 낮은 프리앰프가 필요하다.
리본 폭을 늘리면 고주파수 컷오프 주파수(ft)가 낮아지고, 리본 질량이 증가해 과도응답은 나빠진다. 대신 임피던스는 낮아진다. 리본 폭을 줄이면 전후 경로를 짧게 만들 수 있어 고주파수 컷오프 주파수가 올라가고 사용 가능한 대역폭이 넓어진다. 리본이 가벼워지므로 과도응답도 개선된다. 다만 리본의 내구성은 낮아지고 임피던스는 증가한다.
얇은 재료를 사용하면 리본 질량이 줄어 과도응답이 개선될 수 있지만, 내구성은 낮아진다. 리본이 얇아질수록 질량 감소로 출력 신호 레벨은 높아질 수 있으나, 전기 전도에 사용되는 단면적이 줄어 임피던스가 증가한다. 두꺼운 재료를 사용하면 리본이 무거워져 과도응답은 저하되지만, 내구성은 향상되고 임피던스는 낮아진다. 리본의 길이, 너비, 두께 변화로 임피던스가 증가하면, 특히 우수한 저주파수 응답이 필요한 경우 더 고가의 트랜스포머 설계가 요구될 수 있다.
2.8 주름과 공명
리본의 주름은 탄성을 제공해 음향 에너지에 따라 자유롭게 움직일 수 있도록 한다. 주름의 형태와 간격은 리본에 가할 수 있는 장력에 영향을 주며, 이는 리본 마이크의 오디오 성능에 크게 관여한다. 장력은 리본 소자의 주요 공진 주파수를 결정하며, 제조사에 따라 보통 15Hz에서 45Hz 사이로 조정된다. 이 낮은 공진 주파수는 리본 마이크 특유의 따뜻하고 자연스러운 소리에 기여하는 요소 중 하나다. 5kHz에서 9kHz 사이에 위치하는 콘덴서 마이크의 높은 공진 주파수와 비교하면, 낮은 공진 주파수는 리본 마이크가 상당한 고주파수 EQ 부스트를 견딜 수 있는 이유로 자주 설명된다.
2.9 저주파수 응답
공진과 주름 형태를 제외하면, 리본의 저주파수 응답은 결국 두 요소에 의해 결정된다. 첫째, 리본 마이크는 리본 앞뒤의 음압 차로 출력 레벨이 정해지는 압력구배형 마이크다. 주파수가 낮아질수록 파장이 길어지고 리본 앞뒤의 압력 차가 줄어들어 출력도 낮아진다. 둘째, 리본 마이크에는 트랜스포머가 필요하며, 이 트랜스포머가 저주파수 응답에 제한을 둔다.
2.10 노이즈 및 왜곡
리본 마이크는 트랜스포머를 포함한 단순한 수동 구조를 가지므로, 전기 회로의 온도 영향으로 발생하는 열잡음을 제외하면 별도의 잡음 원인이 많지 않다. 전통적인 빈티지 리본 마이크는 출력 신호가 매우 작아 큰 이득을 필요로 하므로, 열잡음과 프리앰프 잡음이 중요한 요소가 된다. 이 때문에 리본 마이크는 노이즈가 많고 좋은 프리앰프가 필요하다는 설명이 자주 반복된다. 이러한 잡음이 실제로 들리고 모델별 음색 차이에 영향을 준다면, 그 역시 마이크 음색의 일부로 볼 수 있다.
리본 마이크에서 주요한 왜곡은 리본이 극단적으로 변위되어 선형 동작 범위를 벗어날 때 발생한다. 또 다른 원인은 트랜스포머가 만드는 저차 고조파 왜곡이며, 특히 과도응답 피크나 높은 저주파수 음량에서 포화가 발생할 때 두드러진다.