Smaart v9(Version 9.6.4)의 Amplitude Calibration과 Audient EVO의 dBFS / dB SPL / Required Offset의 관계(Calibration Only — Gain Tracking Not Used)
글 : 정규철 대표 자료제공 : 사운드포스
Smaart v9(Version 9.6.4)의 Amplitude Calibration에서는 dBFS로 측정되는 디지털 입력 레벨과 실제 음압 레벨인 dB SPL 사이의 대응 관계를 Calibration Offset을 통해 설정한다.
이 글에서는 Audient EVO와 RTA 420을 사용한 실제 측정 사례를 통해 Input Level, Calibrator Level, Required Offset이 어떤 관계를 갖는지, 그리고 Required Offset이 어떻게 계산되는지를 살펴보며 Smaart의 Normalized Full Scale과 약 3.01dB의 RMS 기준 차이가 이 과정에서 어떤 의미를 갖는지도 함께 확인한다.
Smaart Amplitude Calibration 설정값
▪ Input Device: Audient USB Audio ASIO Driver → Audient EVO를 측정 입력 장치로 사용
▪ Input Channel: Analogue 2 → EVO의 아날로그 입력 2번을 측정 채널로 사용
▪ Input Level: −26.4dBFS
94dB SPL 캘리브레이터 신호가 RTA 420 측정 마이크 → EVO Gain 25dB → ADC를 거쳐 디지털 신호로 변환된 후, Smaart에서 측정되는 입력 레벨. 즉, 94dB SPL의 기준 신호가 현재 입력 시스템에서 −26.4dBFS로 측정된 상태이다.
▪ EVO Gain: 25dB(EVO 마이크 프리앰프의 입력 게인 설정)
Calibrator Level: 94dB SPL
Required Offset: 123.5dB
94dB SPL의 캘리브레이터 신호가 94dB SPL → RTA 420 → EVO Gain 25dB → ADC → −26.4dBFS → Smaart의 입력 경로를 거쳐 측정되었으며, Smaart는 이 기준 신호와 디지털 입력 레벨 사이의 관계를 이용하여 Required Offset 123.5dB를 표시한다.
dB SPL과 dBFS의 관계
dB SPL과 dBFS는 서로 다른 기준을 사용하는 레벨 단위이다. dB SPL은 20μPa를 기준 음압으로 하는 음압 레벨이며, dBFS는 디지털 시스템에서 정의된 Full Scale을 기준으로 하는 디지털 레벨이다. 따라서 캘리브레이션을 하지 않은 상태에서 94dB SPL−(−26.4 dBFS)와 같이 두 숫자의 차이를 계산한다고 해서, 그것을 곧바로 물리적인 음향 레벨 차이라고 해석할 수는 없다. 두 스케일 사이의 관계를 알기 위해서는 측정 시스템에 대한 Calibration이 필요하다.
Calibration의 물리적 의미
SPL Calibration은 음향 입력을 측정하는 시스템에서 알려진 음압 레벨과 측정 시스템의 디지털 입력 레벨 사이의 대응 관계를 설정하는 과정이다. 이 과정에는 측정 마이크, 마이크 프리앰프, ADC 및 오디오 인터페이스 등 전체 입력 경로의 특성이 반영된다.
이번 설정에서는 94dB SPL ↔ – 26.4dBFS라는 대응 관계가 설정된다. 이 관계가 정의되면 Smaart는 이후 측정되는 디지털 입력 레벨을 calibrated SPL 값으로 표시할 수 있다. 따라서 캘리브레이션된 시스템에서는 두 레벨 사이의 관계를 Offset을 이용한 1차적인 가감산 형태로 표현할 수 있다.
개념적으로는: dB SPL = dBFS + Calibration Offset 형태로 볼 수 있다. 다만 이것은 dBFS와 dB SPL이 원래부터 동일한 기준의 단위이기 때문이 아니라, Calibration을 통해 두 스케일 사이의 대응 관계가 정의되었기 때문에 가능한 것이다.
Calibration 전과 Calibration 후
Calibration 전
– 26.4dBFS와 94dB SPL은 서로 다른 기준으로 정의된 레벨이므로, 단순히 두 숫자의 차이를 계산하여 물리적인 레벨 차이라고 해석할 수 없다.
Calibration 후
– 26.4dBFS ↔ 94dB SPL이라는 대응 관계가 정의된다. 따라서 동일한 측정 시스템 조건에서 디지털 레벨이 변화하면 그 변화량을 SPL 레벨 변화량으로 대응시킬 수 있다. 즉, 캘리브레이션은 dBFS와 dB SPL 사이의 변환 관계를 설정하는 과정이라고 할 수 있다.
Offset의 의미
Offset은 두 기준 또는 스케일 사이의 관계를 맞추기 위해 적용하는 보정값을 의미한다.
▪ Calibration Offset: SPL Calibration을 통해 측정 시스템에 적용되는 보정값.
▪ Required Offset: Smaart의 Amplitude Calibration 과정에서 현재 입력 레벨과 기준 SPL을 바탕으로 계산되어 표시되는 요구(필요) 보정값.
따라서 이번 경우의 Required Offset 123.5dB는 단순히 94–(–26.4)의 결과가 아니다.
Required Offset 123.5dB의 수치 관계
현재 Smaart v9 Amplitude Calibration 입력값은:
▪ Calibrator Level = 94dB SPL
▪ Input Level = – 26.4dBFS
Required Offset = Calibrator Level(dB SPL) – Input Level(dBFS)
▪ Required Offset = 123.5dB이다.
두 레벨의 단순한 수치 차이는: 94–(–26.4) = 120.4dB.
Smaart v9 Amplitude Calibration에서 Required Offset은 123.5dB로 표시된다. 따라서: 123.5 – 120.4 = 3.1dB 즉, Required Offset과 두 입력값의 단순 차이 사이에는 약 3.1dB의 차이가 존재한다.
3.01dB와 Normalized Full Scale
Rational Acoustics는 Smaart의 Full Scale 표시가 Normalized Full Scale을 기준으로 한다고 설명한다.
Normalized Full Scale에서는:
▪ 최대 디지털 진폭 = 1.0
▪ dBFS = 최대 디지털 진폭
▪ Full-scale sine wave의 Peak amplitude = 1.0
▪ Full-scale sine wave의 RMS amplitude = 0.7071
따라서 Peak와 RMS 사이에는: 3.01dB의 차이가 발생한다.
즉, Full Scale의 Peak 기준과 sine wave의 RMS 기준 사이에는 약 3.01dB의 차이가 있다.
측정값에서 나타나는 관계
실제 측정값을 보면: 94–(–26.4) = 120.4dB이고, 120.4 + 3.01 = 123.41dB이다. 이는 Smaart 화면의: Required Offset = 123.5dB와 약 0.09dB 차이밖에 나지 않는다. 따라서 실제 측정값에서 나타난 약 3.1dB의 차이는 Normalized Full Scale에서 설명되는 3.01dB와 수치적으로 매우 가깝다.
94dB SPL과 Required Offset 123.5dB의 의미를 구분해야 하는 이유
Smaart의 Amplitude Calibration을 처음 보는 분이라면 Calibrator Level 94dB와 Required Offset 123.5dB를 보고, 94dB SPL의 신호를 입력했더니 Smaart가 123.5dB SPL을 측정한 것으로 오해할 수 있다. 하지만 두 값은 서로 완전히 다른 의미를 가진다.
94dB는 캘리브레이터가 측정 마이크에 실제로 인가하는 기준 음압 레벨이다. 따라서 이 캘리브레이션 과정에서 기준이 되는 SPL은 94dB SPL이다. 반면 123.5dB Required Offset은 마이크에 입력된 음압의 크기를 나타내는 측정값이 아니다. Smaart가 현재 입력 시스템에서 측정되는 디지털 레벨과 기준 음압 사이의 Calibration 관계를 설정하기 위해 요구하는 보정값이다.
이 부분을 혼동하는 분들을 위해 다시 한번 강조하면, Smaart의 Amplitude Calibration에서 94dB SPL을 123.5dB SPL과 같이 읽어서는 안 된다. 올바른 관계는 다음과 같다.
▪ 94dB SPL → 캘리브레이터가 인가한 기준 음압.
▪ –26.4dBFS → 94dB SPL 신호가 현재 입력 시스템에서 측정된 디지털 입력 레벨.
▪ 123.5dB Required Offset → 위 두 값의 대응 관계를 설정하기 위해 Smaart가 요구하는 Calibration Offset.
즉, Required Offset의 123.5dB는 실제 음압 레벨이 아니며, 123.5dB SPL이나 123.5dB Peak를 의미하지 않는다.
Smaart의 Amplitude Calibration에서 실제 캘리브레이션의 기준 음압은 94dB SPL이고, 123.5dB는 그 기준 음압과 측정 시스템의 디지털 입력 레벨 사이의 관계를 설정하기 위해 사용되는 보정값이다.
Smaart v9(Version 9.6.4)의 Amplitude Calibration과 Audient EVO의 dBFS / dB SPL / Required Offset의 관계(Calibration Only — Gain Tracking Not Used)
글 : 정규철 대표 자료제공 : 사운드포스
Smaart v9(Version 9.6.4)의 Amplitude Calibration에서는 dBFS로 측정되는 디지털 입력 레벨과 실제 음압 레벨인 dB SPL 사이의 대응 관계를 Calibration Offset을 통해 설정한다.
이 글에서는 Audient EVO와 RTA 420을 사용한 실제 측정 사례를 통해 Input Level, Calibrator Level, Required Offset이 어떤 관계를 갖는지, 그리고 Required Offset이 어떻게 계산되는지를 살펴보며 Smaart의 Normalized Full Scale과 약 3.01dB의 RMS 기준 차이가 이 과정에서 어떤 의미를 갖는지도 함께 확인한다.
Smaart Amplitude Calibration 설정값
▪ Input Device: Audient USB Audio ASIO Driver → Audient EVO를 측정 입력 장치로 사용
▪ Input Channel: Analogue 2 → EVO의 아날로그 입력 2번을 측정 채널로 사용
▪ Input Level: −26.4dBFS
94dB SPL 캘리브레이터 신호가 RTA 420 측정 마이크 → EVO Gain 25dB → ADC를 거쳐 디지털 신호로 변환된 후, Smaart에서 측정되는 입력 레벨. 즉, 94dB SPL의 기준 신호가 현재 입력 시스템에서 −26.4dBFS로 측정된 상태이다.
▪ EVO Gain: 25dB(EVO 마이크 프리앰프의 입력 게인 설정)
Calibrator Level: 94dB SPL
Required Offset: 123.5dB
94dB SPL의 캘리브레이터 신호가 94dB SPL → RTA 420 → EVO Gain 25dB → ADC → −26.4dBFS → Smaart의 입력 경로를 거쳐 측정되었으며, Smaart는 이 기준 신호와 디지털 입력 레벨 사이의 관계를 이용하여 Required Offset 123.5dB를 표시한다.
dB SPL과 dBFS의 관계
dB SPL과 dBFS는 서로 다른 기준을 사용하는 레벨 단위이다. dB SPL은 20μPa를 기준 음압으로 하는 음압 레벨이며, dBFS는 디지털 시스템에서 정의된 Full Scale을 기준으로 하는 디지털 레벨이다. 따라서 캘리브레이션을 하지 않은 상태에서 94dB SPL−(−26.4 dBFS)와 같이 두 숫자의 차이를 계산한다고 해서, 그것을 곧바로 물리적인 음향 레벨 차이라고 해석할 수는 없다. 두 스케일 사이의 관계를 알기 위해서는 측정 시스템에 대한 Calibration이 필요하다.
Calibration의 물리적 의미
SPL Calibration은 음향 입력을 측정하는 시스템에서 알려진 음압 레벨과 측정 시스템의 디지털 입력 레벨 사이의 대응 관계를 설정하는 과정이다. 이 과정에는 측정 마이크, 마이크 프리앰프, ADC 및 오디오 인터페이스 등 전체 입력 경로의 특성이 반영된다.
이번 설정에서는 94dB SPL ↔ – 26.4dBFS라는 대응 관계가 설정된다. 이 관계가 정의되면 Smaart는 이후 측정되는 디지털 입력 레벨을 calibrated SPL 값으로 표시할 수 있다. 따라서 캘리브레이션된 시스템에서는 두 레벨 사이의 관계를 Offset을 이용한 1차적인 가감산 형태로 표현할 수 있다.
개념적으로는: dB SPL = dBFS + Calibration Offset 형태로 볼 수 있다. 다만 이것은 dBFS와 dB SPL이 원래부터 동일한 기준의 단위이기 때문이 아니라, Calibration을 통해 두 스케일 사이의 대응 관계가 정의되었기 때문에 가능한 것이다.
Calibration 전과 Calibration 후
Calibration 전
– 26.4dBFS와 94dB SPL은 서로 다른 기준으로 정의된 레벨이므로, 단순히 두 숫자의 차이를 계산하여 물리적인 레벨 차이라고 해석할 수 없다.
Calibration 후
– 26.4dBFS ↔ 94dB SPL이라는 대응 관계가 정의된다. 따라서 동일한 측정 시스템 조건에서 디지털 레벨이 변화하면 그 변화량을 SPL 레벨 변화량으로 대응시킬 수 있다. 즉, 캘리브레이션은 dBFS와 dB SPL 사이의 변환 관계를 설정하는 과정이라고 할 수 있다.
Offset의 의미
Offset은 두 기준 또는 스케일 사이의 관계를 맞추기 위해 적용하는 보정값을 의미한다.
▪ Calibration Offset: SPL Calibration을 통해 측정 시스템에 적용되는 보정값.
▪ Required Offset: Smaart의 Amplitude Calibration 과정에서 현재 입력 레벨과 기준 SPL을 바탕으로 계산되어 표시되는 요구(필요) 보정값.
따라서 이번 경우의 Required Offset 123.5dB는 단순히 94–(–26.4)의 결과가 아니다.
Required Offset 123.5dB의 수치 관계
현재 Smaart v9 Amplitude Calibration 입력값은:
▪ Calibrator Level = 94dB SPL
▪ Input Level = – 26.4dBFS
Required Offset = Calibrator Level(dB SPL) – Input Level(dBFS)
▪ Required Offset = 123.5dB이다.
두 레벨의 단순한 수치 차이는: 94–(–26.4) = 120.4dB.
Smaart v9 Amplitude Calibration에서 Required Offset은 123.5dB로 표시된다. 따라서: 123.5 – 120.4 = 3.1dB 즉, Required Offset과 두 입력값의 단순 차이 사이에는 약 3.1dB의 차이가 존재한다.
3.01dB와 Normalized Full Scale
Rational Acoustics는 Smaart의 Full Scale 표시가 Normalized Full Scale을 기준으로 한다고 설명한다.
Normalized Full Scale에서는:
▪ 최대 디지털 진폭 = 1.0
▪ dBFS = 최대 디지털 진폭
▪ Full-scale sine wave의 Peak amplitude = 1.0
▪ Full-scale sine wave의 RMS amplitude = 0.7071
따라서 Peak와 RMS 사이에는: 3.01dB의 차이가 발생한다.
즉, Full Scale의 Peak 기준과 sine wave의 RMS 기준 사이에는 약 3.01dB의 차이가 있다.
측정값에서 나타나는 관계
실제 측정값을 보면: 94–(–26.4) = 120.4dB이고, 120.4 + 3.01 = 123.41dB이다. 이는 Smaart 화면의: Required Offset = 123.5dB와 약 0.09dB 차이밖에 나지 않는다. 따라서 실제 측정값에서 나타난 약 3.1dB의 차이는 Normalized Full Scale에서 설명되는 3.01dB와 수치적으로 매우 가깝다.
94dB SPL과 Required Offset 123.5dB의 의미를 구분해야 하는 이유
Smaart의 Amplitude Calibration을 처음 보는 분이라면 Calibrator Level 94dB와 Required Offset 123.5dB를 보고, 94dB SPL의 신호를 입력했더니 Smaart가 123.5dB SPL을 측정한 것으로 오해할 수 있다. 하지만 두 값은 서로 완전히 다른 의미를 가진다.
94dB는 캘리브레이터가 측정 마이크에 실제로 인가하는 기준 음압 레벨이다. 따라서 이 캘리브레이션 과정에서 기준이 되는 SPL은 94dB SPL이다. 반면 123.5dB Required Offset은 마이크에 입력된 음압의 크기를 나타내는 측정값이 아니다. Smaart가 현재 입력 시스템에서 측정되는 디지털 레벨과 기준 음압 사이의 Calibration 관계를 설정하기 위해 요구하는 보정값이다.
이 부분을 혼동하는 분들을 위해 다시 한번 강조하면, Smaart의 Amplitude Calibration에서 94dB SPL을 123.5dB SPL과 같이 읽어서는 안 된다. 올바른 관계는 다음과 같다.
▪ 94dB SPL → 캘리브레이터가 인가한 기준 음압.
▪ –26.4dBFS → 94dB SPL 신호가 현재 입력 시스템에서 측정된 디지털 입력 레벨.
▪ 123.5dB Required Offset → 위 두 값의 대응 관계를 설정하기 위해 Smaart가 요구하는 Calibration Offset.
즉, Required Offset의 123.5dB는 실제 음압 레벨이 아니며, 123.5dB SPL이나 123.5dB Peak를 의미하지 않는다.
Smaart의 Amplitude Calibration에서 실제 캘리브레이션의 기준 음압은 94dB SPL이고, 123.5dB는 그 기준 음압과 측정 시스템의 디지털 입력 레벨 사이의 관계를 설정하기 위해 사용되는 보정값이다.