10여 년 전만 하여도 케이블이 오디오에서 차지하는 비중은 상대적으로 낮았다. 전기를 흘려주기만 하면 된다고 생각되는 케이블에 의하여 소리가 달라질 수 있다는데 대한 의문이 컸었기 때문이었다. 요즈음 케이블이 오디오에서 차지하는 비중과 중요성에 대하여 의문을 갖는 사람은 적다. 이미 케이블은 앰프나 스피커 못지 않게 중요한 오디오 컴포넌트로 여겨지고 있으며 선택에 신중을 기하게 되었다.
"오디오 케이블은 짧을수록 좋다"는 주장을 대부분의 애호가들은 굳게 믿고 있는 듯하다. 기기들을 서로 가깝게 배치하고 양쪽 스피커 가운데 오디오 랙을 설치하여 가능한 한 연결 케이블의 길이를 줄이려 노력하는 것을 흔히 볼 수 있으며 심지어는 Maker의 규격화된 케이블조차 짧게 잘라서 사용하는 경우도 있다.
오디오케이블이 짧을수록 좋다는 주장의 이론적 근거는 희박하다. 중학교 과정에서 과학을 공부한 경험이 있는 사람이라면 전기저항은 도선의 길이가 길어질수록 또 단면적이 작아질수록 커진다는 사실을 알고 있다. 전기저항이 커지면 손실 또한 따라서 커지게 될 것이므로 저항을 줄이기 위해서는 줄이 짧은 것이 유리하지 않을까라는 상식적 판단이 이 주장의 배경인 듯하다. 극단적인 경우를 제외하고는 오디오에서 저항에 의한 전송손실이 문제가 되는 경우는 없다.
선재로 사용되는 구리와 은의 비저항(resistivity)은 각각 1.67×10-8[Ωm], 1.59×10-8[Ωm] 로서 매우 작은 값을 갖는다. 지름 0.5 cm, 길이가 10 m인 구리선재로 된 스피커케이블의 경우 케이블 전체의 저항은 일만분의 1[Ω] 이하(8.5×10-5 Ω)에 불과하다. 보통 스피커의 임피던스(Impedance)와 비교하면 10만분의 1정도 크기의 저항을 갖는 셈이다. 실용적으로 사용되는 길이의 오디오 케이블에서 전송손실은 무시해도 좋을 만큼 작다는 것을 알 수 있다.
케이블 내부에서 전송되는 신호는 직류신호가 아니고 교류신호이므로 직류저항만을 고려하는 것은 의미가 없다. 교류신호에 전송손실의 문제를 굳이 다루고자 하려면 직류저항이 아닌 교류저항, 즉 임피던스(Impedance)를 고려해야만 할 것이다. 케이블은 아무리 그 중요성이 강조 되어도 기본적으로는 수동소자(passive device)이므로 역할은 왜곡 없는 신호의 전송에 불과하다. 또한 다른 컴포넌트에 비하면 간단한 구조를 가지고 있으나 케이블의 동작기구가 모두 밝혀진 것은 아니다. 인터커넥터나 스피커케이블 이외에도 앰프를 비롯한 모든 오디오 기기의 가장 기본적인 부품이 바로 케이블이다. 이와같이 가장 기본적인 케이블의 동작기구에 대해서도 완벽하게 밝혀지지 않고 있다는 사실이 어떤 의미에서는 오디오가 영원한 취미의 영역으로 남게된 원인이기도 할 것이다. 그러나 모든 것을 알지는 못하지만 케이블의 성능을 지배하는 요건들에 대하여 먼저 살펴보기로 하자.
케이블의 구조에 따른 성능
동축선, 평판형 케이블, 꼬인 쌍(twisted pair) 구조를 갖는 케이블은 넓은 주파수 범위에 대하여 빠른 전송속도를 갖고 있으므로 오디오 케이블로 많이 사용된다. 주파수 전송능력은 보통 수 Giga Hz에 이르므로 오디오 주파수 범위를 크게 상회한다. 광대역 주파수 특성은 보통의 경우 우수한 오디오가 가져야할 주요 특성중의 하나이므로 대역 특성이 넓을수록 좋다고 생각되어 왔으나 케이블에서는 반드시 유리한 특성만은 아니다. 앞서 지적한 바와 같이 오디오 케이블은 특별히 설계된 경우가 아니라도 수 GHz 범위까지 전송이 가능하므로 주위의 다양한 주파수를 갖는 전기잡음을 포착하기 때문이다. 케이블에 전기잡음이 유입되면 S/N비가 낮아져서 dynamic range를 좁히므로 현장감을 떨어뜨린다. 또한 낮은 level의 harmonic 신호를 전송시키지 못하여 공간감에 대한 정보가 누락되며 고음역을 거칠게(harsh)고 건조하게(dry)하게 만들어 음악성을 떨어뜨린다.
Inductance와 Capacitance
오디오 케이블에서 Inductance와 capacitance는 적절한 크기를 가져야 한다. 보통의 길이를 갖는 평판형 케이블, 동축형 케이블 또는 twisted pair cable들은 오디오의 입장에서 보면 지나치게 넓은 주파수 폭을 가지고 있어서 전기잡음에 취약하다. 또한 인덕턴스(Inductance)와 캐패시턴스(Capacitance)에 의하여 전기적 공명현상이 발생하는데 보통의 경우 1500Hz ~ 2500Hz 부근에서 공명이 일어나므로 1500Hz ~ 2500Hz 이하의 주파수를 갖는 신호의 전달에서 큰 저항을 받게된다. 따라서 공명이 일어나는 주파수가 가청주파수 영역 밖에 있지 않으면 주파수에 따른 신호의 불균일한 전달에 의하여 주파수에 대한 왜곡이 발생한다.
group delay
오디오의 관점에서 바람직 한 것은 케이블 내부에서 모든 주파수가 같은 속도로 진행하여야 한다 (uniform group delay). 이는 케이블에서 전송된 신호가 퍼지는 정도 즉, 분산특성(dispersion relation)을 결정하게 되므로 전송에 의한 왜곡의 정도를 가늠하는 주요 특성이다. 지나치게 넓은 주파수 범위를 갖는 케이블들에서 group delay 특성이 나쁘면 고음역에서 공명이 발생한다. 이와 같은 케이블의 경우 Energy balance가 고음역 쪽으로 치우치게 된다. 고역쪽으로 치우친 Energy balance는 처음에는 소리의 경향이 맑은듯하여 우선 청취자의 주의를 끌게되지만 오디오적으로 착색감이 있으므로 투명하고 부드러운 자연음과 다르다.
케이블의 길이와 특성
케이블의 길이가 짧으면 Inductance와 Capacitance가 작아지게 되므로 전송 주파수 대역이 넓어지게 된다. 앞서 이야기한 것처럼 케이블이 넓은 주파수 대역을 가지면 Noise의 유입과 공진 현상 때문에 Dynamic range를 좁히며, 건조하고 자극적인 소리를 만들게 된다.
자연음이 갖는 소리의 특징은 중립성(Neutrality)과 투명성(Transparency)인데 오디오 케이블이 길어질수록 Energy balance가 평탄하여지므로 중립성이 향상된다. 실험적으로도 인터커넥터와 스피커케이블은 9 m 이상의 길이를 가질 때 음악성이 있는 소리의 재생이 가능하다는 보고가 있다. 케이블이 길어지면 전송주파수대역이 좁아져서 건조하고 자극적인 음을 피할 수 있으며 공진주파수가 낮아져서 오디오 영역에 해당하는 신호의 흐름을 원활하게 만드는 장점이 있다. 케이블의 길이가 길어지면 주파수에 따른 전송속도의 차이에 의하여 분산특성이 저하가 우려되는 점이다. 그러나 가청주파수 영역은 20Hz ~ 20kHz이므로 케이블의 전송 주파수 대역에 비하여 매우 작으므로 분산특성의 저하에 의한 왜곡은 상대적으로 적다.
그밖의 요인들
케이블의 재질, 절연체의 종류와 기하학적 구조들 또한 케이블의 음질에 영향을 미치는 것으로 알려지고 있으나 우리가 원하는 소리와 케이블의 매개변수(Parameter)사이의 관계가 아직도 완벽하게 규명된 것은 없으며 케이블 전문 Maker들에서 여러 종류의 시도가 행해지고 있다.
가장 단순해 보이는 케이블에서조차 그 동작 mechanism을 완벽하게 밝히지 못하고 있는 점이 아날로그의 어려움이며 이런 점이 오디오가 기술의 영역에 머물지 않고 예술의 영역에 남게되는 이유가 될 것이다.
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