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--- 음향:specification:ein [2024/08/15] – 정승환
+++ 음향:specification:ein [2025/04/14] (현재) – [알기 쉬운 EIN의 개념] 정승환
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 ======EIN======
-**E**quivalent **I**nput **N**oise, **등가 입력 잡음**
+**E**quivalent **I**nput **N**oise, **등가 입력 노이즈**
-마이크 프리앰프의 다이나믹 레인지를 말한다.
+마이크 프리앰프의 경우에는 장비마다 최대 입력 레벨이 다르고, 증폭 범위도 다르기 때문에, 이러한 조건들을 통일하여 등가 입력 노이즈를 측정한다.
-마이크 프리앰프의 경우에는 장비마다 최대 입력 레벨이 다르고, Gain 범위도 다르기 때문에, 이러한 조건들을 통일하여 측정해야 다이나믹 레인지를 알 수 있다.
+마이크 프리앰프의 입력측에 150Ω 의 부하를 가진 더미 저항을 이용하여 터미네이션시키고, 노이즈 플로어를 측정한다. 이론적으로 마이크 프리앰프가 가질 수 있는 가장 높은 EIN 수치는 133dB 정도라고 알려져있다.
-마이크 프리앰프의 입력측에 150Ω 의 부하를 가진 더미 저항을 이용하여 터미네이션시키고, 노이즈 플로어를 측정한다. 이론적으로 마이크 프리앰프가 가질 수 있는 가장 높은 EIN 수치는 133dB 정도 이다.
+=====알기 쉬운 EIN의 개념=====
-{{:음향:specification:20240815-061140.png}}
+어떠한 마이크 프리앰프가 있을때 그 마이크 프리앰프의 **자체 노이즈 플로어**가 있습니다. 측정장비로 -90dBu 정도로 측정되었다고 가정하겠습니다.
-=====프리앰프 노이즈와 게인의 상관관계=====
+이러한 마이크 프리앰프에 **150옴의 부하**를 입력에 연결하면, 150옴의 부하가 생성하는 열에 의한 **화이트 노이즈**가 입력으로 들어오게 됩니다. 아직 아무런 증폭을 하지 않았기 때문에, 마이크 프리앰프의 **자체 노이즈 플로어** 값인 -90dBu보다 낮은 상태입니다.
-{{:음향:specification:20240815-061203.png}}
+이 마이크 프리앰프의 게인을 서서히 증가시켜봅니다.
-일반적인 프리앰프의 게인에 따른 EIN 수치의 변화 그래프이다. 모든 프리앰프는 거의 대부분 이와 같은 형태의 EIN 그래프를 보인다.
+dB 정도 증폭해도 마이크 프리앰프에서 출력되는 노이즈 플로어는 여전히 마이크 프리앰프의 자체 노이즈인 -90dBu 입니다. 20dB 를 증폭해도 동일합니다. 30dB를 증폭해도 동일합니다. 근데 아마 40dB쯤 증폭했을 때부터 노이즈가 증폭되기 시작할 것입니다. 45dB를 증폭하니 마이크 프리앰프에서 출력되는 노이즈가 -85dBu 입니다. 이것은 150옴 부하에 의한 노이즈가 나타나기 시작한 것 입니다.
-위의 그래프를 보면 프리앰프에거 게인을 높히면 높힐수록 EIN 수치는 점점 줄어듬을 알 수 있다. 즉 게인을 높히면 노이즈 플로어도 내려가는 것이다. 하지만, 여기서 올라간 게인 수치를 더하면 게인을 점점 증가시킴에 따라 노이즈도 증가함을 알 수 있다. 게인이 20dB 일 때의 노이즈 플로어는 -93dBu, 게인이 60dB 일 때의 노이즈 플로어는 -69dBu 이다.
+따라서 이러한 **150옴의 부하 조건**에서는 이 마이크 프리앰프는 40dB 증폭할 때 까지 노이즈 플로어가 -90dBu 로 유지되며, 그보다 더 높은 증폭을 하면 **150옴 부하의 노이즈**가 마이크 프리앰프의 노이즈 플로어를 넘어서게 된다는 뜻입니다.
-하지만, 여기서 한가지 더 생각해봐야 하는 것은 신호도 20dB 에서 60dB로 그만큼 증폭되었다는 사실이다. 즉 S/N Ratio로 생각해야 한다.
+그래서 이렇게 측정한 EIN 은 40dB-(-90dBu) = 130dB 입니다. 이 값이 마이크 프리앰프가 실질적으로 표현할 수 있는 **다이내믹 레인지의 가능성**이라고 볼 수 있습니다.
-  * +4dBu 의 신호를 20dB 증폭한 경우 신호는 24dBu 의 크기이며 노이즈 플로어는 -93dBu이다. 이 때 S/N Ratio는 117dB 이다.
+{{:음향:specification:20240815-061140.png}}
-  * +4dBu의 신호를 60dB 증폭한 경우 신호는 64dBu의 크기이며 노이즈 플로어는 -69dBu이다. 이 때 S/N Ratio는 133dB이다.
-**즉, 프리앰프 단독으로는 게인이 증가하면 S/N Ratio가 증가한다.**
+=====프리앰프 노이즈와 게인의 상관관계=====
-그러나 여기에 마이크의 Self-noise 레벨을 적용하면, 다음과 같다.
-감도가 16mV/Pa인 마이크가 10dBA의 Self-noise 레벨을 가진다면, 이 마이크의 출력 노이즈 플로어는 -118dBu이다. 따라서
-  * -118dBu의 노이즈 플로어를 가진 마이크의 신호를 20dB 증폭한 경우 프리앰프의 EIN에 의한 노이즈 플로어는 -93dBu이며, 마이크의 노이즈 플로어는 -98dBu로 증폭되었으므로, 프리앰프의 노이즈 플로어가 마이크의 노이즈 플로어보다 5dB 높다.
-  * -118dBu의 노이즈 플로어를 가진 마이크의 신호를 60dB 증폭한 경우 프리앰프의 EIN에 의한 노이즈 플로어는 -69dBu이며, 마이크의 노이즈 플로어는 -58dBu로 증폭되었으므로, 마이크의 노이즈 플로어가 프리앰프의 노이즈 플로어보다 9dB 높다.
-**즉, 프리앰프에 마이크를 연결하여 사용할 때, 마이크의 노이즈 플로어도 게인에 의해 증가하기 때문에 게인을 높히다보면 마이크의 노이즈가 프리앰프의 노이즈보다 높아지는 지점이 있다.**
-**따라서, 마이크의 노이즈 플로어와 EIN에 의한 프리앰프의 노이즈에 의해 특정 구간에서 가장 노이즈가 적은 일종의 Sweet Spot이 분명 존재한다는 결론이 나온다.**
-{{:음향:specification:20240815-065806.png}}
-======Reference======
+{{page>/정승환_컬럼/프리앰프_노이즈와_게인의_상관관계&noheader}}
-  * https://www.audiotechnology.com/tutorials/microphones-noise-1
-  * https://www.audiotechnology.com/tutorials/microphones-noise-2
+{{tag>"노이즈" 측정}}

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