앰프 출력은 얼마나 필요합니까?

커피숍에서 포크 음악을 연주합니다. 앰프 출력은 얼마나 필요합니까?
저희 록 그룹은 2000석 규모의 콘서트 홀에서 공연할 예정입니다. 몇 와트가 필요합니까?
PA 스피커를 막 구입했습니다. 스피커를 손상시키지 않고 최대한 크게 재생하고 싶습니다. 어떤 앰프를 구입해야 합니까?

Crown에서는 이러한 질문을 자주 받으며, 이 문서에서는 몇 가지 답변을 제공합니다.

먼저 목표를 정의하십시오. 스피커가 소손되지 않고 최대한 크게 재생되도록 전력을 공급하고 싶습니까? 그렇다면 아래 섹션만 읽으면 됩니다. 특정 공연장에서 특정 음량을 달성하고 싶습니까? 그렇다면 전력 대 용도 섹션으로 건너뛰십시오.

스피커가 처리할 수 있는 전력은 얼마입니까?

스피커의 데이터 시트를 확인하여 이를 결정할 수 있습니다. 공칭 임피던스 사양을 찾으십시오. 일반적으로 2, 4, 8 또는 16 ohm입니다. 다음으로 연속 전력 처리 또는 연속 전력 정격이라고 하는 스피커 사양을 찾으십시오. IEC 정격 또는 전력 용량이라고 불릴 수도 있습니다.

파워 앰프의 클리핑을 방지할 수 있다면(리미터 사용), 채널당 스피커 연속 전력 정격의 2~4배를 공급하는 파워 앰프를 사용하십시오. 이렇게 하면 오디오 신호의 피크를 위한 3~6 dB의 헤드룸이 허용됩니다. 스피커는 이러한 단기 피크를 처리하도록 제작되었습니다. 파워 앰프의 클리핑을 방지할 수 없는 경우(예: 리미터가 없고 시스템이 오버드라이브되거나 피드백이 발생하는 경우) 앰프 전력은 스피커 연속 전력 정격과 같아야 합니다. 이렇게 하면 입력을 오버드라이브하여 앰프가 클리핑되더라도 스피커가 손상되지 않습니다. 이 경우 피크에 대한 헤드룸이 없으므로 왜곡을 피하려면 스피커를 정격 전력보다 낮게 구동해야 합니다.

주로 라이트 댄스 음악이나 음성을 다루는 경우 앰프 전력을 채널당 연속 전력 정격의 1.6배로 권장합니다. 헤비 메탈/그런지를 다루는 경우 채널당 연속 전력 정격의 2.5배를 시도하십시오. 앰프 전력은 스피커의 임피던스(2, 4, 8 또는 16 ohm) 기준 정격이어야 합니다.

예를 들어보겠습니다. 스피커의 임피던스가 4 ohm이고 연속 전력 처리가 100 W라고 가정합니다. 라이트 댄스 음악을 재생하는 경우 앰프의 4 ohm 전력은 채널당 1.6 x 100 W, 즉 160 W 연속이어야 합니다. 헤비 메탈/그런지를 처리하려면 앰프의 4 ohm 전력은 채널당 2.5 x 100 W, 즉 250 W 연속이어야 합니다.

훨씬 더 많은 전력을 사용하면 스피커 콘을 한계까지 밀어붙여 스피커가 손상될 가능성이 높습니다. 훨씬 적은 전력을 사용하면 스피커를 충분히 크게 만들기 위해 앰프를 클리핑될 때까지 높일 가능성이 높습니다. 클리핑은 과열로 인해 스피커를 손상시킬 수 있습니다. 따라서 스피커의 연속 전력 정격의 1.6~2.5배를 유지하십시오.

전력 대 용도

이 섹션에서는 공연장을 크고 선명한 사운드로 채우는 데 필요한 파워 앰프의 크기를 제안합니다. 기본적으로 사운드 시스템의 음량이 클수록, 공간이 넓을수록 더 많은 전력이 필요합니다. 감도가 높은 스피커는 감도가 낮은 스피커보다 적은 전력이 필요합니다.

아래 목록은 여러 용도에 필요한 총 앰프 전력을 권장합니다. 각 용도에는 원하는 음량과 일반적인 스피커 감도에 따른 전력 범위가 있습니다.

이 목록을 작성할 때 다음과 같이 가정했습니다.

일반적인 스피커 감도는 홈 스테레오의 경우 85 dB SPL/W/m, 소형 PA 스피커의 경우 95 dB SPL/W/m, 중형 PA 스피커의 경우 100-105 dB, 대형 PA 스피커의 경우 110 dB입니다.
권장 전력은 포크, 재즈 및 팝 음악의 경우 10 dB의 신호 피크를 허용합니다. 실제로 피크는 25 dB까지 높을 수 있지만 들리지 않는 수준의 단시간 클리핑은 일부 허용했습니다.
권장 전력은 리미팅이나 컴프레션이 강하게 적용된 록 음악의 경우 6 dB의 신호 피크를 허용합니다.
Crown의 수석 앰프 엔지니어인 Gerald Stanley에 따르면 앰프 연속 전력과 앰프 피크 전력은 거의 동일합니다. 일반적으로 피크 전력은 연속 전력보다 1 dB만 높으며 피크 지속 시간에 따라 달라집니다.

다양한 용도에 필요한 총 앰프 전력

근거리 모니터링: 85 dB SPL 평균(15 dB 피크 포함)에 25 W, 95 dB SPL 평균(15 dB 피크 포함)에 250 W
홈 스테레오: 85 dB SPL 평균(15 dB 피크 포함)에 150 W, 95 dB SPL 평균(15 dB 피크 포함)에 1,500 W
50석 규모의 커피숍에서 포크 음악: 25~250 W
150~250석 규모의 중형 강당, 클럽 또는 예배당에서 포크 음악: 95~250 W
소규모 야외 페스티벌에서 포크 음악(스피커에서 관객까지 50피트): 250 W
150~250석 규모의 중형 강당, 클럽 또는 예배당에서 팝 또는 재즈 음악: 250~750 W
2000석 규모의 콘서트 홀에서 팝 또는 재즈 음악: 400~1,200 W
150~250석 규모의 중형 강당, 클럽 또는 예배당에서 록 음악: 최소 1,500 W
소규모 야외 페스티벌에서 록 음악(스피커에서 관객까지 50피트): 최소 1,000~3,000 W
경기장, 아레나 또는 야외극장에서 록 또는 헤비 메탈 음악(스피커에서 관객까지 100~300피트): 최소 4,000~15,000 W

아레나에서의 록 콘서트는 15,000 와트로 전력을 공급할 수 있지만(피크를 위한 6 dB의 헤드룸만 허용), 대형 투어 사운드 회사가 총 80,000~400,000 와트를 사용하는 것을 자주 볼 수 있습니다. 클리핑 없이 20~24 dB 피크를 처리하고 넓은 영역의 균일한 커버리지를 위해 추가 스피커에 전력을 공급하려면 그만큼의 전력이 필요합니다.

하나의 스피커가 필요한 총 전력을 처리할 수 없는 경우 총 전력을 여러 스피커와 여러 앰프 채널로 분할해야 합니다. 예를 들어 원하는 평균 음량을 달성하는 데 1000 와트가 필요하지만 스피커 전력 처리가 250 와트 연속인 경우를 가정합니다. 채널당 500 와트의 파워 앰프를 사용할 수 있습니다. 각 채널에 두 개의 스피커를 병렬로 연결합니다. 이렇게 하면 각 스피커가 250 와트를 받습니다(다른 임피던스에서의 앰프 전력 변화 및 케이블 손실을 고려하지 않음).

두 개의 스피커를 병렬로 연결하면 총 임피던스가 절반이 된다는 점에 유의하십시오. 예를 들어 병렬로 연결된 두 개의 8 ohm 스피커의 임피던스는 4 ohm입니다. 이 경우 각 스피커는 앰프의 4 ohm 전력의 절반을 받습니다.

전력 계산기

Crown 웹사이트에는 특정 거리에서 원하는 SPL을 달성하는 데 필요한 앰프 전력을 결정하는 계산기가 있습니다. 오디오 피크에 필요한 앰프 헤드룸의 dB 수도 고려합니다. 계산기와 함께 제공되는 텍스트는 사용된 방정식을 제공합니다. Crown의 전력 계산기로 이동하려면 다음 링크를 클릭하십시오: 계산기

해당 계산기를 사용하려면 스피커 감도, 피크 헤드룸, 청취자 거리 및 원하는 SPL을 알아야 합니다. 각 요소를 살펴보겠습니다.

감도

감도 사양은 스피커의 데이터 시트에서 찾을 수 있습니다. PA 스피커의 일반적인 감도는 95~110 dB-SPL/와트/미터입니다. 일반적으로 큰 스피커는 작은 스피커보다 감도가 높으며, 고주파 드라이버는 저주파 드라이버보다 감도가 높습니다.

피크 헤드룸

음악에는 평균 레벨보다 6~25 dB 높은 과도 피크가 있기 때문에 파워 앰프는 왜곡 없이 해당 피크를 처리할 수 있는 충분한 전력을 생산해야 합니다.

예를 들어 원하는 평균 SPL을 달성하는 데 100 와트 연속 전력이 필요한 경우 10 dB 피크를 처리하려면 1,000 와트 연속, 15 dB 피크를 처리하려면 3,162 와트, 20 dB 피크를 처리하려면 10,000 와트가 필요합니다. 이처럼 피크에는 평균 레벨보다 훨씬 많은 전력이 필요합니다. 계산기의 Peak Headroom 필드에는 컴프레션 또는 리미팅이 적용된 록 음악의 경우 6 dB를, 컴프레션되지 않은 라이브 음악의 경우 20~25 dB를 입력하십시오. 들리지 않을 수도 있는 단시간 클리핑을 어느 정도 감수할 수 있다면 10~15 dB를 입력하십시오.

음원에서 청취자까지의 거리

스피커에서 가장 먼 청취자까지의 거리입니다. 객석 안쪽까지 여러 스피커를 배치한 경우에는 가장 가까운 스피커로부터의 거리를 기준으로 합니다. 예를 들어 객석 깊이가 100피트이고 0피트와 50피트 지점에 스피커가 있다면 청취자 거리는 50피트입니다.

이 거리를 모르는 경우 아래의 일반적인 값으로 대략 추정할 수 있습니다. 거리는 반드시 미터(m) 단위로 입력하십시오.

커피하우스: 16~32피트(4.8~9.8 m)
소형 클럽 또는 강당: 32피트(9.8 m)
중형 클럽, 강당 또는 예배당: 45피트(13.7 m)
2000석 규모 콘서트 홀: 110피트(33.5 m)
소규모 야외 페스티벌: 50피트(15.2 m)
경기장 또는 아레나: 100~300피트(30.5~91.4 m)

목표 SPL

아래는 음악 장르별 일반적인 음압 레벨(SPL)입니다. SPL 미터는 C 가중, 느린 응답(Slow)으로 설정했습니다. 양호한 신호 대 잡음비를 확보하려면 시스템 레벨을 배경 소음보다 최소 10 dB 높게 설정하는 것이 좋습니다.

뉴에이지: 60-70 dB
포크: 75-90 dB
재즈: 80-95 dB
클래식: 100 dB
팝: 90-95 dB
록: 95-110 dB
헤비 메탈: 110 dB.

기타 고려 사항

여기에서 설명한 계산은 무향 조건 또는 야외 조건에 적용됩니다. 사운드 시스템이 실내 공연장에 설치된 경우 실내 잔향으로 인해 SPL이 일반적으로 6 dB 증가합니다. 이 룸 게인을 추가 헤드룸으로 활용할 수 있습니다.

피크에 1000 와트를 공급해야 하고 스피커의 연속 전력 처리 용량이 250 와트라고 가정합니다. 스피커의 피크 전력 처리 용량은 일반적으로 연속 전력 처리 용량의 4배입니다. 따라서 이 스피커는 1000 와트 피크를 처리할 수 있을 것입니다. 즉, 해당 전력을 피크에만 사용하고 스피커를 1000 와트로 연속 구동하지 않는 한 1000 와트 앰프로 이 스피커를 구동할 수 있습니다. 다시 말해 앰프가 클리핑될 정도로 레벨을 높이지 마십시오.

사운드 시스템에 액티브 크로스오버를 사용하고 드라이버마다 별도의 파워 앰프 채널을 사용한다면 어떻게 해야 합니까? 드라이버 유형별로 계산기를 적용하십시오. 3웨이 시스템을 예로 들면, 서브우퍼, 미드레인지 드라이버, 고주파 드라이버에 필요한 전력을 각각 따로 산출합니다. 세 가지 드라이버 모두 같은 거리에서 같은 SPL을 내야 합니다. 혼 로드 드라이버는 서브우퍼보다 감도가 훨씬 높은 경향이 있으므로, 서브우퍼와 같은 SPL을 내는 데 필요한 전력이 더 적습니다.

사운드 시스템의 여러 스피커가 객석 영역 안쪽까지 배치된 경우를 가정합니다. 예를 들어 100피트마다 딜레이 스피커 클러스터를 설치한 야외 페스티벌이나 천장 설치형 스피커 세트가 이에 해당합니다. 이 경우 가까운 스피커 클러스터 또는 스피커마다 계산기를 적용하십시오.

Crown 앰프 선택 가이드(총 출력 기준)

필요한 출력을 파악했다면 아래 목록에서 Crown 앰프를 선택할 수 있습니다. 각 파워 앰프는 부하 임피던스에 따라 출력이 다르기 때문에 목록 일부가 중복됩니다.

향후 용도 확장에 대비하여 필요보다 출력이 큰 앰프를 선택하는 것도 좋습니다. 또한 필요한 출력보다 약간 여유 있게 지정하는 것이 현명합니다. 시스템 음량이 너무 크면 언제든지 파워 앰프 레벨을 낮출 수 있지만, 음량이 너무 작을 때 파워 앰프를 최대치 이상으로 높일 수는 없습니다!

총 출력(양 채널 합계)

25-50 W: D-45
50-100 W: 180A, 180MA, D-75A
100-200 W: 280A, 280MA, CP660
200-400 W: 1160A, 1160MA, CP660, CTs 600, XLS 202
400-800 W: CE 1000, CE 2000, CH1, CL1, CTs 600, CTs 1200, K1, MA-602, MA-1202, SR II, XLS 202, XLS 402, XLS 602
800-1,000 W: CE 1000, CE 2000, CH1, CH2, CL2, CTs 4200, K1, MA-1202, SR II, XLS 402, XLS 602, Xs500, Xs700
1,000-1,500 W: CE 1000, CE 2000TX, CE 4000, CH2, CH4, CL1, CL2, CL4, CTs 1200, CTs 2000, CTs 3000, CTs 4200, CTs 8200, K1, K2, MA-1202, MA-2402, SR II, XLS 402, XLS 602, Xs500, Xs700, Xs900, Xs1200
1,500-5,000 W: CE 4000, CH4, CL2, CL4, CTs 2000, CTs 3000, CTs 8200, I-T4000, I-T6000, K2, MA-3600VZ, MA-5002VZ, SR I, XLS 602, Xs700, Xs900, Xs1200
4,000-8,000 W: I-T6000, I-T8000, MA-5002VZ

이 문서에서 소개한 도구와 조언을 활용하면 음악 스타일과 공연장에 맞는 적절한 와트 수의 파워 앰프를 구매하거나 추천할 수 있습니다.

참고 자료:

Bradford Benn, Crown International 사업 개발 매니저.

Don & Carolyn Davis, Sound System Engineering, second edition. Howard W. Sams & Co., 1987, pp. 273-275.

John Eargle, JBL Professional Sound System Design Manual 1999 Edition (www.jblpro.com 제공)

David L. Glass, Crown International 기술 지원 전문가.

JBL, Speaker Power Requirements. www.jblpro.com 제공.

Chuck McGregor, How Big an Amplifier Do I Need for a Loudspeaker?, www.live-audio.com/studyhall/watts.html.

Brad Nelson, Six and a Half Steps to Proper Amplifier Size, Syn Aud Con Newsletter (Vol. 27, No. 1, Winter 1999). 같은 호에 Pat Brown이 앰프 출력 계산에 관한 기사를 기고했습니다. Brad Nelson의 기사는 Sound & Video Contractor 2000년 9월호에 The Right Call이라는 제목으로 재게재되었습니다.

Gerald Stanley, Crown International 연구 개발 담당 수석 부사장.

Syn Aud Con 메일링 리스트. Pat Brown과 Brad Nelson에게 특별히 감사드립니다.

Adam Anderson, 계산기 Javascript 프로그래밍