[Focusrite] 야, 너두 싱크 맞출 수 있어! 디지털 오디오의 숨은 지휘자, '워드클럭(Word Clock)'
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안녕하세요, 사운드캣입니다.
홈레코딩과 사운드 디자인, 그리고 음악 장비에 언제나 진심인 여러분.
음악 작업을 하다 보면 자연스럽게 장비 욕심이 생기기 마련입니다. 처음에는 컴퓨터에 오디오 인터페이스 하나만 달랑 연결해서 쓰다가,
점차 "아, 마이크 프리앰프를 따로 써볼까?", "보컬 녹음 퀄리티를 높이게 외장 AD 컨버터를 들여볼까?",
"모니터링 음질을 위해 독립된 DAC를 사볼까?" 하며 멋진 외장 형님들을 작업실에 하나둘씩 모셔오게 됩니다.
이렇게 까지 가지는 않겠죠...
그런데 이때, 부푼 꿈을 안고 고가의 장비들을 작업실에 장착한 수많은 음악인을 멘붕에 빠뜨리는 흔한 괴담이 하나 있습니다.
케이블도 비싼 걸로 잘 꽂았고, 전원 불도 예쁘게 들어오는데,
묘하게 사운드가 푸석하고 초점이 흐릿하게 들리는 불편한 소이입니다.
새로 산 장비가 불량인 걸까요? 중고로 사서 사기당한 걸까요? 아닙니다! 장비는 아무 죄가 없습니다.
범인은 바로 디지털 세계의 타임라인을 통제하는 '클럭(Clock) 싱크'가 맞지 않아서 생기는 문제입니다.
오늘은 이 답답함을 한방에 날려줄 디지털 오디오의 절대 권력자이자 숨은 지휘자,
'워드클럭(Word Clock)'의 정체를 아주 새롭고 맛깔나는 비유로 낱낱이 파헤쳐 보겠습니다.
1. 워드클럭이 왜 필요한데? (feat. 이어달리기)
개념을 이해하기 위해 먼저 디지털 오디오의 본질을 아주 살짝만 짚고 넘어가겠습니다.
아날로그 소리가 연속적인 파도라면, 디지털 오디오는 그 파도를 아주 미세한 시간 단위로 잘게 쪼개서
0과 1이라는 숫자의 배열로 기록하는 작업입니다.
우리가 오디오 설정에서 흔히 보는 44.1kHz나 48kHz 같은 샘플레이트(Sample Rate)가 바로 이 쪼개는 기준입니다.
48kHz라면 '1초를 정확하게 48,000개로 쪼개서 샘플을 채집했다'는 뜻이죠.
장비를 한 대만 쓸 때는 문제가 전혀 없습니다. 하지만 디지털 장비가 두 대 이상 늘어나는 순간, 아주 치명적인 문제가 머리를 들이밉니다.
두 장비가 생각하는 '1초'의 타이밍이 1억 분의 1초 단위까지 완벽하게 일치해야 하거든요.
이어 달리기로 예를 들어보겠습니다.
첫 번째 주자인 외장 마이크 프리앰프가 보컬의 목소리를 받아서 미친 듯이 달린 뒤,
다음 주자인 오디오 인터페이스에게 바톤(디지털 오디오 데이터)을 넘겨주려고 합니다.
두 주자가 완벽하게 같은 속도와 보폭으로 나란히 달려야 바톤이 손에서 손으로 슥 부드럽게 넘어가겠죠?
그런데 두 사람의 발걸음 페이스가 미세하게 다르면 어떻게 될까요? 넘겨주는 순간 손이 엇갈려 바톤을 떨어뜨리거나,
뒤에서 들이받아 우당탕 멈칫하게 될 것입니다.
디지털 장비 사이에서 이 바톤 터치가 매끄럽지 못해 데이터가 순간적으로 튀거나 누락되는 현상을 '지터(Jitter)'라고 부릅니다.
디지털 노이즈의 일종인 지터를 설명 하면, 디지털에 노이즈가 어딨냐고 하면서 장비를 팔아먹기 위한
사기 아니냐라고 하는데
그리고 이 지터가 아주 심하면 "틱틱, 팍팍" 거리는 노이즈가 나오기도 하지만 그런 경우는 대체적으로 드물고
타이밍이 맞지 않아 위상 왜곡(Phase Noise)을 유발합니다.
이 미세한 시간차 오류는 디지털 신호가 아날로그로 변환(DA Convert)될 때 어택감 같은 트랜지언트(Transient)를 뭉개지게 만들고
고음역대의 배음을 탁하게 만드는데, 결과적으로 스테레오 이미지의 넓이와 깊이(Depth)가 좁아져 각 악기의 정위감이 묘하게 맞지 않는 해상도 저하 현상으로 나타나게 됩니다.
이때, 운동장에 모인 모든 주자가 한 치의 오차도 없이 완벽하게 같은 발걸음 속도로 달릴 수 있도록,
중앙 전광판에서 "하나, 둘! 하나, 둘!" 하고 초정밀 메트로놈처럼 기준 박자(타이밍)를 쏴주는 시스템,
그것이 바로 오늘의 주인공 워드클럭(Word Clock)입니다.
2. 골목대장은 오직 한 명만! Master와 Slave
포커스라이트 샘플레이트 설정창
스튜디오에 오디오 인터페이스 딱 한 대만 있을 때는 자기 혼자 뛰면 되니까 아무 걱정이 없습니다.
인터페이스 내부에 있는 시계가 알아서 작동하죠. (오디오 설정창에 보면 'Internal'이라고 되어 있는 상태입니다.)
하지만 앞서 말했듯 외장 장비들이 추가되어 군단이 형성되면,
반드시 서열 정리를 해주고 '페이스메이커(기준점)'를 딱 한 명만 지정해 주어야 합니다.
하늘 아래 두 개의 태양이 뜰 수 없듯이 말이죠.
마스터(Master): "내가 대장이다. 내가 기준 박자를 칠 테니, 니들은 내 발걸음에 무조건 타이밍을 맞춰라." 하고 클럭 신호를 보내주는 장비.
슬레이브(Slave): "넵 형님! 대장님의 박자 피드백을 실시간으로 받아서 고대로 똑같이 뛰겠습니다!" 하고
마스터의 신호에 자신을 동기화(Sync)하는 부하 장비.
만약 두 장비를 케이블로 연결해 놓고, 양쪽 다 설정을 신경 쓰지 않아서 둘 다 "내가 마스터인데? 내 발걸음이 무조건 맞는데?"
하고 고집을 부리면 어떻게 될까요? 계주는 순식간에 난장판이 되고, 여러분의 스피커에서는 노이즈 대축제가 펼쳐집니다.
따라서 외장 디지털 기기를 연결할 때는 무조건 한 놈만 마스터로 지정하고,
나머지는 슬레이브(External 또는 Word Clock Input 상태)로 설정을 변경해 주어야 스튜디오에 평화가 찾아옵니다.
3. 워드클럭 케이블은 왜 따로 쓸까?
BNC - BNC
여기까지 읽으신 분들 중에는 날카로운 의문이 드는 분이 계실 겁니다.
"아니, ADAT(광케이블)이나 S/PDIF, AES/EBU 같은 디지털 케이블을 꽂으면 소리 데이터랑 박자 신호가 같이 넘어간다고 들었는데요?
왜 굳이 '워드클럭'이라는 동축 케이블을 돈 들여서 따로 또 꽂아야 하나요?"
매우 훌륭한 질문입니다. 이해를 돕기 위해 비유를 들어보겠습니다.
자율주행 드론 배송과 GPS 신호
일반적인 디지털 통합 케이블(ADAT 등)은 드론(오디오 데이터)이 배송 박스 안에 네비게이션(클럭 신호)을 같이 넣고
직접 길을 찾아 날아가는 방식입니다.
날씨가 안 좋거나 배송 데이터가 폭주하면(만석이 되면) 드론이 미세하게 경로를 헤매거나 도착 타이밍이 0.0001초씩 어긋날 수 있습니다.
반면 워드클럭(Word Clock) 방식은 드론이 짐을 싣고 날아가는 것과 별개로,
하늘 위에서 초정밀 우주 통신 'GPS 안테나'를 따로 하나 개설해 버리는 것입니다.
드론에게 짐을 실어 보내든 말든, 하늘에서 실시간으로 완벽한 "현재 시각과 위치 신호"만 초고속 전용 무선망으로
모든 기기에 다이렉트로 꽂아주는 것이죠.
4. 장비 뒷면 구멍의 비밀: IN과 OUT 단자의 신분학개론
워드클럭을 연결하기 전에 우리 장비 뒷면을 쓱 살펴봅시다.
동글동글한 BNC 단자가 보이실 텐데요, 이 단자가 어떻게 구성되어 있느냐에 따라 장비의 운명과 신분이 결정됩니다!
오직 IN 단자만 있는 기기 (Slave 전용)
메인 오디오 인터페이스에서 보내주는 정밀한 클럭 신호를 '받아서 받아먹기만' 하도록 설계된 가성비 좋은 확장형 프리앰프들입니다.
가격대를 낮추거나 설계를 단순화하기 위해 신호를 받아서 맞춰지기만 하면 된다"는 개념으로 만들어졌죠.
최근에는 단가 차이도 별로 안나고 비효율적이어서 IN 단자만 있는 기기는 갈수록 사라지고 있습니다.
오직 OUT 단자만 있는 기기 (Master 전용)
남의 말은 절대 안 듣고 오직 자기 시계만 고집하는 '마이웨이' 기기입니다.
외부 클럭 신호를 받을 수 있는 입구가 없기 때문에, 이 장비는 스튜디오에서 무조건 '마스터(Master)' 역할만 할 수 있습니다.
오직 초정밀 박자만 만들어 공급해 주는 고가의 독립형 마스터 클럭 제너레이터들이 보통 이런 형태입니다.
IN과 OUT 단자가 모두 있는 기기 (올라운더 멀티플레이어)
상황에 따라 마스터도 슬레이브도 될 수 있는 유연한 장비입니다.
마스터 역할
자체 클럭을 기준으로 잡고 OUT 단자로 부하들에게 신호를 쏠 수 있습니다.
슬레이브 역할
더 똑똑한 대장의 신호를 IN 단자로 받아 복종할 수 있습니다.
데이지 체인(Daisy-chain) 역할
이게 아주 꿀기능입니다! 마스터에게서 온 클럭 신호를 내 장비 IN으로 받은 뒤,
그 박자 신호를 그대로 OUT 단자를 통해 또 다른 세 번째 장비로 토스해 줄 수 있습니다.
장비가 줄줄이 소시지처럼 엮여야 하는 복잡한 환경에서 연결선을 아껴주는 구세주 같은 역할이죠.
5. 내 스튜디오를 살리는 3단계 워드클럭 체크리스트
지금 내 작업실 장비에서 원인 모를 틱틱 소리가 나거나, 여러 대의 디지털 장비를 완벽하게 통제하고 싶다면 다음 3단계를 꼭 체크해 보세요.
① 대장은 가장 몸값 비싸고 똑똑한 녀석으로!
스튜디오 안에서 페이스메이커 역할을 할 마스터(Master) 장비를 골라야 합니다.
내가 가진 장비 중에 클럭의 정밀도가 가장 높고 훌륭한 장비를 마스터로 선정하세요.
일반적으로는 메인이 되는 고가의 오디오 인터페이스가 마스터가 되며, 전문 스튜디오에서는 오직 정밀한 클럭 신호만 생성해 주는 수백만 원짜리
'독립 마스터 클럭 제너레이터'를 대장으로 모시기도 합니다.
비싼건 수천만원대를 홋가하기도 합니다.
< 최상급 스튜디오에서는 루비듐 원자 시계 등을 마스터 클럭으로 쓰기도 합니다. >
마스터로 선정된 장비의 클럭 소스는 'Internal'로 둡니다.
② 부하 장비들은 철저하게 복종시키기 (Sync 설정)
마스터가 정해졌다면, 워드클럭 케이블을 통해 신호를 받는 나머지 외장 장비(프리앰프, 컨버터 등)들의 내부 설정 메뉴를 반드시 확인해야 합니다.
이 부하 장비들의 설정을 그냥 두면 자기가 대장인 줄 알기 때문에,
설정을 'Word Clock' 또는 'External(외부 입력)'로 반드시 바꿔주어야 합니다.
그래야 비로소 전용선을 통해 들어오는 대장의 박자에 발걸음을 맞추기 시작합니다.
③ 마지막 방은 문을 닫아라 (Termination / 터미네이션)
워드클럭 신호는 케이블을 타고 한 방향으로 쭉 전진합니다. 그런데 만약 신호가 마지막 장비에 도착한 뒤 갈 곳이 없어지면,
케이블 끝벽에 부딪혀 다시 역주행(반사)을 흔하게 일으킵니다. 이 역주행 신호가 새로 오는 신호와 부딪히면 클럭이 완전히 꼬이게 됩니다.
이를 막기 위해 신호가 끝나는 마지막 장비에 "여기서 끝이니까 신호를 흡수해라!" 하고 문을 닫아주는 저항 처리를 해야 하는데,
이를 터미네이션(75Ω Termination)이라고 부릅니다.
요즘 나오는 최신 홈레코딩 장비들은 단자 내부에 이 기능이 자동으로 들어가 있거나 스위치 형태로 제공되니,
장비 매뉴얼을 보고 마지막 장비의 터미네이션을 꼭 체크해 주세요!
(기기 한 대와 한 대를 1:1로 직접 연결할 때도 받는 쪽 기기의 터미네이션이 켜져 있어야 신호가 깔끔합니다.)
6. 엔지니어의 숨겨진 반전 한 조각
여기서 유용한 상식 한 줄!
흔히 "워드클럭을 쓰면 음질이 마법처럼 엄청나게 좋아진다"고 오해하시는 분들이 많습니다.
하지만 엄밀히 따지면, 오디오 인터페이스는 외부에서 선을 타고 들어오는 클럭 신호보다
자기 몸체 안에 내장된 자체 클럭으로 작동할 때가 가장 오차가 적고 깨끗합니다.
케이블을 거쳐 오면서 미세한 노이즈가 유입될 수 있으니까요.
따라서 워드클럭은 단순한 '음질 향상 마법약'이라기보다는,
여러 대의 기기가 엉켜서 소리가 터지는 사고를 막아주는 '가장 안전하고 필수적인 교통정리 시스템'으로 이해하시는 것이 정답입니다.
마무리하며
디지털 오디오 환경에서 소리가 묘하게 멍청하게 들리거나 불규칙한 팝 노이즈가 낀다면,
그것은 기분 탓이나 장비 고장이 아니라 '서열 정리'가 안 돼서 장비들이 서로 제멋대로 뛰고 있기 때문일 확률이 매우 높습니다.
내가 가진 디지털 장비가 2대 이상이라면,
오늘 당장 장비 뒷면과 설정 창을 열어 마스터와 슬레이브 관계가 올바르게 정리가 되어 있는지 확인해 보세요.
완벽하게 정돈된 싱크 위에서 비로소 여러분이 의도한 완벽하고 깨끗한 사운드가 흘러나올 것입니다.
사실, 내가 외장 프리앰프도 안 쓰고 DAC도 안 쓴다면, 클럭에 대한 고민이 필요 없겠지만,
음질 향상과 아웃보드 구축을 위해 ADC / DAC / 프리앰프 등을 고려하신다면
클럭을 꼭!!! 체크 해보시길 바랍니다!
그럼 오늘도 노이즈 없는 쾌적하고 즐거운 음악 생활 되시길 바랍니다!
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