허밍 노이즈 잡기 - 하나씩 알아 가는 세상

재작년에 이사 오면서,  지금으로 부터 15년 전에 3만원 가량의 저가에 구입했던 5.1ch 스피커(리퍼)를  다시 설치 했다.

리퍼 제품이라고 해도 처음엔 노이즈 같은 거 느끼지 못하고 잘 썼던 거 같은데..  그 땐 처음이라 귀가 막귀여서 그랬는지 모르고 지냈던 것이...

이번에 이사하면서 스피커가 충격을 먹어서 그랬을 지도 모르고,  수명이 오래 되어서 여러가지 스피커 자체에 고장이 났을 수도 있겠고,..

 

아무튼, 전원 만 켜도 지이이잉~ 하는 것 같기도 하고, '우우우우웅...' 하는 것 같기도 하고.  노이즈가 지속적으로 들리게 되었다.  (허밍 노이즈라고 한다)

 

내가 민감한 편이 아니기 때문에, 그냥 무시하고 당분간 사용 했었는데,  시간이 지날 수록 더욱 더 거슬리기 시작해서 점차 그 노이즈 소리도 커져만 갔다.  그래서 맘 먹고 노이즈 잡겠다고 덤벼 든 지... 거의 1년.

그 동안은 아는 것도 없고 귀찮은 것도 있어서, 아예 사용하지도 않고 방치해 두었던 것이 사실.

 

암튼, 증상을 보자면,

 

1. 전원만 꽂아도 우우웅.. 소리가 난다.

2. 입력 소스를 모두 빼도 우우웅.. 소리가 난다.

3. 음량 (Volume)을 크게 했다가 작게 했다가 변경해 보아도, 노이즈의 음량은 변화하지 않는다. (화이트노이즈가 아님)

4. 5개의 스피커 (좌,우,후방2개,센터) 를 각각  하나씩 뺐다 꽂아 보면,  후방 왼쪽 스피커 단자 에서만 노이즈가 심하게 발생.

5. 전원을 켜고 처음에는 노이즈가 꽤 거슬릴 정도로 크지만,  시간이 지나면 노이즈는 조금 줄어든다.

 

우선, 3번으로 부터, 입력 소스나, 단자의 문제는 아니라고 판단.  스피커 (정확히는 앰프) 의 회로 문제로 판단 했다.

 

그래서 첫번째는, Loop Noise 가 있다면, 제거하는 것.

전원 케이블이 접지선이 없는 2핀 220V 케이블이었다.  이러한 경우, Ground 로 빠져 나가야 할 잔류 전기가 남아 돌아 거꾸로 역류할 가능성을 생각하여, Ground 접지를 해 주어야 한다고 보고,  전원 콘넥터와 케이블을  우선 3극 (접지Pin 이 있는) AC 케이블로 바꾸고,  회로의 Ground 부분에 접지선을 연결하여 Ground 를 처리 했다.

- 그러나 노이즈는 크게 개선되지 않았다.  최소한 접지 문제는 아니구나..  라고 판단.

 

그렇다면, Ground 와 상관 없이 회로의 일정 부분에서 Loop Noise 가 발생하는 걸까..? 라고 생각 했지만, 이것은 검증하거나 만약 문제되는 회로를 찾았다고 하더라도 내 수준에서 고칠 방법은 없을 것 같았다.

 

그리고 5번 문제를 발견하고 부터 Capacitor (전해콘덴서) 의 문제라고 판단 했다.

회로의 구석 구석을 잘 찾아 보니,  원통형 전해콘덴서 중에서 덩치가 가장 큰 한 녀석이  머리가 부풀어 올라 있다.

그래서 동일한 용량의 전해콘덴서를 사다가 납땜하여 교체.

 

이것으로 신경을 거슬리게 할 정도의  허밍 노이즈는  1차 적으로 해결 했다. 

 

이제 나름 대로 쓸만한 수준으로 복구 되었지만,  이미 노이즈에 신경을 쓰기 시작하면서  적당히 무시할 수 있었던 작은 노이즈도 무시할 수 없게 되어 버렸다.  귀를 버렸다.

 

그래서 그 원인 까지도 다시 찾아 보기로 하고,  다시 스피커를 분해하여 이것 저것 조사 하다가 보니...

스피커를 선을 분리시켜 아무것도 연결해 놓지 않은 상태인데도 AMP 에서 허밍노이즈가 들리는 것이다.

그 원인은, 220V AC전원을, 앰프 내에서 사용할 9V AC전원으로 변환 하는 전원변압기.

 

그래서 변압기 (트랜스)에서 발생하는 허밍 노이즈에 대해서  구글 검색. !!

 

https://www.etechnog.com/2019/05/humming-noise-transformer.html

What is Humming in Transformer? It's Reason or Cause Explained

 

변압기는 전기에너지를 자기에너지로 바꾸고, 그 자기에너지를 다시 전기에너지로 바꾸면서  코일의 횟수를 달리 하여 전압을 변경하는 것이다.

이 때, 자기에너지로 바뀌는 동안에 중심이 되는 철심(실제로는  얇은 철판 여러개를 덧대어 만든다고 함)이  미세하게 나마 크기가 늘어 났다가 줄어들었다가 한다고 한다.

AC 전류는 교류이기 때문에,  -220V ~ 0V ~ 220V ~0C ~ -220V  와 같이 sine 파를 만들게 된다.  이에 동기화 하여 전자석(철심)이 자기화 되기 때문에,  교류 신호의 1cycle 에 철심은 2번 자석이 되었다가 자성을 잃었다가 하는 동작을 반복하게 된다. 

 

우리나라의 전원은 220V 60Hz 를 사용하므로,  교류신호는 60Hz, 철심의 자기화는 120Hz 로 미세한 떨림이 발생한다.

여기에서 120Hz 의 허밍노이즈가 발생하고, 주변에 울리게 되어 허밍 노이즈가 더 크게 들리는 것이라고 한다.

(일본의 경우엔 110V 50Hz의 AC전기를 사용하므로, 일본에서의 허밍 노이즈는 100HZ 가 될 것이다.)

 

해결 방법은 ?  없다고 한다.  그저 노이즈를 최소화 하기 위한 몇가지 방법 뿐.

 

1. 주변에 평평하고 딱딱한 환경을 만들지 않는다.  - 120Hz 의 노이즈가 반사되면서 울리게 됨.

2. Case 에 단단하게 고정하여 울림을 최소화 한다. (스피커의 변압기는 목재 케이스에 고정되어 있어, 케이스가 울림통 역할을 하게 되는 것을 최소화 할 필요가 있다.)

3. 트랜스 자체가 얇은 철판을 여러개 덧대어 만드는 것인데, 이 때 사용되는 접착제가 시간이 지남에 따라 접착력이 나빠지게 되면 허밍노이즈가 더 잘 발생할 수 있다고 한다. - 수명의 문제 -

   이것은 트랜스를 분해할 수 가 없기 때문에, 해결 방법은.. 트랜스 부품을 교체해 보는 것 이지만.. 

   우선 오늘은 여기 까지는 하지 않기로 한다. - 적합한 규격의 트랜스를 갖고 있지 않으므로.

 

암튼,  마지막 모기소리 보다 작게 들리는 허밍노이즈는 결국 잡을 수 없었지만,  이 상태만으로도 꽤 만족 스럽기도 하고  허밍 노이즈의 발생원리를 이해하고 나니  그다지 거슬리게 들리지 않는다.

 

15년도 더 된,  리퍼제품 싸구려로 구매한 스피커가 아직도 충분히 쓸만 한 것 같다. 

덕분에  여러가지 공부도 되었고,  허밍노이즈에 대한 한가지 지식을 더 알게 되어  오늘도 보람 찬 하루.

 

끝.