오피쓴의 음향학라이프
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물리 음향학: 음파의 반사와 투과(반사 계수, 투과 계수 유도)오피쓴의 음향학라이프/물리 음향학(Physical Acoustics) 2024. 4. 21. 21:11
아버지와 낚시를 가던 때가 있었습니다. 낚시를 가면 물고기가 저의 목소리를 듣는다며, 아버지는 항상 조용히 하라고 하셨습니다. 그때는 그말을 믿고, 꾹 참고 침묵을 유지했었습니다. 근데 과연 물고기는 저의 말을 들을 수 있었을까요? 조금 더 구체적으로, 공기 중에서 전파되던 음파는 물 안으로 들어갈 수 있었을까요? 이번 글에서는 그에 대한 이야기를 해보려 합니다. "음파의 반사와 투과" 오늘의 주제입니다. 이번에는 음파의 반사와 투과의 가장 기본이 되는 반사 계수와 투과 계수를 수학적으로 유도해보겠습니다. 그런 후에 그 식을 다음 글에서 음미해보시죠. 그럼 시작합니다. 먼저, 반사와 투과가 일어나는 상황을 아래 그림과 같이 상정해보겠습니다. 아래 그림은 p^+로 명시된 음파가 매질 1에서 전파하다가, 매..
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음향학 이야기: 하만 타겟 (Harman Target) - 헤드폰, 이어폰 음질의 기준오피쓴의 음향학라이프/음향학 이야기 2024. 2. 18. 22:36
안녕하세요, 오피쓴입니다. 능동 소음 제어(ANC) 이후로 약 삼 년 만에 음향학 이야기가 돌아왔습니다. 조금 부끄럽네요. 부지런히 음향학과 관련된 이야기들을 소개드릴 수 있도록 하겠습니다. 오늘은 오디오와 관련된 이야기를 해보려고 합니다. 처음 회사에 들어가 음질에 대해 이야기를 할 때, 문득 이런 생각이 들었습니다. "헤드폰과 이어폰을 제작할 때, 좋은 음질의 기준이 뭐지?" 제가 전공한 물리 음향학에서는 진지하게 생각해 본 적이 없어 매우 흥미로웠습니다. 바로 선배님이자 멘토님에게 찾아가 질문을 드리니, 오늘의 주인공인 하만 타겟 (Harman Target)을 소개해주셨습니다. 하만 타겟의 존재를 알고 이것저것 찾아보니, 미국 음향학회의 Acoustic Today 잡지에서 이와 관련된 글이 있더군요..
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물리 음향학: 부피 탄성 계수(Bulk modulus), (coefficient A)오피쓴의 음향학라이프/물리 음향학(Physical Acoustics) 2023. 1. 6. 21:50
아래 음향 파동방정식 유도의 마지막, '선형화 및 결합' 글에서 하나 두고 온 것이 있습니다. 물리 음향학: 선형화 및 식 결합 - 음향 파동방정식 유도 마지막 안녕하세요, 오피입니다. 이번 글에서 드디어 음향 파동방정식 유도가 완료됩니다. 개요부터 질량보존법칙, 운동량보존법칙, 상태방정식 그리고 음속까지 먼 길을 달려왔습니다. 대학원 음향학 opee.tistory.com 그것은 바로 계수(coefficient) A입니다. 분명 아래 그림과 같이 A에 대한 설명은 다른 글에서 말씀드리겠다고 명시하였습니다. 그리고 저는 이제야 돌아왔습니다. 많이 늦었으니, 바로 A에 대해 이야기하겠습니다. 그럼 시작합니다. A가 처음 등장한 곳은 음향 파동방정식 유도 중 상태방정식에 대한 글이었습니다. 물리 음향학: 상태..
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기타: 섭동론(perturbation theory)오피쓴의 음향학라이프/기타 2021. 9. 10. 17:03
섭동론(perturbation theory)은 어렵습니다. 음향학에서 섭동론은 중요하지만 어렵습니다. 하지만, 교수님께서 너무나도 쉽게 섭동론의 컨셉을 설명해 주셔서 대략적으로 이해하고 있습니다. 오늘 교수님의 설명을 그대로 옮겨보려 합니다. (사실, 몇 번이나 설명을 들었는데 자꾸 까먹어 정리합니다.) 여러분들도 이 글을 보시고 섭동론의 대략적인 느낌을 아셨으면 좋겠습니다. 그럼, 시작합니다. 교수님의 명쾌한 설명을 말씀드리기 전에, 제가 이해한 바를 살짝 적어보겠습니다. 섭동론은 해(solution)를 찾을 때, 큰 놈부터 맞추고, 조금 더 작은 놈 맞추고, 더 작은 놈 맞추고, 이를 반복하는 것입니다. 만약에 답이 1,234.5678(천이백삼십사 점 오육칠팔)이라고 합시다. 그러면 먼저, 천(10^..
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물리 음향학: 분산 관계(dispersion relation) - 흡음과 분산 속도, 파동 방정식을 구한 그 다음은?오피쓴의 음향학라이프/물리 음향학(Physical Acoustics) 2021. 8. 29. 22:41
음향 파동방정식은 음파의 전파를 기술하는 방정식입니다. 음향 파동방정식을 유도하고 그 해를 구하면, 시간과 공간에 대해 음파가 어떻게 전파되는지 모두 알 수 있습니다. 참 대단하죠? 하지만 음향 파동방정식을 보고 있자면, 이상하게 답답한 마음이 듭니다. "이걸 어떻게 풀지?" 이런 생각이 듭니다. 일반적으로는 유한요소해석(finite element method, FEM)을 통해, 음향 파동방정식의 해를 구합니다. 잘 만들어진 상용 유한요소해석 소프트웨어(COMSOL Multiphysics, ANSYS 등)에 원하는 경계 조건과 초기 조건을 입력하여 음향 파동방정식의 해를 구합니다. (이에 대해서도 다루고 싶네요.) 그러면 원하는 지점, 원하는 시간의 음압 및 입자속도 등 다양한 음향 물리량들을 구할 수 ..
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물리 음향학: 음향 특성 임피던스(acoustic characteristic impedance)오피쓴의 음향학라이프/물리 음향학(Physical Acoustics) 2021. 7. 2. 23:10
임피던스(impedance)는 push와 flow의 비로 정의됩니다. 전기전자공학에서는 push는 전압, flow는 전류가 됩니다. 따라서, 임피던스는 전압/전류가 되지요. 음향 임피던스(acoustic impedance)는 음압(acoustic pressure)과 입자속도(particle velocity)의 비로 정의할 수 있습니다. 음향 임피던스를 알고 있으면, 음파 전파의 양상을 알 수 있습니다. (정확한 표현은 아닌 것 같습니다. 고민해보고 수정하겠습니다. 음향 임피던스를 알면?) 교수님 논문에는 아래와 같이 음향 임피던스를 표현하였습니다. "For plane progressive waves in linear acoustics, the specific acoustic impedance can be..
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음향학 이야기: 능동 소음 제어(active noise control, ANC) 알고리즘 (filtered-x least mean square, FxLMS)오피쓴의 음향학라이프/음향학 이야기 2021. 5. 22. 02:15
이전 글에서 능동 소음 제어(active noise control, 이하 ANC)에 관한 배경과 중첩의 원리에 대해 알아보았습니다. 아직 안 보셨다면, 아래에 링크를 드리오니 간단히 보고 오시는 것을 추천드립니다. 음향학 이야기: 능동 소음 제어(Active Noise Control, ANC) 개요 최근 갤럭시 버즈 프로(Galaxy Buds Pro), 에어팟 프로(Airpods pro) 등 대중화된 무선 이어폰에 능동 소음 제어(Active Noise Control, 이하 ANC) 기술이 탑재되면서, ANC는 대중들에게 익숙한 기술이 되었습니.. opee.tistory.com 이번 글에서는 ANC를 실제로 구현하기 위한 알고리즘에 대해 말씀드리려 합니다. 이어폰, 자동차 등 ANC가 탑재된 제품 대부분..
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음향학 이야기: 능동 소음 제어(Active Noise Control, ANC) 개요오피쓴의 음향학라이프/음향학 이야기 2021. 4. 7. 20:03
최근 갤럭시 버즈 프로(Galaxy Buds Pro), 에어팟 프로(Airpods pro) 등 대중화된 무선 이어폰에 능동 소음 제어(Active Noise Control, 이하 ANC) 기술이 탑재되면서, ANC는 대중들에게 익숙한 기술이 되었습니다. 또한, 이름 뿐만 아니라 ANC의 원리도 대략적으로 알려져 있습니다. "소리를 다른 소리로 감소시킨다?" 이런 생각이 떠오를 것입니다. 틀리지 않았습니다. 하지만, 이 정도로 만족할 수 없습니다. 그래서 준비했습니다. 이번 글에서는 ANC의 배경과 가장 기본이 되는 간단한 이론을 알려드릴 것입니다. 그리고 다음 글에서는 ANC의 어려움과 이를 극복하기 위한 알고리즘을 수학으로 설명드리겠습니다. 그럼 시작하겠습니다. 일반적으로 소음을 제어하기 위해서는 두 ..