About Modular Synth 10화 : Attenuator, Attenuverter, Offset - 용어 한 방 정리 (feat. AC/DC coupling)

옥자/매니저
2024-04-06
조회수 1864


어테뉴에이터, 인버터, 어테뉴버터, 오프셋.. 등의 용어들은 많이 들어 보셨을텐데요.

모듈의 노브들 중 특정 노브도 '어테뉴에이터' 혹은 '어테뉴버터' 혹은 '오프셋' 노브일 수 있습니다. 

어떤 노브인지 바로 매칭이 되시나요?


이번 화에서는 모듈러신스를 공부할 때 상당히 많이 등장 하는 용어 이자 신호를 처리하는데 있어서 알아야 하는 몇 가지 개념들에 관해 이야기해 보려고 합니다.

모듈러신스에서 이러한 개념들은 단순히 용어일 뿐 아니라, 신스 내부의 특정 회로이기도 하며, 독립적인 Attenuator/Inverter/Attenuverter/Offset 등의 기능을 가진 유틸리티 모듈이기도 합니다.


Attenuator (어테뉴에이터/감쇠기)

'Attenuate'는 뭔가를 줄이거나 감소시킨다는 것을 의미 하는데요,

어테뉴에이터는 아래 그림과 같이 입력 신호의 강도를 감소시키는 기능을 합니다. 일종의 볼륨 조절기로 이해할 수 있겠습니다.

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*attenuate / 그림 출처 : THE TUESDAY NIGHT MACHINES


어테뉴에이터 노브는 어바웃 모듈러에 등장했던 대부분의 모듈에서 쉽게 찾아볼 수 있는데요,

5화에서 소개 했던 VCO 모듈을 다시 한번 살펴볼까요? 

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*VCO모듈에서 찾아볼 수 있는 어테뉴에이터 노브. 모두 기능은 같다. / 사진 출처 : modulargrid.net


모듈에서 가장 흔히 볼 수 있는 어테뉴에이터 노브는 입력되는 CV의 양을 조절하는 기능을 합니다.

일반적으로 '어마운트', '뎁스', '양 조절', '감쇠' 노브 등으로 부르기도 하며 제조사마다 메뉴얼에 'level', 'Attenuator', 'Amount' 등으로 다양하게 표기하고 있습니다.


기능은 아주 단순한데요, 어테뉴에이터 노브를 수도꼭지와 같다고 생각해 볼까요?

노브를 닫으면 신호의 크기가 작아지고, 노브를 열수록 커집니다.


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-10V에서 +10V를 움직이는 CV가 입력된다고 가정했을 때, 

빨간색 화살표 방향(CCW)으로 노브를 닫으면 신호의 세기가 작아지고 반대 방향(CW)으로 열면 신호의 세기가 커집니다.

*보통 시계 방향을 CW(Clock wise), 반시계 방향을 CCW(Counter Clock Wise)로 표기


위 사진의 모듈 중 첫 번째 모듈인 DOEPFER A-110의 회로 경로를 한번 살펴보겠습니다.

메뉴얼을 찾아보니 이렇게 그림으로 친절하게 설명되어 있습니다. 연두색으로 표시된 입력단을 한번 볼까요?

2a9f270414421.png그림 상 사각형 박스에 대각선으로 화살표가 그어져 있는 기호가 "가변저항"을 의미하는데요,

모듈러신스에서 "가변저항기"는 회로 내에서 저항 값을 조정할 수 있는 구성 요소로, "포텐시오미터(Potentiometer)"라고도 합니다.

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*모듈러신스에 사용되는 여러가지 포텐시오미터(Potentiometer). 저항 값과 모양에 따라 종류가 여러 가지다.


가변저항은 일반적으로 노브(회전 다이얼) 또는 슬라이더를 통해 조정할 수 있는 저항기입니다.

입력되는 신호 바로 다음 단계에서 노브를 이용해 신호의 세기를 조정하여 적용되도록 설계된 건데요, 이 노브가 바로 어테뉴에이터입니다.


어테뉴에이터 모듈은 출력단의 볼륨 조절 노브 뿐 아니라 오실레이터에 있을 수도, 필터에 있을수도, VCA에 있을 수도 있습니다.

어테뉴에이터는 입력/출력되는 신호의 진폭을 조절해서 사용하도록 디자인된 모든 모듈에 적용될 수 있기 때문입니다.


물론 독립적으로 어테뉴에이터로서의 기능만 하는 모듈도 존재합니다.

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*다양한 제조사의 어테뉴에이터 모듈. 입력되는 신호의 크기를 노브로 조절해 출력하는 단순한 기능을 가지고 있다. / 사진 출처 : modulargrid.net


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*옥토모 패시브어테뉴에이터


모듈에 따라 입력단 혹은 출력단에 어테뉴에이터 노브가 따로 없는 모듈일 경우, 어테뉴에이터 모듈로 신호의 세기를 조정하여 사용할 수 있습니다.


Amplifier (앰플리파이어/증폭기)

참고로 어테뉴에이터(Attenuator)의 반대되는 기능은 엠플리파이어(Amplifier)입니다.

아래 그림과 같이 입력 신호의 강도를 증폭하는 기능을 합니다. 

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*amplify / 그림 출처 : THE TUESDAY NIGHT MACHINES


Attenuator, Amplifier 모두 신호의 강도를 조절하는 데 사용되지만, (VCA에서 A가 'Attenuator' 일수도, 'Amplifier' 일수도 있다는 설명은 이전 VCA 편에서 이야기 한 적이 있습니다.) 두 회로의 설계와 적용되는 모듈은 다릅니다.

CV 입력단에 양 조절 노브는 왜 Amplifier가 아닌 Attenuator 일까요? 

CV 입력단은 허용된 범위가 정해져 있어서 그 이상으로 신호를 증폭할 필요가 없기 때문입니다.



Inverter (인버터/반전기)

모듈러신스에서 인버터는 신호를 처리하는 데 있어서 적용할 수 있는 또 다른 개념이자 회로인데요, 입력 신호를 반전시키는 기능을 합니다.

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*Inverter / 그림 출처 : THE TUESDAY NIGHT MACHINES


즉, 입력으로 받은 신호의 + 부분을 - 로,  - 부분을 + 로 변환하여 출력합니다. 이는 전압이나 전류를 반전시키는 것과 같은 효과를 가져옵니다.

인버터는 모듈러신스에서 주로 디지털 또는 아날로그 회로로 구현됩니다. 인버터는 신호의 극성을 반전시키는 심플하면서도 유용한 도구로써 CV나 엔벨롭, 게이트 등 여러 가지 파라미터에 반전된 신호를 적용하여 패칭 시 다양하게 활용할 수 있습니다.


다른 유틸리티와 마찬가지로 독립적인 인버터 기능만을 가진 모듈들도 많이 찾아볼 수 있습니다.

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*Inverter 모듈들. 입력 신호를 반전하여 출력한다./ 사진 출처 : modulargrid.net


인버터에 게이트 소스를 넣으면 전압이 높을 때 0이 출력되고 전압이 낮을 때 High 전압이 출력되어 일종의 "로직"의 개념으로도 설명할 수도 있습니다만, 

이 내용은 이후에 로직(Logic)모듈편에서 다시 다뤄보도록 하겠습니다.

이번화에서는 '인버터는 입력 신호를 반전시켜 출력한다' 정도로만 이해하면 되겠습니다.



Attenuvertor (어테뉴버터 = Attenuator + Inverter)

어테뉴버터는 "Attenuator"와 "Inverter"의 합성어로 모듈러신스에서 많이 사용되는 중요한 회로 요소 이자 개념 중 하나입니다. 

입력 신호의 강도(크기)를 조절하면서 동시에 신호의 극성(+ 또는 -)을 반전시키는 기능을 합니다.

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*attenuverter / 그림 출처 : THE TUESDAY NIGHT MACHINES


Attenuverter는 입력 신호의 강도를 조절하면서 동시에 반전시키는, 일종의 "감쇠와 반전" 기능을 제공하여 신호의 강도와 극성을 동시에 조절할 수 있습니다.

어테뉴버터는 신호의 감쇠와 반전을 이용할 수 있는 여러 가지 모듈에 다양하게 활용할 수 있습니다.

오실레이터, 필터, 엔벨롭, 시퀀서나 컨트롤러, 믹서 등...


모듈러신스의 여러 노브들 중, 입력단에 장착된 어테뉴버터 노브를 종종 찾을 수 있는데요,  일반적으로는 노브에 표시된 눈금의 디자인을 보면 알 수 있습니다.

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앞서 설명한 어테뉴에이터 노브와 약간 다른 점을 발견하셨나요? 

노브 주위에 스케일링 된 눈금이나 숫자를 살펴보면, 어테뉴에이터와는 다르게 어테뉴버터는 정중앙인 12시 방향에 점이나 선으로 기준점(0) 이 표시 되어 있는 것을 알 수 있습니다. 또 이 기준점으로 왼쪽 방향(CCW)은 - 영역, 오른쪽 방향(CC)은 +의 영역 이라는 것을 알 수 있도록 디자인되어 있는데요,

노브를 CC방향으로 돌리면 일반적인 어테뉴에이터와 동일하게 작동하지만 CCW방향은 감쇠와 반전이 동시에 이루어집니다. (마치 0을 기준으로 거울이 있다고 생각하면 되겠습니다.)


물론 모듈러신스의 세계는 너무나 다양해서(특히 디자인 컨셉은) 모든 어테뉴버터 노브가 이렇게 디자인된 것은 아니기 때문에, 메뉴얼을 확인해 보는 게 제일 정확하겠습니다.


Offset Generator (오프셋 제네레이터)

오프셋 제네레이터는 더하거나 뺄 수 있는 일정한 전압(직류 전압)을 생성하는데요, 직류 전압을 조정하고자 하는 신호에 적용하면 전체적인 신호의 기준점을 이동시킬 수 있습니다.

예를 들어, -5V부터 +5V까지 진동하는 LFO가 있습니다. 그러나 0V부터 10V까지 진동하는 LFO가 필요하다면 어떻게 해야 할까요? 

오프셋 모듈을 사용하여 +5V를 더해주면 이를 구현할 수 있습니다.

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*offset / 그림 출처 : THE TUESDAY NIGHT MACHINES


역시나 독립적인 오프셋 제네레이터 기능을 가진 모듈들도 많이 있습니다.

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*Offset 모듈들. 입력신호에 일정한 전압을 더하거나 빼서 출력할 수 있다./ 사진 출처 : modulargrid.net


Attenuverter + Offset

어테뉴버터와 오프셋을 결합하면, 더 많은 것을 해볼 수 있는데요.

예를 들어,  -5V부터 +5V까지 진동하는 LFO를 감쇠시켜서 -2.5V에서 + 2.5V까지 진동하도록 할 수 있습니다. 

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그런 다음 +5V의 오프셋을 추가하여 + 2.5V에서 + 7.5V까지 진동하도록 할 수 있습니다.

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지금까지 이야기 한 Attenuator, Inverter, Attenuverter, Offset Generator 등은 모두 모듈러신스의 신호 처리에 활용할 수 있는 유용한 모듈입니다.

이해를 돕기 위해 단독적인 기능만을 가진 모듈만 주로 소개했지만,  언급했던 기능들이 혼합되거나 새로운 형태로 결합된 창의적인 유틸리티 모듈들도 다양하게 존재합니다.


여기서 잠깐, 오프셋 제네레이터 설명에 갑자기 등장한 "직류 전압"이 익숙하지 않은 분들을 위해..


교류(Alternating Current) & 직류(Direct Current)

AC와 DC는 아시다시피 전기적 신호의 두 가지 주요 유형입니다.

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*교류와 직류 / 사진 출처 : yismarine.com


AC는 전류나 전압이 시간에 따라 주기적으로 변하는 전기 신호입니다.

모듈러신스에서 AC 신호는 "오디오 신호"를 의미하며 오실레이터 등에서 출력됩니다. 오실레이터는 상하로 움직이는 신호를 생성하며 일반적으로 빠르게 움직입니다.


DC는 시간이 지나도 변하지 않는 전기 신호를 의미하는데 일반적으로 전압이나 전류의 일정한 값으로 표현됩니다.

모듈러신스에서 DC 신호는 시퀀서, 오프셋 제네레이터 또는 LFO와 같은 곳에서 출력되는 CV, 게이트, 클럭 등의 신호입니다. 오디오신호와 달리 이러한 신호들은 정적이며 (적어도 매우 빠르게는) 움직이지 않습니다. 


그러면 혹시 "AC 커플링", "DC 커플링이라는 용어도 들어보신 적이 있으신가요?

모듈러신스를 공부할 때 꽤 많이 등장하는 용어인데, 이 시점에서 간략히 언급해야 할 것 같습니다. 


AC Coupling & DC Coupling

모듈러신스에서 특정 입력이나 출력에 대해 "AC 커플링 혹은 DC 커플링 되었다" 라고 설명하기도 하는데요, 여기서 커플링(Coupling)은 두 개의 모듈을 함께 패치할 때 발생합니다. 전기 신호는 패치 케이블을 통해 한 모듈에서 다른 모듈의 입력으로 흘러 들어갑니다. 이 신호는 교류(AC) 일 수도 있고 직류(DC) 일 수도 있습니다.


앞서 설명한 것처럼, 주로 오디오 신호를 처리하는 모듈(오실레이터, 필터 등)은 - 에서 + 전압 사이를 왔다 갔다 하는 교류(AC) 신호를 주로 사용하는데요,

이러한 모듈은 대부분 AC 커플링 회로를 사용합니다.


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*오디오는 일반적으로 AC 신호이다. / 그림 출처 : THE TUESDAY NIGHT MACHINES


AC 커플링 회로는 오디오 신호를 처리할 때 신호의 중심을 항상 0V로 유지하기 위해 직류(DC) 전류를 제거합니다.

(예를 들어, FM 입력이 AC 커플링 되지 않으면 FM 신호가 감쇠될 때 원치 않은 DC 오프셋으로 인해 오실레이터의 기본 주파수가 디튠 될 수 있기 때문)


특정 모듈의 입력이 AC 커플링 된 경우, DC 신호는 무시됩니다. 즉, 오프셋 제네레이터 등으로부터 들어오는 모든 오프셋, DC 신호는 적용되지 않겠죠?

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*AC 커플링은 Offset 을 제거한다 / 그림 출처 : THE TUESDAY NIGHT MACHINES


하지만 Attenuator를 통한 감쇠나 Inverter를 통한 반전 신호는 AC 커플링 된 모듈에도 그대로 적용됩니다. 

이는 오프셋과는 달리 파형의 중심을 그대로 두고 진폭만 변경하는 기능이기 때문입니다.


오디오 신호를 처리하는 모듈이 아닌, 나머지 CV 신호를 처리하는 모듈은 일반적으로 DC 커플링되어 있습니다.

DC 커플링은 단순한데요, 입력이 DC 커플링 된 경우, AC 신호는 물론 느리거나 정적인 DC 신호도 모두 입력할 수 있습니다.

이러한 모듈은 오프셋 신호를 그대로 수신합니다. 즉, 어떤 파형이나 모양도 만들 수 있습니다.

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*CV는 일반적으로 DC 신호이다. / 그림 출처 : THE TUESDAY NIGHT MACHINES


추가로..

"AC 커플링"이라는 용어는 실제로 특정 주파수 범위를 정의하지는 않지만 일반적으로 모듈러 시스템에 사용되는 경우 일반적으로 오디오 주파수 이상을 의미합니다. 

약간 헷갈릴 수 있는 LFO는 AC 신호처럼 보이지만, 이름에서도 알 수 있듯이 저주파입니다. 

AC 커플링 된 회로는 일반적으로 약 5~20Hz로 설정되는 하이패스 필터와 비슷하기 때문에 LFO 신호를 걸러냅니다. 만약 회로가 10hz 미만을 걸러내기 위해 AC 커플링 된 경우, 1hz의 LFO(모듈레이션 신호로는 상대적으로 빠른 속도)도 통과하지 못합니다. LFO가 왔다 갔다 움직이더라도, 이를 DC로 생각하는 것이 맞습니다.

일반적으로 FM 합성과 같은 용도로 의도적으로 오디오 주파수 범위의 변조를 사용하지 않는 한 모든 변조 소스(피치 시퀀스, CV 시퀀스, 엔벨로프 및 LFO까지 모두)가 DC 신호라고 생각하시면 되겠습니다. AC 신호는 오디오 경로에 있는 모든 신호를 말합니다.


이런 것들을 너무 고민할 필요는 없겠습니다만, 어떠한 패칭을 했는데 모듈이 반응하지 않거나 오류를 수정하고자 할 때 도움이 될 수 있습니다. 

(예를 들어, 오프셋이나 아주 느린 CV에 반응하지 않는다면, 신호 체인에서 AC 커플링 모듈이 사용되었을 수 있습니다.)


요약하면,

Attenutor는 신호 강도를 줄이고, Amplifier는 신호 강도를 증폭합니다. 

Inverter는 신호를 반전시키고, Attenuvertor는 신호 강도를 줄이고 반전시킵니다.

Offset generator는 신호에 일정한 DC 전압을 추가하거나 빼는 기능을 합니다.

AC Coupling 된 입력은 DC 신호를 허용하지 않습니다.

DC Coupling 된 입력은 AC, DC 신호 모두를 허용합니다.



최대한 쉽고 가볍게 설명하려고했지만 역시나.. 이야기 하다보니 분량이 좀 길어졌네요.  

하지만 정리가 필요하셨던 분들께 도움이 되셨길 바라며.. 

다음 편에는 모듈러신스에서 많이 등장하는 또 다른 용어, 리니어(Linear) 와 익스포넨셜(Exponential)에 대해 이야기 해 보도록 하겠습니다.





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