DAP 플래그쉽 스마트폰 비교 측정, LG V40 ThinQ vs 삼성 갤럭시 NOTE9

많은 스마트폰 제조사가 이어폰 단자를 제거하는 이 시점에 아직 이어폰 단자를 아직도 살려두고 있는 삼성과 엘지의 스마트폰을 준비했습니다. 두 제품 이어폰을 사용하여 음악 들을 때 어느 정도 성능인지 알아보기 위해 오디오 성능 테스트를 진행했습니다.

이번 측정된 제품은 삼성 갤럭시 Note9이고 아래에는 Note9으로 표기합니다. 엘지 V40 ThinQ는V40으로 표기하며, V40에서 Note9 순으로 데이터를 보여드리겠습니다.
 

측정 장비 및 조건

영디비에서는 오디오 프리시전(AP)사 APX-525 장비를 사용합니다. 측정 조건은 기본적으로 AES17-2015에 기반을 두어 측정하고 있습니다.
측정 항목별 프로그래밍 소스를 테스트 디바이스에 넣어서, 재생된 소스를 APX-525에서 테스트하는 방식입니다. 음악 재생 앱은 기본 음악 앱을 사용했습니다. 

- 테스트 샘플 1개를 측정한 데이터로 전체 제품 특성을 반영하지 않습니다.

V40과 Note9 두 제품 모두 임피던스 자동 감지를 통해 출력 전압을 변경하는 방법으로 세 가지 모드가 있습니다. 영디비에서는 세 가지 모드를 외부 음향 기기 모드, 고임피던스 모드, 저임피던스 모드라 명칭 하였습니다. 600Ω 이상의 임피던스에서는 외부 음향 기기 모드(Line Out)라 부르고, 50~600Ω 사이의 임피던스에서는 고임피던스 모드, 50Ω 이하의 임피던스에서는 저임피던스 모드로 동작합니다. 그래서 측정 시 측정 장비로 직접 연결해서 외부 음향 기기 모드를 측정하고, 300Ω 더미 저항을 사용해서 고임피던스 모드를 측정하고, 32Ω 더미 저항을 사용해서 저임피던스 모드를 측정했습니다.

모든 측정 데이터는 외부 음향 기기 모드(Line), 고임피던스 모드(300), 저임피던스 모드(32) 순서로 보여드립니다.
 

1. SUMMARY

LG V40 ThinQ
Smartphone
24bit 192kHz
Hi-Fi mode 
 V40 ThinQ

 
SAMSUNG GALAXY Note9
Smartphone
24bit 192kHz

Note9 

전체 측정 데이터를 비교하기 편하도록 정리한 표입니다. 전반적으로 수치만 봐도 V40 ThinQ가 우세함을 알 수 있습니다. 데이터별 성능을 분석해 드리겠습니다.
 
 

2.  RMS LEVEL

출력 전압 항목은 볼륨 크기이므로 사용자가 가장 크게 체감할 수 있는 부분입니다. 전압값이 크면 볼륨이 크다고 느낍니다. 

Line(외부 모드)에서 V40은 1.09Vrms, Note9은 760mVrms, 300(고임피던스 모드)에서 V40은 1.94Vrms, Note9은 0.95Vrms, 32(저임피던스 모드)에서 V40은 370mVrms, Note9은 424mVrms의 출력 전압을 내주는 것으로 측정됐습니다.

전반적으로 외부 모드와 고임피던스 모드에서 상당히 높은 출력 전압을 내주는 V40의 성능이 좋다고 볼 수 있습니다. 

저임피던스 모드에서 출력이 조금 높은 Note9은 EN50332-1 규격을 미루어 보아 번들 이어폰의 감도가 낮으므로 출력 전압을 조금 높인 설계를 한 것으로 보입니다. V40은 출력 전압이 낮은 것은 이어폰 감도가 높아 EN50332-1 규격 통과를 위해 출력 전압을 낮춘 것으로 추측됩니다. 앰프 성능은 최대 1.94Vrms가 나오지만, 규제를 통과하기 위해 성능을 제한했기 때문이죠.
 

- EN50332-1 규격은 무엇일까요?

 
 EN50332-1(이어폰과 셋트로 구성된 음향기기의 음량측정 및 기준) 측정 방법

Note9이나 V40은 음향기기와 번들 이어폰을 함께 제공하기 때문에, EN50332-1의 규격에 맞추어 개발 및 생산을 합니다. 그래서 50Ω 이하 저임피던스 이어폰 연결 시엔 이어폰 감도에 따라 앰프 출력 전압을 낮게 설정합니다. 번들 이어폰 감도가 높으면 앰프 출력이 낮아지고, 감도가 낮으면 앰프 출력이 높아질 수 있죠. 그리고 50Ω 이상 고임피던스 이어폰을 연결하면 출력 전압이 높아지는 방법을 취한 것입니다. 고 임피던스에서는 출력 전압이 높아도 높은 임피던스의 영향으로 볼륨은 조금 작아지기 때문입니다. 

스마트폰으로 음악을 들을 때 청력 손실도 막으면서, 일부 매니아를 위한 높은 출력도 제공하는 제조사의 배려가 아닌가 싶습니다. 아이폰 같은 경우 출력 제한만 해놓기 때문에 비교적 고가에 속한 저능률 헤드폰을 사용하기 어렵고 Line Out으로 앰프 연결 시 더 좋은 성능의 앰프가 필요합니다.

이런 이유를 모르고 분석하면 Note9이 일반적으로 사용하기에 출력 전압이 높아서 좋다고 해석할 수 있습니다. 하지만 분명한 것은 기본 제공되는 번들 이어폰의 감도가 높아서 출력 전압을 낮출 수밖에 없는 상황입니다. 오디오 칩이 가진 출력 성능은 분명 V40이 더 좋습니다.
 
 
 

3.  Frequency Response

주파수 응답 특성(Frequency Response)은 가장 기본적으로 확인해야 할 항목으로 저음부터 고음까지 얼마나 소리가 플랫하게 나오는지를 확인하는 항목입니다. 1kHz, 0dB을 기준으로 전 대역이 플랫하게 나온 특성이 가장 좋으며, 일반적인 사람은 20~20kHz까지 들을 수 있다고 합니다. 하지만 최근 Hi-Resolution이라는 고음질 음원이 많이 보급되어 고급 DAP는 더 높은 음인 20kHz 이상도 재생하므로 그 이상까지 측정합니다.

20~90kHz까지 측정 데이터입니다. V40은 90kHz까지 0.3dB 감소하지만, Note9은 90kHz에서 최대 2dB까지 감소하는 모습을 보입니다. 청감상 느끼기 어려운 부분이지만 10K Hz 이후부터 해당하는 초고음 영역을 재생하는 능력인 하이레졸루션(Hi-res) 재생 능력은 V40이 더 훌륭하다고 볼 수 있습니다.
 
 

4.  Signal to Noise Ratio 

SNR 측정값은 Note9의 경우 측정이 불가하므로 비교에서 제외하지만, V40 성능이 궁금하신 분이 있을 것 같아 데이터를 보여드립니다.

신호 대 잡음 비를 보는 항목으로 측정값이 클수록 좋은 항목입니다. 출력 전압이 높을수록 유리하고, 잡음 레벨이 낮아야 합니다.

SNR 특성은 실제 AES17-2015 규격의 측정 방법과는 다르지만, 제조사와 타 사이트 데이터 호환을 위해 측정하고 보여드립니다. 20~20kHz 대역에서 A-weighting 필터를 적용하고 측정한 데이터입니다. 아래 고임피던스 모드의 경우 120.5dB로 최고급 고음질 플레이어 수준으로 스마트폰 기준으로는 최고의 성능을 보여주고 있습니다. 외부 음향 기기 모드에서 117.5dB, 저임피던스 모드에서 111dB로 매우 좋은 성능입니다.

5.  Dynamic Range (AES17)

다이나믹 레인지(Dynamic Range)는 큰소리(0dB)와 작은 소리(-60dB)의 차이를 보는 항목입니다. 다이나믹 레인지가 높을수록 좋은 기기이며, 청음 할 때는 큰소리와 작은 소리의 변화폭을 확실히 알 수 있고, 맑고 투명한 소리로 재생이 가능합니다. 예전에는 SNR로 측정하고 데이터를 보여줬지만, 디지털 디바이스의 발전과 함께 다이나믹 레인지 특성을 기준으로 바뀌었습니다.

V40의 다이나믹 레인지는 114dB, 117dB, 107dB 수준으로 상당히 좋은 특성입니다. Note9은 2~5dB 정도 전체적으로 낮게 나왔습니다. V40이 월등히 좋긴 하지만, Note9도 매우 준수한 성능입니다.

6.  THD+N

THD는 Total Harmonic Distortion의 약자로 전체 고조파 왜곡을 비율로 보여주며, THD에 노이즈를 더한 값이 THD+N입니다. 전체 고조파 왜곡률과 노이즈 성분을 모두 포함한 것이며 이 값이 낮을수록 원음에 가깝다고 보시면 됩니다. 측정 조건은 20~20kHz 사이 필터를 걸고 -1dBFS 레벨의 1kHz 신호를 주었을 때 나타나는 값입니다.

V40의 라인아웃 모드와 저임피던스 모드 모두 -106dB로 좋은 성능을 보여줍니다. 300옴은 그보다 약간 낮은 -101dB로 측정되었습니다. 전작대비 제품 편차 수준으로 낮아지긴 했지만, Note9과 비교하면 매우 좋은 성능입니다. Note9은 외부 모드에서 최대 -93dB이고 저임피던스 모드도 -93dB 수준으로 측정되었습니다. V40이 THD+N 성능이 매우 좋습니다.
 
 

7.  IMD

IMD는 혼변조 디스토션(Intermodulation Distotion)으로 두 개의 사인파를 하나의 신호로 넣어 주고 발생하는 왜곡률을 측정하는 방법입니다. 주로 7kHz와 4:1 비율인 60Hz 신호를 입력해서 측정하는 SMPTE-DIN 방식을 사용합니다. 두 개의 신호를 사용하면 하모닉스 성분 외에 두 개의 신호에서 만들어지는 별도의 왜곡률까지 측정해 볼 수 있으므로 실제 음악에서 발생하는 왜곡률을 볼 수 있다고 합니다. 
 

V40은 IMD 측정 값은 -89dB에서 최대 -100dB로 성능이 매우 좋고, Note9은 최대 -85dB 수준으로 성능 면에서 V40 보다 떨어집니다.
 
 

8.  Stereo Crosstalk

1kHz 기준 크로스토크 측정값

10kHz 기준 크로스토크 측정값 
 

스테레오 크로스토크는 한쪽 채널에만 신호를 입력한 값과 다른 채널에 넘어오는 신호 값의 비를 보는 것으로 스테레오의 분리도를 보는 중요한 항목입니다. 좋은 기기일수록 크로스토크 값이 낮게 나옵니다. 크로스토크 측정값은 1kHz 기준으로, 10kHz 기준으로 각각 측정한 데이터입니다. 

V40은 최대 -101dB에서 최소 -82.6dB까지로 전반적으로 G7에 이어서 좋은 크로스토크 측정값을 보이고 있습니다. 왠만한 훌륭한 DAP보다 좋은 성능입니다. Note9은 최대 -85dB에서 최소 -61dB까지로 평범한 스마트폰 정도의 성능으로 측정되었습니다.
 

9. Noise Level

사일런스 톤을 입력한 상태에서 잡음 신호 레벨을 측정한 값으로 AES17에서 규정하는 CCIR 필터를 적용하여 10초간 측정한 데이터의 평균값을 기재합니다. V40은 -116.4dBV로 매우 낮은 값이며 감도가 높은 이어폰을 사용해도 화이트 노이즈를 느낄 수 없는 값입니다. Note9은 사일런스 톤 입력 시 앰프가 꺼지기 때문에 정확한 측정이 불가능합니다.
 
 

10. Output Impedance

이어폰 단의 출력 임피던스이며, 출력 임피던스는 0에 가까울수록 좋으며, 출력 임피던스가 높은 경우 임피던스 곡선이 복잡한 이어폰/헤드폰의 소리가 많이 변할 수 있습니다. V40의 출력 임피던스는 1.6Ω으로 매우 낮은 편으로, 좋은 성능이라 볼 수 있습니다. Note9의 출력 임피던스도 2.16Ω으로 좋은 성능입니다.
 
 
  
 

 
 Conclusion

한국 브랜드 플래그쉽 스마트폰인 LG V40 ThinQ와 삼성 갤럭시 Note9 모델의 오디오 성능을 비교해 봤습니다. 두 제품 모두 전작인 각각 전작과 큰 차이를 보이지 않았습니다. LG V40은 G7에 이어 고음질 플레이어(DAP)만큼 훌륭한 성능을 보였고 Note9은 V40대비 아쉬운 오디오 성능을 보여주었습니다.

번들 이어폰 혹은 저임피던스 이어폰만 사용하는 사용자라면 Note9을 사용해도 크게 상관이 없지만, 좋은 이어폰이나 헤드폰을 사용하면서 좋은 소리를 듣고 싶은 사용자라면 V40이 더 좋은 선택이라고 봅니다. 

팁을 하나 드리자면, 최근 무저항 잭이 많이 판매되고 있는데, 무저항 잭만 사용해도 좋은 성능으로 음악 감상할 수 있습니다. 
 
 
 
 
 
참고 문헌
* 휴대용 음향기기 소음실태 및 소음도 평가 – 이재원, 구진회, 박형규, 이우석
* CENELEC, 2000, EN50332-1
* CENELEC, 2000, EN50332-2
* AES standard method for digital audio engineering - Measurement of digital audio equipment