EMI/RFI 노이즈

ElectroMagnetic Interference / Radio Frequency Interference

전기·전자 기기 및 무선 통신 장비에서 발생하는 불필요한 전자기 에너지가 다른 장치로 유입되어 정상적인 작동을 방해하거나 오디오 신호에 원치 않는 잡음(“찌-”, “삐-” 하는 고주파 음)을 유발하는 현상을 총칭한다.

전자기파가 도선(전원선, 신호선)을 타고 전달되는 전도(Conduction) 현상이나, 공기 중으로 뻗어 나가는 방사(Radiation) 현상을 통해 전파되며, 아날로그 스튜디오의 노이즈 플로어를 결정짓는 가장 거대한 적이다.

오디오 엔지니어링 실무에서 두 개념은 주파수 대역과 발생 원인에 따라 다음과 같이 분류되지만, 근본적으로는 상하위 개념으로 묶여 있다.

• EMI (전자기 간섭): 전기를 쓰는 모든 장치, 모터, 변압기 등에서 발생하는 불필요한 전기적·자기적 노이즈 전체를 뜻하는 가장 넓은 상위 개념이다. ($DC$부터 $GHz$ 대역까지 포함)
• RFI (무선 주파수 간섭): EMI 중에서도 특히 라디오파 대역(보통 $10\,kHz \sim 수\,GHz$)의 고주파 전자기파에 의한 간섭만 콕 집어 말한다. 와이파이, 스마트폰, 블루투스, 무선 마이크 신호가 전원선이나 신호선에 '안테나 효과'로 엉겨 붙는 현상이 대표적이다. 즉, 모든 RFI는 EMI의 일종이다.

• 발생 원인
  • 자연적 원인: 번개(낙뢰), 태양 활동, 지구 자기장 변화.
  • 인위적 원인: 모터류, 고전압 전원 장치, 스위칭 전원 공급 장치(SMPS), 무선 통신 송신기 및 디지털 기기의 고속 클록 회로.
• 영향 대상
  • 민감한 마이크 프리앰프 증폭단, 하이파이 음향 기기, 무선 통신 장비 등.

• 전도성 노이즈 (Conducted): 전원선, 접지선, 또는 오디오 신호 케이블 등 물리적인 도선을 통로 삼아 노이즈 간섭이 전파되는 경우.
• 방사성 노이즈 (Radiated): 공간 내에서 전자기파 형태로 방사되어 공기 중을 뚫고 타 기기의 회로나 선로에 유착되는 경우.

• EMI 필터 사용: 전원선으로 유입되는 전도성 고주파 노이즈(EMI/RFI)를 잡아 내장된 Y-커패시터 회로를 통해 그라운드로 강제 배출시킨다.
• 차폐: 공기 중으로 날아오는 방사성 노이즈를 막기 위해 장비 외관을 금속 케이스(샤시)로 감싸거나, 오디오 케이블에 실드(Shield) 선을 직조해 넣는다.
• 접지: 필터와 차폐재가 모아놓은 전자기 간섭 에너지를 대지(Earth)로 안전하게 분산·소멸시키는 하수구 역할을 한다. 접지가 부실하면 필터가 모은 노이즈가 기기 내부로 역류한다.
• 노이즈 소스 격리: SMPS 전원부나 가전제품, 무선 공유기 등 EMI/RFI를 다량 방출하는 기기를 민감한 아웃보드나 오디오 라인으로부터 멀리 떨어뜨려 배치한다.
• 파워 컨디셔너 사용: 스튜디오로 들어오는 AC 전원 전반의 전력 노이즈를 종합적으로 억제한다.