OpenTest를 활용한 ISO 3744 음향 출력 측정

EU 기계 소음 지침(EU Machinery Noise Directive)과 같은 규제 하에서 장난감, 전동 공구, IT 장비 등 점점 더 많은 제품들이 단순히 "충분히 조용하다"고 주장하는 대신 라벨과 문서에 음향 출력 레벨을 명시해야 합니다.

노트북과 같은 일반적인 사무용 기기의 경우, 유휴(idle) 소음은 보통 약 30 dB(A) 수준이며, 최대 부하(full-load) 운전 시에는 40 dB(A)에 근접할 수 있습니다. 이 값들은 일반적으로 ISO 3744 및 관련 규격에 따라 수행한 음향 출력 측정에서 얻어집니다.

음압(Sound Pressure) vs. 음향 출력(Sound Power)

소음원은 음향 출력을 방사하며, 마이크로폰으로 실제 측정하는 것은 음압입니다.

음압은 실내 크기, 잔향, 마이크로폰 거리 등에 따라 변하는 반면, 음향 출시는 소음원 고유의 "소음 에너지"로서 설치 조건이나 환경이 바뀌어도 변하지 않습니다. 따라서 음향 출시는 외부 제품 소음 사양을 제시하기에 더 적합한 지표입니다.

간단히 말해,

• 음향 출시는 원인 - 소음원이 방출하는 에너지(단위: W / dB)입니다.
• 음압은 결과 - 우리가 듣고 측정하는 음압 레벨(단위: Pa / dB)입니다.

ISO 3744는 이를 "반사 평면 위의 거의 자유음장(essentially free field over a reflecting plane)" 조건에서 수행하는 방법을 정의합니다. 즉, 소음원을 둘러싸는 측정 표면 위에 마이크로폰을 배치하고, 그 표면에서의 음압 레벨을 측정한 뒤, 규정된 보정 및 계산을 적용하여 안정적이고 상호 비교 가능한 음향 출력 레벨을 얻는 방식입니다.

시험 대상 장치(DUT): 일상적인 노트북 컴퓨터

여기서는 DUT(시험 대상 장치)로 17인치 사무용 노트북을 가정합니다. 목표는 서로 다른 운전 조건(유휴, 사무 작업 부하, 최대 부하)에서의 A-가중 음향 출력 레벨을 구하여 다음을 수행하는 것입니다.

• 서로 다른 냉각 설계와 팬 제어 전략을 비교하고,
• 제품 문서화 또는 규제 적합성용 표준화된 데이터를 제공하며,
• 팬 소음의 거슬림 여부 등 음질(sound quality) 엔지니어링을 위한 기준 데이터를 제공합니다.

시험 환경은 반사 바닥을 갖춘 반무향실입니다. 노트북은 반사 평면 위에 놓고, 노트북 주변에는 반구형 프레임 또는 규칙적인 그리드를 사용하여 여러 개의 마이크로폰 위치를 배치합니다. 전반적인 셋업은 측정 표면과 환경에 대한 ISO 3744 요구사항을 만족합니다.

측정 시스템: SonoDAQ Pro + OpenTest 음향 출력 모듈

하드웨어 측면에서는, 규격에 따라 노트북 주변에 배치한 측정용 마이크로폰과 함께 SonoDAQ Pro를 사용합니다.

OpenTest는 openDAQ 프로토콜을 통해 SonoDAQ에 연결됩니다. 채널 설정 인터페이스에서 사용할 채널을 선택하고 감도, 샘플링 주파수 등 파라미터를 설정합니다.

표준에서 플랫폼으로: 왜 음향 출력에 OpenTest를 사용할까?

OpenTest는 CRYSOUND의 차세대 음향 및 진동 시험 플랫폼입니다. Measure(측정), Analysis(분석), Sequence(시퀀스)의 세 가지 모드를 지원하여 R&D 연구소부터 반복 생산 시험까지 모두 커버합니다.

음향 출력 응용 분야에서 OpenTest는 음압 기반 솔루션을 구현하여 ISO 3744(엔지니어링 방법)을 완전히 준수하며, ISO 3745(정밀 방법)와 ISO 3746(실태 조사 방법)도 지원합니다. 사용자는 시험 환경과 정확도 요구사항에 따라 시험 등급을 유연하게 선택할 수 있습니다. 플랫폼에는 전용 음향 출력 보고서 템플릿이 포함되어 있어, 반복적인 Excel 수작업 없이 바로 규격 준수 보고서를 생성할 수 있습니다.

하드웨어 측면에서 OpenTest는 openDAQ, ASIO, WASAPI, NI-DAQmx를 통해 여러 브랜드의 DAQ 장비에 연결하여 CRYSOUND SonoDAQ, RME, NI 등 다양한 시스템을 통합 관리합니다. 단 몇 개 채널의 검증부터 대규모 마이크로폰 어레이까지 모두 하나의 소프트웨어 플랫폼에서 처리할 수 있습니다.

세 단계로 실행하는 표준화된 ISO 3744 음향 출력 워크플로우

1단계: 파라미터 설정 및 환경 준비

OpenTest에서 새 프로젝트를 생성한 후,

1. 채널 설정 화면에서 사용할 마이크로폰 채널을 선택하고 감도, 샘플링 주파수, 주파수 가중치 등의 파라미터를 설정합니다.
2. Measure > Sound Power로 전환한 뒤, 측정 파라미터를 설정합니다.
   • 시험 방법 및 측정 표면 관련 파라미터
   • 마이크 위치 레이아웃;
   • 측정 시간;
   • ISO 3744에 해당하는 기타 파라미터.

이 단계에서 표준 조항을 재사용 가능한 OpenTest 시나리오 템플릿으로 효과적으로 변환하게 됩니다.

2단계: 배경 소음을 먼저 측정하고, 그다음 운전 소음을 측정

ISO 3744에 따라, 배경 소음 보정을 수행하기 위해 동일한 측정 표면에서 장비 전원을 끈 상태와 장비가 동작 중인 상태 모두에서 음압 레벨을 측정해야 합니다.

OpenTest에서는 이를 두 가지 명확한 작업으로 구현합니다.

• 배경 소음 취득
  도구 모음에서 배경 소음 취득 아이콘을 클릭합니다. OpenTest는 설정된 시간 동안 주변 소음을 기록합니다.
  • 실태 조사(survey) 방법에서는 OpenTest가 각 채널의 LAeq를 1초마다 갱신하고, 엔지니어링 및 정밀 방법에서는 각 1/3옥타브 대역의 LAeq를 1초마다 갱신합니다.
• 운전 소음 취득
  배경 소음 취득이 끝난 후 도구 모음에서 Test 아이콘을 클릭합니다. 이후 OpenTest는 다음을 수행합니다.
  a. 설정된 시간 동안 노트북의 운전 소음을 기록하고,
  b. 실시간 음압 레벨을 1초마다 갱신하며,
  c. 해당 런(run)을 나중에 재생 및 비교할 수 있도록 자동으로 데이터 세트로 저장합니다.

3단계: 여러 번의 측정 결과를 하나의 표준화된 보고서로 통합

여러 운전 조건(예: 유휴, 일반 사무 작업, 최대 부하 스트레스)을 모두 측정한 후에는 다음을 수행합니다.

• 데이터 세트 보기에서 비교할 레코드를 선택하여 중첩 표시하고, 조건별 음향 출력 차이를 확인합니다.
• Data Selector에서 저장 아이콘을 클릭해 해당 파형 파일과 CSV 데이터 테이블을 내보내 후처리나 보관에 활용합니다.
• 도구 모음에서 Report를 클릭한 뒤, 프로젝트 및 장비 정보를 입력하고 포함할 데이터 세트를 선택한 후, 차트와 표를 조정하여 Excel 보고서를 원클릭으로 내보냅니다.

보고서에는 측정 조건, 측정 표면, 대역별 또는 A-가중 음향 출력 레벨, 배경 소음 보정 및 기타 핵심 정보가 포함됩니다. 이 보고서는 다른 표준화된 음향 출력 보고 솔루션과 같은 개념을 따르므로, 내부 검토용은 물론 규제 기관이나 고객 제출용으로도 바로 사용할 수 있습니다.

단일 노트북 시험에서 재사용 가능한 음향 출력 플랫폼으로

ISO 3744 기반 노트북 음향 출력 시험은 하나의 예시에 불과합니다. 더 중요한 점은 다음과 같습니다.

• 표준화된 OpenTest 시나리오는 프린터, 가전제품, 전동 공구 등 다양한 제품에 대해 복제하여 사용할 수 있습니다.
• 다채널 마이크로폰 어레이와 SonoDAQ 하드웨어는 동일한 플랫폼 내 여러 프로젝트에서 재사용할 수 있습니다.
• 시험 워크플로우와 보고서 형식은 소프트웨어에 의해 "고정(locked in)"되므로, 팀 간 업무 인수인계, 검토, 감사가 훨씬 수월해집니다.

음향 출력 측정 능력을 새로 구축하거나 업그레이드하려는 경우, ISO 3744를 뼈대로 삼고 OpenTest를 다음 요소들을 연결하는 플랫폼으로 활용하는 것을 고려해 보십시오. 환경, 데이터 취득, 분석, 보고 을 하나의 반복 가능한 체인으로 통합하면, 각 시험을 명확히 추적할 수 있고 일회성 실험이 아니라 지속 가능한 엔지니어링 자산.

www.opentest.com을 방문하여 OpenTest의 기능과 하드웨어 솔루션에 대해 더 자세히 알아보거나, 아래의 "Get in touch" 양식을 작성하여 CRYSOUND 팀에 문의하십시오.