픽업 (악기)
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1. 개요
픽업(Pickup)은 악기의 현 진동을 전기 신호로 변환하는 장치로, 주로 일렉트릭 기타나 베이스에 사용된다. 매그네틱 픽업, 피에조 픽업, 광 픽업 등 다양한 종류가 있으며, 매그네틱 픽업은 영구 자석과 코일을 이용해 현의 진동을 감지한다. 픽업은 패시브와 액티브 방식으로 나뉘며, 액티브 픽업은 프리앰프를 내장하여 더 높은 출력과 노이즈 감소의 장점을 가진다. 스테레오 및 다중 픽업 기술을 통해 각 현의 소리를 독립적으로 출력하거나, 다양한 음색을 구현하는 데 활용되기도 한다.
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| 픽업 (악기) | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 변환기 |
| 용도 | 악기의 진동을 전기 신호로 변환 |
| 상세 정보 | |
| 작동 원리 | 전자기 유도, 압전 효과, 정전 용량 변화 등 |
| 주요 구성 요소 | 코일, 자석, 압전 소자, 전극 등 |
| 사용 악기 | 기타, 베이스 기타, 바이올린, 피아노, 드럼, 만돌린, 우쿨렐레 등 |
| 관련 기술 | 앰프, 이펙터, DI 박스, 레코딩, 음향 시스템 |
| 기타 정보 | |
| 음색 변화 | 픽업의 종류, 위치, 재질 등에 따라 음색이 다양하게 변화함 |
| 액티브/패시브 | 전원 공급 필요 여부에 따라 액티브 픽업과 패시브 픽업으로 구분됨 |
| 싱글/험버커 | 코일 구성 방식에 따라 싱글 코일 픽업과 험버커 픽업으로 구분됨 |
2. 매그네틱 픽업
매그네틱 픽업은 영구 자석과 코일을 이용하여 현의 진동을 전기 신호로 변환하는 장치이다. 주로 일렉트릭 기타나 일렉트릭 베이스에 사용되며, 싱글 코일 픽업과 험버커 픽업이 대표적이다.
일반적으로 픽업은 알니코(AlNiCo, 알루미늄-니켈-코발트 조합)와 같은 영구 자석을 에나멜 피복을 입힌 가는 구리선으로 수천 번 정도 감아(코일) 만든다. 주로 악기 몸통에 장착되지만, 브릿지, 넥 혹은 픽가드(아치탑 재즈 기타의 경우) 등에 장착하기도 한다.
싱글 코일 픽업은 간단한 구조로 밝고 선명한 소리를 내지만, 외부 잡음(메인스 험, mains hum)에 취약하다는 단점이 있다. 메인스 험은 가옥 전류 주파수(50Hz 또는 60Hz)에 의해 발생하며, 픽업 코일에 유도되어 잡음을 발생시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 것이 험버커 픽업이다. 깁슨사의 세스 러버(Seth Lover)와 그레치사의 레이 벗츠(Ray Butts)가 거의 동시에 개발했으며, 세스 러버가 특허를 받았다.[2] 험버커 픽업은 두 개의 코일을 서로 반대 방향으로 감고, 자석을 두 코일 중앙에 배치하여 잡음을 상쇄시키는 원리이다. 즉, 전원 트랜스포머, 라디오 전파 등에서 발생하는 잡음은 두 코일에 동일한 강도의 전류를 유발하지만, 코일이 반대 방향으로 감겨 있어 서로 상쇄된다. 반면, 현의 진동으로 발생하는 신호는 서로 더해져 출력이 두 배가 된다.
험버커 픽업은 싱글 코일 픽업보다 잡음이 적고, 더 두껍고 풍부한 소리를 낸다. 하지만, 직렬 연결된 픽업의 인덕턴스 증가로 인해 공진 주파수가 낮아지고 고주파 음이 줄어들어 싱글 코일 픽업보다 덜 날카로운 소리가 날 수 있다. 또한, 출력이 높아져 초창기 앰프 입력 기대치를 초과하는 '오버드라이브'가 발생할 수 있다. 코일을 병렬로 연결하는 방식도 가능하지만 기타 연주자들은 험버커 특유의 음색을 선호하여 병렬 연결은 드물게 사용된다.
험버킹 픽업은 싱글 코일 픽업보다 더 넓은 영역의 현 진동을 감지할 수 있어 음색에 영향을 준다. 더 넓은 영역의 현을 감지하면 더 낮은 음역의 하모닉을 취할 수 있어 더 두터운 음색이 된다. 반면, 상하로 쌓은 스택형 험버커는 싱글 코일 정도의 영역만 감지하여 싱글 코일에 가까운 소리를 낸다.
튜닝 (조율)에 있어서는 그다지 심각한 문제는 아니지만, 연주용 픽업의 구조나 설치 위치는 음질이나 음량에 큰 변화를 가져오기 때문에, 교체나 개조를 하는 연주자도 많다. 특히 일렉트릭 기타나 일렉트릭 베이스에서는, 악기 본체는 취급하지 않고 교체용 픽업만을 제조·판매하는 업체도 있다.
기타 등에 장착하는 경우, 일렉트릭 어쿠스틱 기타에서는 1기, 일렉트릭 기타나 일렉트릭 베이스에서는 3기 정도가 일반적이다. 같은 기종이라도 탑재 기수가 다른 바리에이션이 존재하기도 한다.[21]
설치 위치는 마그네틱 픽업의 경우 바디 상단에 구멍을 관통시키거나 홈을 파서, 그 안에 픽업 본체와 배선을 설치한다. 관통시키지 않는 경우에는, 홈에 배선용 작은 구멍을 뚫어 배선을 통과시킨다. 따라서, 더 큰 사이즈의 픽업으로 교체하거나, 증설하는 경우에는 바디에 구멍을 뚫어야 하며, 일단 뚫으면 완전히 되돌리는 것은 불가능하다.
복수 설치하는 경우, 각각 동일하거나 거의 같은 것을 설치하는 경우와, 주로 음질의 다양성을 추구하기 위해 일부러 다른 종류를 설치하는 경우가 있다. 같은 것을 사용했을 경우, 일반적으로 넥에 가까워질수록 부드럽고 각이 없는 톤으로, 넥에서 멀어질수록 (브릿지에 가까워질수록) 날카롭고 끊김이 좋은 톤이 되기 쉽다.
설치 위치에 따라, 넥에 가까운 쪽을 프론트 (혹은 그대로 "넥 포지션"), 먼 쪽을 리어 (브릿지 포지션)라고 부르는 경우가 많지만, 넥 쪽을 "RHYTHM" 브릿지 쪽을 "TREBLE" 등으로 부르는 경우도 있다. 마그네틱 픽업을 3기 설치하는 경우 3번째 픽업을 그 중간에 설치하여, 센터나 미들 등으로 부르는 것이 일반적이다. 4기 이상 설치하는 경우는 드물기 때문에 일반적인 호칭은 정해져 있지 않다.
마그네틱 픽업과 피에조 픽업을 혼재하는 경우, 설치 위치에 대한 설계 사상이 양자 간에 크게 다른 경우가 많기 때문에, 모두를 설치 위치만으로 통일된 호칭을 부여하는 경우는 드물다.
2. 1. 작동 원리
영구 자석은 폴피스에 집중되는 자기장을 생성하며, 이 자기장은 그 위에 있는 기타 현을 자화시킨다. 자화된 현은 영구 자석의 자기장과 정렬된 자기장을 생성한다. 현을 뜯으면, 그 주변의 자기장은 현과 함께 위아래로 움직인다. 이 움직이는 자기장은 패러데이의 유도 법칙에 의해 픽업의 코일에 전압을 유도한다.[3] 즉, 영구 자석으로 구성된 회로에서 스트링의 움직임이 자성 저항 (magnetic reluctance)를 변화시키는 것으로, 약한 자석 (soft magnetic) 성질을 지닌 스트링의 진동이 코일 주변에 자기장 진동(magnetic flux)을 만들면 코일의 전선에 교류가 발생하게 된다. 이 신호는 케이블을 통해 앰프나 녹음기로 보낼 수 있다.[2]픽업의 출력 전압은 현의 재질, 진동 방식, 픽업의 구조 등에 따라 달라진다. 일반적으로 픽업의 출력 전압 (voltage)은 대략 100 mV rms (root mean square)이고 고출력인 경우 1 V rms를 넘기도 한다. 예를 들어 Samick ''TV Twenty'' 기타의 브릿지에서 측정한 경우 한 현에 대해 16 mV RMS (200 mV 피크)이고, 코드에 대해 128 mV RMS (850 mV 피크)였다.[4]
고출력 픽업은 강한 자석을 사용해 플럭스 (flux. 흐름)를 높여 높은 출력을 얻는다. 그러나 이런 방식은 강한 자석이 줄을 잡아 당겨 인토네이션을 부정확하게 하고 스트링의 진동을 막아서 서스테인이 줄어들게 하는 등 결과적으로 음질에 해로울 수 있다.[5] 다른 고출력 방식은 감은 코일의 회전수를 늘여서 스트링이 움직일 때 발생하는 전압을 올리는 것이다. 이 방법은 픽업의 저항과 임피던스 (resistance/impedance)를 높이게 되는데, 픽업이 버퍼 앰프나 DI (Direct Input Box) 등으로 격리되지 않는다면 높은 주파수의 소리에 영향을 미칠 수 있다.
서로 근접한 와이어의 감김은 자체 정전 용량을 가지며, 이는 케이블 정전 용량에 더해져 권선의 인덕턴스와 공진한다. 이러한 공진은 특정 주파수를 강조하여 픽업에 특징적인 음색을 부여할 수 있다. 권선에 와이어 감김 수가 많을수록 출력 전압은 높아지지만, 이 공진 주파수는 낮아진다.[6]
기타, 케이블, 앰프 입력단의 기생 저항 및 정전 용량 배열은 이러한 유형의 변환기에 내재된 유도 소스 임피던스와 결합되어 저항 감쇠된 2차 로우 패스 전자 필터를 형성하여 압전 또는 광학 변환기에서는 발견되지 않는 비선형성 효과를 생성한다. 픽업은 일반적으로 높은 입력 임피던스, 일반적으로 메가옴 이상을 공급하도록 설계되었으며, 낮은 임피던스 부하는 고주파수 감쇠를 증가시킨다. 싱글 코일 픽업의 일반적인 최대 주파수는 약 5 kHz이며, 일반적인 기타 지판의 가장 높은 음은 1.17 kHz의 기본 주파수를 갖는다.
현악기 외에 해먼드 오르간의 발음 원리에도 사용된다. 현 진동을 그대로 하이 임피던스 (고출력)로 전기 신호로 변환 출력하는 패시브 픽업과, 악기 본체에 전원 (9V 배터리가 많음)이 필요한 로우 임피던스 액티브 픽업 (EMG 등)이 있다.
2. 2. 종류
픽업은 다양한 유형으로 제공된다.- '''싱글 코일 픽업''': 하나의 코일이 모든 현을 "듣는다". 싱글 코일 픽업은 방향성 안테나처럼 작동하여 음악 신호와 함께 전원 험—전력 케이블, 전력 변압기, 형광등 안정기, 비디오 모니터 또는 텔레비전에서 발생하는 유해한 교류 전자기 간섭—을 수신하기 쉽다.[7] 전원 험은 지역 전류 주파수에 따라 명목상 50 또는 60 Hz의 기본 신호와 일반적으로 약간의 고조파 성분으로 구성된다.
- '''험버커''': 두 개의 코일이 함께 작동하여 노이즈를 줄이고 더 두꺼운 소리를 낸다. 험버킹 픽업은 두 개의 코일로 구성되며, 각 코일은 다른 코일과 반대 방향으로 감겨 있다. 각 6개의 자성 극 세트도 극성이 반대이다. 전기 장치에서 발생하는 주변 험은 공통 모드 노이즈로 코일에 도달하므로 각 코일에 동일한 전압을 유도하지만 두 전압 사이에서 위상이 180도 벗어난다. 이는 효과적으로 서로 상쇄되는 반면, 기타 줄의 신호는 두 배로 증가한다.[7]
- '''스플릿 코일 픽업''': 특정 베이스 기타에서 발견되며, 각각 다른 현을 "듣는" 두 개의 별도 코일이 있다. 예를 들어, 4현 베이스의 경우, 하나의 코일은 낮은 두 현을 처리하고, 다른 코일은 높은 두 현을 처리한다.
픽업은 기타 사운드에 큰 역할을 하며, 다른 기타들은 종종 고유한 픽업을 사용하여 그들만의 특징적인 음색을 만든다. 기타 회사들은 이것을 구매자를 유치하기 위한 핵심 기능으로 사용한다.
2. 3. 제작 및 표기법
(초창기 깁슨 기타)(대부분의 펜더 모델, 깁슨 모던형,
플로이드 로즈 브릿지)
(롤랜드 기타 신스 헥스 픽업)
(펜더 텔레캐스터 기타)
