Comb Filtering 빗필터
반사음이 만드는 빗살 무늬
소리가 벽에 반사돼 원음과 살짝 늦게 겹치면, 주파수마다 보강·상쇄가 번갈아 일어나 스펙트럼이 빗(comb) 모양으로 깎입니다. 위상 간섭을 전 주파수로 확장한 현상입니다.
소리가 벽에 부딪히면
방에서 소리를 내면 벽에 반사된 소리가 아주 조금 늦게 귀에 다시 도착해요. 원래 소리와 이 늦은 복사본이 겹치면, 어떤 음은 더 커지고 어떤 음은 사라져 소리가 빗으로 빗은 듯 묘하게 깎입니다.
좁은 복도나 욕실에서 소리가 ‘쇠~한’ 금속성으로 들리는 게 바로 이 현상이에요.
직접 해보기
소리 켜기 후 Delay(지연) 슬라이더를 움직여보세요. 스펙트럼의 빗살 무늬 간격이 촘촘해졌다 넓어지고, 소리 색깔도 함께 바뀝니다.
빗필터란?
원음과 지연된 복사본을 더하면, 위상 간섭이 주파수마다 다르게 일어납니다. 어떤 주파수는 보강(피크), 어떤 주파수는 상쇄(노치)되어 스펙트럼에 빗살 무늬가 생깁니다.
위상 간섭과의 관계
[위상 간섭]은 한 주파수에서의 보강/상쇄였습니다. 빗필터는 같은 지연이 주파수마다 다른 위상차를 만들어, 모든 주파수에 걸쳐 보강·상쇄가 반복되는 것입니다.
전달 함수와 노치 위치
피드포워드 빗필터 y = x + g·x(t−τ)의 주파수 응답 크기는:
|H(f)| = |1 + g·e^(−j2πfτ)|
f·τ가 정수일 때 보강(피크), 반정수(0.5, 1.5…)일 때 상쇄(노치)됩니다. 즉 노치는 f = (2k+1)/(2τ), 간격은 1/τ입니다.
피드백 = 공진 빗필터
피드백 경로 y = x + g·y(t−τ)를 더하면 피크가 날카로워지는 공진 빗필터가 됩니다(플랜저·물리 모델링 현악의 토대). Feedback을 올리면 빗살 피크가 뾰족해지며 특정 음정이 ‘삐~’ 하고 도드라집니다.
- → Delay를 짧게 → 빗살이 넓어지고, 길게 → 촘촘해지는 걸 스펙트럼으로 확인
- → 좁은 욕실의 ‘쇠~한’ 금속성 소리를 떠올리며 음색 변화를 들어보세요
- → Delay를 5ms로 두면 노치 간격 ≈ 200Hz — 슬라이더 옆 표시와 스펙트럼을 비교
- → Depth를 올려 노치가 깊어지는(상쇄가 강해지는) 것을 관찰
- → 노치 위치 f=(2k+1)/(2τ)가 맞는지 Delay별 노치 주파수를 확인
- → Feedback 을 올려 피드포워드(대칭 빗살) → 공진 빗필터(뾰족한 피크)로 변하는 것을 관찰
이해도 확인 퀴즈
0 / 21.소리가 벽에 반사돼 원음과 살짝 늦게 겹치면?
2.Delay(지연)를 바꾸면?
이해도 확인 퀴즈
0 / 21.빗필터의 노치(상쇄) 간격은 무엇에 반비례할까요?
2.빗필터가 위상 간섭과 다른 점은?
이해도 확인 퀴즈
0 / 21.피드포워드 빗필터 y=x+g·x(t−τ)의 노치 주파수는?
2.피드백 경로 y=x+g·y(t−τ)를 더하면 어떻게 될까요?