Waversa Systems V DAC
디지털 설계
Quad WAP & Quad D/A Converter CHIP
WAP 칩을 거쳐서 만들어진 광대역의 신호는 총 4개의 8채널 구성된 Sabre 9018 칩에서 최종 아날로그 신호로 변환됩니다. WAP로 콘트롤되는 쿼드 D/A컨버터 구성은 출력단의 증폭 부하를 줄여줄 수 있어 광대역의 다이내믹 레인지와 정교한 표현력, 낮은 왜곡율과 신호대 잡음비에서 유리해집니다. 4개의 D/A컨버터 칩은 하나의 아주 정교한 마스터 클럭에 의해 동작하므로 낮은 지터가 가능합니다.
▲ Quad Sabre Dac Chip
WMLET (Waversa Multi-Layer Energy Transfer)
V DAC에는 4개의 D/A컨버터 칩에 주파수 대역의 에너지를 조절하는 세계 유일의 독창적인 기술이 들어갔습니다. 이를 통해 우리는 많은 것을 조절할 수 있고 얻을 수 있었고, 기존 DAC와는 차원이 다른 새로운 경지의 음을 만들어 낼수 있어습니다. 신호처리 단계에서 조절하는 것이므로 그 어떤 정보의 손실도 없이 사운드 스테이지 크기, 깊이를 마음대로 조절하루 수 있고, 높이마저도 자유자재로 콘트롤이 가능합니다. 이는 로직 자체도 세계 유일이지만 DAC가 사운드 스테이지를 마음껏 조절할 수 있다는 것도 세계 유일일 것입니다.
튜닝과정에서 얻은 이 기능이 너무 뛰어나 사용자를 위해 3단계의 WMLET를 조절할 수 있는 메뉴를 추가하기로 했습니다. 이를 통해 사운드 스테이지, 대역밸런스, 음색, 음의 온도 등을 취향에 맞게 조절할 수 있습니다.
TRANSFORMER I/V Converter
(NONE-SEMICONDUCTOR-OPAMP, TRANSISTOR)
▲ V DAC의 I/V 전환을 위해 사용된 룬달트랜스
DAC에서 생성된 신호는 최종 전류 신호로 출력됩니다. 하지만 오디오 기기들간의 소통되는 신호는 전압입니다. 따라서, DAC 뿐만 아니라 대다수 앰프에서는 전류 증폭이나 전류 컨트롤 회로를 쓰지만 최종 단계에서는 전류를 전압으로 바꿔주어야 합니다. 그 과정에는 신호는 여러 단계의 회로를 거칠 수 밖에 없습니다.
이러한 회로를 I/V 변환회로라고 하며, 대부분 DAC는 OPAMP와 Discrete 방식으로 설계되어 전류를 전압으로 바꿔줍니다. 이러한 I/V 변환하는 방식이나 회로구성에 따라 DAC 사운드퀄리티가 상당한 차이를 보입니다. 특히 같은 DAC Chip을 사용한 DAC 들간에도 음질에서 상당한 격차를 보이는데, 이는 I/V 변환회로 구성에 기인합니다.
▲ OP Amp의 내부 회로도, 다양한 TR, Diode, 저항이 한소자안에 집적되어 있습니다.
OP Amp(Operational Amplifier : 연산 증폭기)는 작은 신호를 증폭해 주는 것으로 내부에 수십개의 Transistor(TR)과 Diode, 저항이 한소자안에 집적되어 있습니다. 보통 OP Amp는 쉽게 사운드를 만들 수 있지만, 내부적으로 복잡한 회로 과정으로 인해 신호의 순수성과 품질이 떨어진다는 단점이 있습니다.
이러한 단점을 극복하기 위해 OP Amp의 내부에서 필요한 부분만 사용하는 Discrete 회로를 구성하여 제작자가 원하는 사운드에 맞게 구성하기도 합니다. 하지만, OPAMP나 Discrete로 만들어진 I/V 변환회로는 콘덴서와 저항으로 구성된 회로인만큼 과도응답 특성이나 음의 순도가 떨어지는 태생적 한계를 벗어날 수 없습니다. 특히 집적회로인 OPAMP는 열에 취약하여 이러한 문제로부터 자유롭기는 더욱 어렵습니다.
▲ 트랜스 방식의 I/V 변환
이러한 문제를 해결하기 위해 V DAC에서는 복잡한 구성의 회로대신 I/V 변환에 트랜스를 사용하였습니다. 트랜스를 거친 전류를 자연스레 전압으로 변환되고 이러한 단순하면서도 확실한 변환 덕분에 우수한 과도응답 특성과 음의 순도를 유지할 수 있게 되었습니다. 물론 사용된 트랜스는 오디오 전용 트랜스로 유명한 스웨덴 룬달(Lundal)사의 제품으로 10Hz ~ 47kHz 대역의 평탄한 주파수 특성이 나옵니다. 이렇게 트랜스를 통과한 신호는 저항과 콘덴서로 만들어낸 평탄한 주파수와는 음질적 측면에서 큰 차이를 보일 수 밖에 없습니다.
V DAC의 I/V 변환에 사용된 트랜스는 디지털신호를 아날로그 신호로 구현하는 과정에서 생성될 수 있는 Quantization noise를 제거하는 효과적인 해결책 역할도 수행합니다. 앞에서도 언급했듯 Quantization noise는 DAC에서 갖는 숙명적인 문제일 수 밖에 없습니다. 수많은 DAC제조업체에서 이러한 문제를 해결하기 위해 독자적인 알고리즘을 개발해왔고, Waversa Systems에서는 WAP에 적용된 기술을 통해 이러한 노이즈가 생길 수 있는 확률을 최소화하였습니다. 하지만, 숙명적인 문제인만큼 이러한 노이즈를 완전히 제거하는 것은 사실상 불가능합니다.
▲ 좀 더 조밀한 bit로 나누면 노이즈레벨은 낮아지지만 Quantization Noise 영향은 완전히 벗어날 수 없습니다.
V DAC의 I/V 변환을 위해 사용된 트랜스가 이러한 노이즈가 가청주파수 대역으로까지 영향을 미치는 것을 원천적으로 차단하게 됩니다. 이는 트랜스의 주파수 응답특성을 이용하여 고주파의 신호(100kHz~200kHz)를 완벽히 필터링하게 됩니다. 이로 인해 V DAC에서는 차갑거나, 소란스럽게 느껴졌던 디지털사운드적 특성을 전혀 느낄 수 없습니다. 뿐만 아니라 이러한 트랜스는 아날로그나 디지털 처리부로 공급되는 전원의 접지단과 완전히 분리(Isolation)시켜, 접지단으로부터 유입되는 노이즈를 차단합니다.
