Chord Electronics DAVE
DAC 데이터로 살펴보기
객관화된 측정치는 디지털 프로세서의 기술적인 성능을 계량화하기 위해 존재하며, 소리를 평가하는 절대적 잣대는 될 수 없습니다. 하지만, 좋은 객관적 지표는 음질의 우수성에 밀접한 관련이 있습니다. 우수한 측정치는 좋은 사운드를 만들어내기 위해 토대이며, 기본이 충족되지 않은 상태에서 완벽한 사운드를 만들어낸다는 것은 불가능합니다.
그래서 이번에 준비한 내용이 바로 DAC를 객관적 수치에 임각해서 평가하는 방법과 음질간의 상관관계입니다.
▲DAC의 객관적 지표를 측정코자 사용되는 Audio Precision 장비
지터노이즈(Jitter Nosie)
DAC는 입력된 디지털 신호를 오디오신호를 변환하는 역할을 수행합니다. 이 과정에서 정확한 아날로그 파형을 재현하기 위해서 0,1을 정확한 위치에 배열하는게 중요한데, 이 역할을 수행하는 것이 클럭이라고 불리는 시간축입니다. 시간축은 정교한 정도와 제공되는 위치에 따라 그 방식을 구분짓기도 하는데, 오디오신호의 마스터클럭을 DAC 자체에서 제공할 경우 비동기방식이라 하고 컴퓨터나 다른 소스기의 클럭과 동기화 될 경우 동기화방식라 합니다.
컴퓨터나 기타 기기의 경우 전원이나 기타 문제로 클럭자체가 불안정하여 지터가 발생할 확률이 높습니다. 따라서 최근 DAC는 대부분 자체 클럭을 생성하는 비동기화 방식을 채택하고 있습니다. 하지만, 이러한 지터는 단순히 비동기화만으로 발생확률을 낮출 수 없습니다. 디지털 신호는 전원, EMI, RFI의 영향으로 전송과정에서 시간축을 맞추는데 문제가 발생하여 지터를 만들기도 하며 최악의 경우에는 데이터 자체가 왜곡되기도 합니다. 따라서 지터를 확인하는 테스트는 DAC의 차폐, 절연, 클럭설계 등 전반에 걸친 성능까지 살펴볼 수 있는 객관적 지표의 역할을 수행합니다.
시간축에서 일어난 지터를 지표로 살펴보기 어려운게 사실입니다. 그래서 주파수축 스펙트럼상에서 발진된 Phase Nosie의 신호형상을 통해 그 지표를 확인하고 있습니다. 해당 지표는 파형이 얼마나 샤프하게 나오느냐로 살펴보면 되고 발진된 주파수가 깔끔하게 솟아 있을 수록 위상노이즈에 대한 대처가 좋고 지터가 거의 발생되지 않는다고 볼 수 있습니다.
▲매우 양호한 Phase Noise 측정치
언디더트(undithered) 1kHz 사인파
대부분의 DAC 기술적 내용을 보면 지터노이즈에 대한 대책은 대부분 갖추고 있습니다. 하지만, 정교하게 지터를 잡은 DAC는 현재로서 손에 꼽을 정도로 지터 측정 데이터 말고도 여러 데이터에서도 그 문제점이 드러납니다.
언디더트 사인파 측정치도 지터와 밀접한 관련이 있으며, 지터노이즈와 달리 DAC의 복합적인 성능을 두루 살펴보기 좀 더 좋은 측정치입니다. 특히 많은 DAC에서 레벨이 낮은 신호를 아날로그로 전환할 때 문제가 발생하는데 이러한 문제를 해당 측정치를 통해 살펴 볼 수 있습니다.
아래 사진은 낮은 비트(16bit)의 언디더트(undithered) 1kHz 사인파를 내보내 측정된 아날로그파형입니다. 이 테스트는 -1, 0, 1의 3가지 신호를 내보내 동등한 증폭도를 갖고 중심 수평선에서 대칭을 이루는지 살펴보는 것으로 일정치 못할 경우, 낮은 레벨의 신호를 정교하게 잡질 못하게 됩니다.
그 결과 음질적으로는 피아니시모와 같은 마이크로 다이내믹의 연주의 흐름을 놓치게 되고, 낮은 음량 연주에서 악기간의 구분감이 불분명해지고 음량을 올릴 경우에는 다소 소란스러운 분위기를 연출합니다.
▲다소 불량한 언디더드(Undithered) 사인파의 모습(16bit)
이러한 언디더트 사인파를 보다 정교한 스케일(풀 스케일, 24bit)로도 측정한 데이터가 있는데, 이런 경우 소스의 비트를 증가시켜 테스트합니다. -1,0,1로 측정되었던 테스트와 다르게 더 많은 정보를 흘려서 나타나는 사인파를 측정하는 것으로 정교한 디지털 프로세서일 수록 정교한 사인파 곡선을 만들어냅니다.
▲양호한 언디더드(Undithered) 사인파의 모습(24bit)
언디더드(Undithered) 사인파는 타이밍 디스토션을 확인할 수 있는 중요한 데이터로 디지털 신호를 아날로그 신호를 변환과정에서 불거질 수 있는 가장 치명적인 문제와도 관련 깊습니다. 흔하게 예를 드는 "아버지가 방에 들어가다." , "아버지 가방에 들어가다"와 같은 왜곡을 불러와 전혀 다른 사운드를 양산해냅니다.
이 문제는 무대감, 정위감, 음색 등 음질과 관련된 모든 부분과 관련이 깊습니다. 흔히 우리가 알고 있는 디지털 사운드의 약점도 이 문제에서 기인한다 볼 수 있습니다.
▲바람직한 언디더드(Undithered) 사인파
물론 타이밍을 인지할 수 있는 한계에 대한 여러가지 의견이 분분하지만 같은 DAC를 통해 측정되는 250PS간의 차이를 인간이 인지 가능하다고도 합니다. 물론 정말 정교한 시간차가 구현이 된다면 눈을 감고도 보이는 듯한 이미지와 원악기의 음색이 완벽하게 구현될 수 있습니다.
| 시간 단위 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| FS | PS | NS | US | MS | SEC |
| 10^-15 sec | 10^-12 sec | 10^-6 sec | 10^-6 sec | 10^-3 sec | 10^0 sec |
Noise modulation
노이즈 모듈레이션은 디지털프로세서의 잡음층(noise flow)가 어떻게 이동하거나 변조되는지 보여주는 데이터입니다. 5년전 DAC들의 경우 주파수에 따른 잡음층이 변동이 심했으나 최근 나오는 DAC의 경우 주파수에 따른 변조는 거의 나타나지 않아, 잡음층의 고저를 중심으로 평가하고 있습니다. DAVE의 경우 잡음층이 굉장히 낮은 수치를 기록하고 있는데, 이러한 낮은 잡음층은 대표적으로 배경의 정숙도에 영향을 크게 미치며, 그 밖에 스네어의 브러쉬 소리나 현악기가 연주될 때 기음에 나타나는 노이즈와 밀접한 관련이 있습니다. 하지만, DAC의 성능 뿐 아니라 최종 앰프에서 출력되는 신호까지 잡음층이 유지되어야 하기 때문에 전체적인 시스템의 역량 역시 중요합니다.
결론
디지털이 아날로그로 변환되면서 생기는 여러가지 문제는 쉽게 인지되지 않습니다. 덕분에 이상증세가 취향으로 변모하여 호불호를 가리기도 합니다. 하지만 장시간 청음을 해보면 피곤해지고 특정음원을 듣기 꺼려진다면 DAC의 객관적 수치를 한번 살펴보셨으면 합니다. 위상노이즈, 언디더드 사인파 수치에서 분명 많은 오류를 갖고 있을 겁니다. 이렇듯 DAC를 객관적으로 살펴볼 수 있다는 것은 현명한 구매를 위해 꼭 선결되어야 하는 과정임을 잊지 않으셨으면 합니다.
자료 출처 : http://www.stereophile.com/
