R2R과 멀티비트 DAC의 원리

홀리몰리 ㄷㄷㄷㄷㄷ;;;

정석 책 미적분 다시 봐야겠습니다 ㄷㄷㄷ

많은 R2R DAC 제조사들이 OS(Over Sampling) / NOS(None Over Sampling) 이 두가지 옵션을 항상 마련해 두는건 장단점의 간극을 좁힐 수 없다는 판단이 있어서입니다.
요즘 스마트 TV에서 프레임 보간 기능들이 기본적으로 내장되어 있는데 이 기능은 장단점이 있습니다.
많은 유저들은 스마트 TV에서 60프레임 보간을 좋아하듯이 OS 방식을 좋아합니다.
저도 대체적으로 OS를 좋아하지만 고역의 찰랑거림을 다듬어버릴때 인위적인 느낌이 강해서 거부감이 좀 있습니다.
그래서 제조사들은 둘 중 하나만 선택해야 할때  NOS 방식으로만 만듭니다.

잘 봤습니다. OS NOS 배워가네요. 

일단 흔한 오해 중에 2가지가 본문과 댓글에 나오는데, 우선 DAC가 내놓는 아날로그 신호가 디지털 값의 구간 때문에 계단모양이 된다는건 오해입니다.

이건 PCM을 까기 위해 DSD를 내놓으면서 소니가 만든 파형 그래프 (사기)개념도 탓입니다.

DAC에는 리스트럭션 필터가 있어서 기본적으로 부드러운 아날로그 신호를 만들어냅니다.
샘플링레이트가 매우 낮다면, 변환된 신호는 인코딩 전 신호와 다른 모양이 될 가능성이 있을 뿐입니다.
사실 44.1kHz로 CD의 샘플링 레이트가 정해진 이유는 단순히 기술적 한계 때문만이 아니라, 나이퀴스트 한계이론에 기반하여 인간의 가청주파수를 효과적으로 재현하기 위해 선택된 것입니다.

그래서 최근 해외 커뮤니티들에선 NOS파가 목소리를 높이는 경항도 보입니다.

또한, 반대의 오해, 물리적으로 계단모양 파형은 인위적으로 만들어낼 수 있습니다.
푸리에 변환으로 함수를 만들어낼 수 있는 파형은 물리적으로도 존재 가능하며, 삼각파, 사각파 등은 복수의 사인파를 쌓아서 만들어낼 수 있습니다.
또하나 여기서 파생되는 중요한 개념은, 모든 소리는 수많은 사인파의 조합으로 이루어진다는 자연의 섭리입니다.

오히려 높은 샘플링레이트는 적절한 필터가 없을 경우, 원음에 없는 고주파 노이즈가 과도하게 증폭되어 기기에 불필요한 부담을 주거나 오작동을 유발할 수 있습니다. (인간에게 들리지는 않지만)
물론 그 이유 때문에 로우패스필터를 걸어서 해당 노이즈를 날려버리지만, 디지털 필터는 높은 샘플링레이트라 하더라도 낮은 대역에 없던 배음을 만든다거나, 기음을 깎거나 더한다거나 하는 왜곡은 만들어냅니다.

에...또다른 오해를 만들게 될까봐 정리하자면, 애초에 디지털 필터 없는 디지털 소스기기는 존재할 수 없습니다.
양자화 노이즈라는 원음에는 없는 고주파 노이즈는 낮은 샘플링레이트에서도 디코딩 과정에서 발생하기 때문이죠.

사실 좋은 소리를 찾고자하는 매니아들의 노력은 소중한 가치를 가지지만, 오디오기기에 원음을 그대로 담을 수 있는 방법은 없습니다.
모사하고 보완하기 위한 수많은 이론과 장치가 필요할 뿐이죠.

아날로그는 전달되는 기기간 연결점이 늘어날수록 왜곡이 일어나고, 디지털은 아날로그의 단점은 없앤 대신 변환 과정에서 왜곡이 일어나고...(아날로그 지상주의자들에게는 미안하지만, 디지털의 왜곡은 그래도 아날로그의 왜곡에 비해 '아날로그적으로' 극히 미미합니다...)

그런겁니다.