헤드폰 AUDIO-TECHNICA ATH-DSR9BT, 오디오테크니카 풀 디지털 블루투스 헤드폰 측정 리뷰

우리가 듣는 소리는 아날로그 신호로 만들어집니다. 그리고 현재까지 생산된 대부분 이어폰/헤드폰/스피커가 아날로그 신호를 이용하여 소리를 전달해 줍니다.

최근 출시된 오디오테크니카의 ATH-DSR9BT 블루투스 헤드폰은 회로에 DAC(Digital to Analog Converter)가 전혀 사용되지 않은 디지털 신호로만 소리를 만드는 퓨어 디지털 드라이브 기술을 탑재했다고 합니다. 

하지만, ATH-DSR9BT 상품 설명 페이지에는 설명이 충분하지 못해서 이게 가능할까? 하는 의문이 생겼습니다.

과연 디지털 신호로 헤드폰 드라이버 구동이 가능할까요?

아날로그 신호와 디지털 신호

먼저 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경하는 방법을 통해 아날로그와 디지털이 어떻게 다른지를 살펴보겠습니다.

아날로그 신호는 곡선으로 이루어졌다는 것은 많은 분이 아시겠죠?

아날로그 신호를 데이터화 하기 위해서 먼저 표본화(Sampling)라는 작업을 통해 시간 축으로 일정한 주파수 포인트에서 크기를 기록합니다. 

그리고 표본화된 데이터를 양자화(quantization)를 통해 약속된 일정한 수로 변경을 합니다. 예를 들면 1.5를 2로 바꾸거나, 6.9를 7로 바꾸는 작업을 합니다. 여기서 Bit가 사용되는데, 8비트의 경우 256개의 데이터로 처리할 수 있고, 16비트의 경우 65,535개의 데이터로 처리할 수 있기 때문에 더욱 세밀한 처리가 가능합니다.

양자화를 거친 후에 부호화(Encoding)를 거치면 이진법인 0과 1로 이루어진 데이터로 만들어집니다.

이렇게 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 것을 PCM(Pulse Code Modulation)이라고 하며, 흔히 알고 있는 Wave, Flac, mp3 같은 파일이 PCM 방식으로 제작됩니다.

PCM 신호는 위 그림과 같은데, 일반적인 헤드폰에서는 DAC(Digital to Analog Converter)를 통해 다시 아날로그 신호로 변경한 다음 드라이버로 입력합니다. 그럼 드라이버는 아날로그 신호에 맞춰 움직이게 됩니다.

헤드폰용 드라이버에는 아날로그 신호가 입력되어야지 진동을 통해 소리로 만들어집니다.

그런데 말입니다.

아날로그 신호가 아닌 위 그림과 같은 디지털 신호가 드라이버로 직접 입력이 된다고 한들 어떻게 소리로 바뀔 수가 있을까요?

수입사에서 홍보하는 Dnote라는 기술 용어를 추적해 어떤 기술인지 확인해 볼 수 있었습니다.

사진 출처 = Trigence Semiconductor

Pure Digital Audio 기술을 개발한 일본의 Trigence Semiconductor라는 회사에서 Dnote 칩셋을 만들었는데, 실제로 디지털 신호를 드라이버로 전달하는 것이네요.

위는 일반적인 헤드폰으로 디지털신호를 D/A Converter를 통해 아날로그 신호로 변경하고 아날로그 앰프를 통해 증폭된 신호가 싱글 코일이 달린 헤드폰 드라이버로 전달이 되어 소리로 변경됩니다.

아래는 ATH-DSR9BT에 사용된 기술로 디지털 신호가 Dnote 칩셋에 들어와서 디지털로 신호를 나눕니다. 나누어진 디지털 신호는 헤드폰 드라이버에 적용된 멀티 레이어 코일에 각각 전달되어 디지털 신호가 드라이버를 구동합니다.

정말로!!! 디지털 신호가 드라이버를 구동하네요.

참고로 ATH-DSR9BT는 4 레이어 멀티 코일을 채용한 제품이라고 합니다.

Dnote의 장점으로는

  1. 저전압 사용으로 효율의 극대화
  2. 기존 A/B 클래스나 D 클래스 앰프에 비해 낮은 전력 손실
  3. `Pure Digital` - 32비트 신호 처리, 피드 포워드(Feed-forward) 설계로 낮은 THD와 정확한 재생 가능

ATH-DSR9BT의 Dnote system

사진 출처 = Trigence Semiconductor

ATH-DSR9BT에 적용된 것으로 추정되는 Dnote 칩셋입니다. 

DU1213은 일종의 컨트롤러 칩셋입니다. 블루투스나 USB로 들어온 디지털 신호를 믹싱, 레벨링 등 신호처리를 하고 I2S 신호로 DN3012 칩셋으로 전달하는 역할입니다.

사진 출처 = Trigence Semiconductor

위 그림은 DN2013 칩셋은 역할이 좀 더 복잡한데, DSP 기능으로 다양한 신호 처리가 가능하고, 신호 분배 작업을 통해 실제 드라이버로 전달되는 신호를 나누어 각각의 레이어에 다른 디지털 신호를 전달해 줍니다.

이렇게 분배되어 전달된 디지털 신호를 각각의 코일로 전달하여 드라이버를 구동하는 것이 Dnote 기술입니다.

결국, 아날로그 신호로 변환하지 않고, 입력된 디지털 신호를 드라이버까지 디지털로 바로 전달하는 것으로 확인했습니다.

깜놀 했습니다! 헐!!!!

한편, ATH-DSR9BT는 APT-X HD도 지원 가능해서 블루투스로 24bit 48kHz로 신호 전달이 가능합니다.

그런데 말입니다.

제조사에서 홍보하는 것처럼 풀 디지털 신호만 사용한 헤드폰은 정말 아날로그보다 월등하게 좋을까요?

측정을 통해 알아보도록 하겠습니다.

Specification

본사 사이트에서 가져온 스펙입니다.

45mm의 다이나믹 드라이버가 적용됐으며, 이 드라이버에는 7n 순도의 무산소 동선이 사용된 4레이어 멀티 보이스코일이 사용됐습니다. 

본 데이터는 샘플 1개의 측정 데이터로 전체 제품 특성을 반영하지 않습니다. 

1. Frequency Response + Target

가장 먼저 보는 그래프는 주파수 특성 그래프에 올리브-웰티 타겟을 적용하였습니다. 올리브-웰티 타겟에 대해 궁금하신 분은 상단의 측정 방법 확인 링크를 클릭해 보세요. 그리고 1/3옥타브 스무딩을 적용하여 실제 청음과 비슷하고 보기에도 편한 그래프입니다.

영디비 코멘트

흠... 300Hz의 저 딥은 뭘까요?? 중 고음에서는 크게 나빠 보이진 않습니다.

소리의 밸런스는 좋은 편이며, 베이스가 강조되어 있습니다. 음선이 굵게 느껴집니다. 300Hz의 딥은 청음 상 강하게 느껴지진 않지만, 전반적인 밸런스에서 불안한 감이 있습니다.

로우 데이터를 보면서 설명을 이어가겠습니다.

2. Frequency Response Raw

주파수 특성 그래프의 Raw 데이터이고, 스무딩을 적용하지 않은 원본 그래프입니다.

300Hz 딥은 4레이어 보이스코일에서 생기는 일종의 간섭으로 보입니다. 그리고 중 고음 대역에서 미세한 떨림이 많이 보입니다. Dnote 칩셋을 통한 디지털 신호를 직접 재생하면서 생기는 현상으로 보입니다.

위상 그래프입니다. 다른 제품에서는 큰 변화가 없기 때문에 굳이 보여드리지 않지만, 이 제품의 위상을 보면, 300Hz에서 많이 틀어져 있고, 고역에서도 변화가 많은 것을 볼 수 있습니다.

3. THD

Dnote의 장점으로 노이즈가 낮다고 했지만, 낮아 보이진 않네요. 

4. Impedance

블루투스 헤드폰은 드라이버를 직접 연결할 수 없기 때문에 임피던스 측정이 불가능

5. Group Delay

블루투스 제품의 측정엔 꼭 들어가게 될 Group delay 항목입니다. 신호가 발생이 되고 측정 장비로 돌아오기까지 주파수 대역별로 얼마나 딜레이(지연)이 발생하는지를 확인하는 항목으로 유선 제품의 경우 거의 0ms에 나타납니다. 그래서 유선제품의 경우 측정데이터를 보여드리지 않지만, 블루투스의 경우 중요한 안테나 설계가 얼마나 잘 되었는지와 좋은 블루투스 칩을 사용했는지를 확인해 보기 위해 매우 중요합니다. 현재 대부분의 블루투스 제품은 100~150ms 정도의 딜레이를 보입니다.

지연은 150ms 수준으로 일반적인 블루투스 헤드폰과 비슷한 수준입니다.

Price

인터넷 최저가 720,000원에 구매 가능

Conclusion

• 진짜 디지털 신호만으로 스피커가 구동되고 소리가 나는 사실을 확인했음
• 그렇다고, 제품 가격 대비 음질 적으로 DAC가 적용된 제품보다 좋다고는 하기 힘듦
• 또한, 블루투스 헤드폰으로 아웃도어 타겟이지만, 무게로 인한 피로도가 큼

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