DAC의 디지털필터
ROON 디지털 필터 적용
파일플레이가 주류인만큼 DAC가 기본적으로 어떤 역할을 하는지 아시리라 생각됩니다. 하지만 많은 사용자분들이 DAC라는 명칭 때문인지 DAC에 들어가는 DAC Chip에 더 큰 관심을 갖고 있습니다. 하지만, DAC 개발자들이 주장하는 바는 이와 다릅니다. 그들은 공통적으로 DAC 칩만큼이나 컨버터 전에 들어가는 디지털 기술이 중요하다고 합니다.
그래서 오늘은 0,1로 이뤄진 무결할 거 같은 디지털 신호에서는 어떤 일이 일어나길래 개발자들은 디지털 기술에 목메이는지 알아보고자 합니다.
▲ 원래의 Impulse 파형과 DAC에서 구현된 파형
해외 자료를 보다보면 위 그래프와 비슷한 측정자료를 한번쯤 보셨을 겁니다. 상단의 그래프파형은 순간 Impulse 파형으로 수직 형태의 파형이지만, 전달 매체의 특성상 완벽한 Impulse을 구현하는 것은 불가능하기 때문에 결국 아래 그래프와 같은 형태로 출력됩니다.
Impulse 파형이 완벽하게 구현된다면 최고의 디지털기술이겠지만 이건 사실상 불가능합니다. 그래서 DAC의 개발자들은 이러한 문제를 극복하기 위해 자사들만의 독특한 디지털 프로세서를 개발하기 시작했습니다.
다양한 형태의 디지털 파형
▲ Schiit Audio Yggdrasil D/A processor
▲Bryston BDA-3 D/A processor
위 자료는 해외 Stereopile에서 DAC를 측정한 Impulse Response로 두 회사가 완전히 다른 방식으로 구현하고 있음을 확인할 수 있습니다. Schiit Audio Yggdrasil는 전체적인 딜레이는 짧지만, Pre-Ring(전떨림)과 Post-Ring(후떨림)이 나타나 있고 Bryston BDA-3은 딜레이는 길지만 Pre-Ring(전떨림)은 없고 Post-Ring(후떨림)이 많습니다.
왜 이런 차이가 발생할까요?
- Schiit Audio Yggdrasil : Linear Phase Upsampling Filters
- Bryston BDA-3 : Minimum Phase Upsampling Filters
여기에는 두 회사의 Impulse Response를 처리하는 것에 대한 생각 차이가 있습니다. Schiit Audio는 Ringing을 최대한 빨리 제거하는게 좋다고 생각하여 Linear Phase Upsampling Filters으로 제어했다면, Bryston에서는 Pre-Ringing이 청감상 안좋은 영향을 미치기에 Pre-Ringing을 억제하는 Minimum Phase Upsampling Filters 방식을 적용하였습니다.
단순하게 생각하면 Schiit Audio처럼 Impulse Response를 최대한 억제하는게 좋아보이지만, 청감상 느껴지는 것은 다릅니다. 많은 음향학자들이 연구한 결과 인간의 귀는 Pre-Ringing을 쉽게 감지하며, 자연현상에서 나타나지 않는 Pre-Ringing 현상은 이러한 소리에 적응하지 못한 일부에게는 거부감까지 불러일으킨다고 합니다. 하지만 큰 파장 후 일어난 이후에 나타나는 Post-Ring은 감지하지 못하며 자연스러운 하울링정도로 인지한다고 합니다.
▲ Bryston BDA-3는 기존 Linear Phase Filters에서
Minimum Phase Filters로 바꾸고나서
음질 및 음색 평가에서 더 좋은 평가를 받고 있습니다.
디지털필터와 관련하여 해외에서 흥미로운 테스트도 진행했습니다.
Linear Phase Filters와 Minimum Phase Filters 중
어떤 필터를 사람들이 선호하는가?
Mandolin - 어쿠스틱 악기(질감)
- 55% Minimum Phase Upsampling Filters
- 35% Linear Phase Upsampling Filters
Grandpiano - 피아노(해상력)
- 55% Linear Phase Upsampling Filters
- 30% Minimum Phase Upsampling Filters
Sam mcclain ‘give it up to love’ - 남성보컬(음악성 & 질감)
- 48% Minimum Phase Upsampling Filters
- 37% Linear Phase Upsampling Filters
참고 자료)
https://archimago.blogspot.kr/2015/07/the-linear-vs-minimum-phase-upsampling.html
선호도에서 확인할 수 있다시피 피아노와 같은 밝고 해상도가 필요한 사운드에는 Linear Phase Upsampling Filters가 잘 어울리고 악기나 보컬 등의 질감위주의 연주에서는 Minimum Phase Upsampling Filters가 잘 어울립니다.
▲ ROON에서 사용가능한 DSP Engine
Sample Rate Conversion Filter
ROON의 Conversion Filter
이러한 디지털필터 기능을 DAC의 내장된 프로세서가 아닌 그 전단계에서 처리가능하도록 서비스를 제공하는 소프트웨어도 있습니다. 최근 큰 각광을 받는 네트워크 솔루션인 ROON이 대표적으로 DSP Engine 내에 Sample Rate Conversion Filter 기능을 두어 사용자가 직접 디지털 필터를 변경할 수 있습니다.
ROON에서 적용하는 필터는 DAC에 따라 효과가 나타나는 폭은 다르지만 대체로 충분히 인지될 정도로 효과적입니다. 음색이나 취향에 맞춰 필터를 적용하시면 본인에게 맞는 사운드를 충분히 살릴 수 있습니다.
ROON DSP에서 지원하는 필터종류
- Precise, Linear Phase
- Precise, Minimum Phase
- Smooth, Linear Phase
- Smooth, Minimum Phase
▲ Precise, Linear Phase 적용 예시
▲ Smooth, Linear Phase 적용 예시
▲ Precise, Minimum Phase 적용 예시
