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[오디오와 지터] - 4
번호 : 파일 : 날짜 : 2009. 11. 25 (13:37) 이름 : 관리자 추천 : 0 조회 : 4832
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오디오 품질과 클락지터




 

오디오 품질과 클락지터

 

 

요즈음의 디지털오디오에서는 아날로그 시대에는 존재하지 않았던 문제가 표면화되고 있다. 그 문제의 원인은 클락지터다. 먼저 클락지터에 대해 설명하고 그 다음에 각종 실험결과를 기본으로 클락지터가 오디오에 주는 영향을 구체적으로 보여주며, 지터 대책의 방법에 대해서도 설명한다.

 

아카보리 하지메 - 일본 텍사스인스트루먼트

 

 

지터-가 일으키는 문제

 시계나 타이머와 같이 시간 정밀도가 요구되는 것 등은 예외지만, 통상의 디지털 회로이면, 클락의 질이 거론되는 것은 거의 없고, 실제, 동작에도 영향을 주지 않는다. 그럼, 왜 디지털 오디오 시스템에서는 시간 정보를 주는 클락이 중요인 것일까.

 일반적인 디지털 회로의 세계에서 지터-가 문제가 되는 것은 거기에 따라 타이밍 마진을 취할 수 있지 않게 되어 데이터 에러가 발생하는 케이스이다. 즉, 지터-가 존재하고 있어도, 타이밍 마진마저 충분히 잡히고 있으면 전혀 문제는 없는*1).

 그에 대해, 디지털 오디오 시스템에 있어서의 지터-의 문제는 데이터 에러가 일어난다고 하는 것과 다르다. 디지털 오디오 시스템에서는 취급하는 클럭 주파수가 낮기 때문에, 타이밍 마진은 충분히 있다. 따라서, 다소의 지터-에서는 데이터 에러는 발생하지 않는다.

 그럼, 어떠한 문제가 발생하는가 하면, 디지털 오디오 시스템의 전제인 표본화 이론이 완전하게는 성립하지 않게 된다. 즉, 샘플링 클락의 지터-에 의해, 샘플링 간격이 시시각각과 변동해 버리는 것이 문제인 것이다. 이것은, 데이터 자체의 전송이나 보존 후로는 문제는 되지 않는다. 왜냐하면, 데이터 에러가 발생하는 것은 아니기 때문에이다. 문제가 표면화하는 것은, A-D변환이나 D-A변환에 대해다. A-D/D-A변환시의 지터-는, 샘플링 간격을 변동시킨다. 바꾸어 말하면, 표본화 이론에 따른 변환이 방해되는 것으로, 오디오 신호에 대해서 시간축방향의 변조가 더해진다. 즉, 지터-는 본래의 오디오 신호에 대해서 왜곡(폐해)를 주는 것이다. 그 결과, 전고조파왜율(THD +N)나 다이나믹 레인지, S/N비(신호대  잡음비)등의 이른바 오디오 성능이 열화 한다.

 지터-가 미소한 경우에는, 오디오 성능의 열화는 숫자로서는 나타나지 않는다. 그러나, 들어을 때 음질의 변화로서 영향이 나타나는 경우도 있다. 필자는, 지금까지의 디지털 오디오전용 디바이스의 개발에 대해, 각종의 DIR를 이용해 시청을 실시해 왔다. 음질 평가용의 모니터 시스템에 대해, 이 DIR 디바이스를 바꾸는 것만으로, 음질이 매우 크게 변화한다고 하는 경험을 하고 있다. 그 음질의 변화는, 단지 「저음이 나오지 않는다」, 「고음이 성장한다」라고 한 레벨의 것은 아니다. 좋은 것은 음장이나 음상의 재현성이 뛰어남은 물론, 나쁜 것은 단조롭고 평면적으로 소리가 재생되어 버리는 레벨이 된다. 음질이 어떻게 바뀌는지를 말로 설명하는 것은 매우 곤란하지만, 가능한 한 구체적으로 설명을 하면 아래와 같이 된다.

●가수의 입의 크기가 차이가 난다

●눈앞에서 연주하고 있는 것 같은 실재감의 재현이 차이가 난다

●그 자리에 마침 있는 사람의 수가 바뀐다고 하는 기색의 변화가 생긴다

●연주가 단조롭게 된다(어떤 곡을 들어도 즐거운 분위기가 되어 버린다)

 즉, 음악의 재생에 대해서는, 그 해석이 달라 버릴 정도로 음질이 변화하는 것이다.

 또, 디지털 오디오전용 디바이스의 개발에 대해서는, PLL 회로를 튜닝 하는 과정에서도 시청을 실시한다. 그 때, PLL의 루프 필터의 정수를 바꾸면(자), 이른바 지터-의 양에는 거의 변화가 없는 경우조차도, 분명하게 음질이 변화하는*2).

 이와 같이, 지터-는 음질도 크게 바꾸어 버리는 것이다.

 

각주:

※1…고속 시리얼 전송을 시작해 지터-의 영향을 받기 쉬운 디지털 회로도 많아지고 있다. 예를 들면, SATA(serial advanced technology attachment)나 HDMI(high definition multimedia interface)라고 하는 고속 시리얼 전송 분야에서는, 지터-에 의한 데이터 에러가 특히 문제가 된다. 그 때문에, 현재는 많은 디지털 기술자도 지터-의 문제에 직면하고 있다.  

※2…루프 필터의 정수를 바꾸는 것은, 계의 전달 함수를 바꾸는 것에 상당한다. 이것에 수반해 지터-의 전달 특성이 변화하기 때문에, 음질이 변화하는 것은 특히 이상한 것은 아니다고 생각된다.

 

 

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