위 그림은 영국 린 레코드사가 온라인으로 판매하는 음원 및 CD. 24 bit ,192Khz 음원을 판매 한다. 이런 음원들은 좋은 파일 플레이어로 감상할 때 그 진가를 알수 있다.

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CD 플레이어는 기계적으로 회전 시켜서 복잡한 장치를 통해 데이터를 읽는다.
이 과정에서 레이져 빔을 정확히 트랙에 위치시키는 제어 시스템, 일정한 속도로 회전
시켜주는 구동 서보 시스템 등을 필요로 한다. 반면 파일 플레이어는 하드디스크 또는
반도체에 쓰여진 데이터를 주소( address )를 통해 읽는다.


2. CD 는 소니/필립스사 규격화한 red –book 규격에 따라 일련의 PCM 데이터를 읽는
과정이다. 현재의 컴퓨터에서 파일을 읽을 때 처리하는 주소( address ) 개념이 없고 대신
98 프레임 간격으로 레이져 빔을 위치 시킬 수 있어 1/75 초 의 오차가 발생할 수 있다.

3. 파일 플레이어는 CD 에 쓰여진 음악 데이터를 이른바 CD 리핑이라고 하는
Digital audio extraction 과정을 거쳐 최소의 에러 또는 에러 없이 wav 파일 등 컴퓨터에서 인식 할 수 있는 오디오 파일로 변환이 가능하다.

추출 프로그램에 따라 리핑 과정에서 오디오 데이터를 몇번 반복하여 읽고 그 결과를 비교하여 에러가 없이 파일화 시킬 수 있다.
또한 에러가 있을 경우 어느 구간에 어떤 형태의 에러가 발생하였는지를 알려 줌으로서 이에 대해 대처 할 수 있게 한다.

CD 롬 드라이브를 통한 리핑 과정에서 리핑 소프트웨어는 실제 CD 에 쓰여진 오디오 데이터를 98 프레임 ( 2352 byte ) 단위로 계속 읽고 하드 디스크에 쓰기를 반복하면서 데이터를 추출한 다음 이를 모아 하나의 파일로 만든다. 읽기 에러가 발생한 경우 다시 읽기를 시도 하여 정확한 데이터를 얻으려는 노력을 한다.

반면 CD 플레이어는 리얼 타임으로 1 배속으로만 재생하기 때문에 보정하지 못한 에러는 무음 처리 또는 보간( interpolation )처리를 한다. 수 ms 단위의 짧은 구간이므로 귀에서 잘 알아차리기 힘들지만 계속 듣고 있으면 음질 차이를 느끼게 된다. 비교적 긴 구간에서 에러가 발생하면 무음의 지속 또는 ‘삐익’ 하는 불쾌한 잡음이 나오기도 한다.

4. CD 는 16 비트 44.1 Khz에 반하여 파일 플레이어는 24 비트 192 Khz의 음악 파일까지 재생이 가능하다.
특히 이제는 이런 하이비트 음악 파일의 경우 녹음한 음악 파일을 인터넷을 통하여 그대로 전달 받을 수 있어 더욱 더 에러 없는 음악 파일의 재생이 가능하다.

5. FLAC및 APPLE lossless와 같은 비손실 압축 포맷 뿐 아니라 MP3, WMA등 넓은 파일 포맷을 지원하고 메타 데이터를 통한 다양한 음악 정보를 갖고 있어 쟝르별, 가수별 등으로 데이터 베이스 구축 관리 및 검색이 용이하다.

또한 원하는 곡만을 순서 지정하여 시간에 구애 받지 않고 재생이 가능하다.

6. 최근 일반적인 2테라 하드 디스크 하나에는 비손실 압축 포맷인 FLAC으로 저장 할 경우
약 7000 장 분의 시디를 담을 수 있고 이는 데이터 베이스를 통해 검색 및 즉시 재생이 가능하다.

7. WIFI 등을 통해 아이패드나 스마트폰으로 곡 검색 및 간단한 제어 명령이 가능하여 사용이 편리하다.

8. 이외에 홈 시어터 소스 기능 까지 함께 할 수 있다. 즉 대부분의 영상 파일을 서라운드 오디오와 힘께 재생 해 준다.

블루 레이 디스크를 리핑 한 파일까지..

디지털 기기는 모든 동작이 클럭에 따라 이루어 진다. 따라서 클럭의 정밀도가 매우 중요한데 이 클럭의 발생은 수정 진동자를 사용하여 발진 시켜 만든다.

수정발진기의 특징
①주파수 안정도가 높다
②수정 진동자의 Q가 높다
③기계적, 물리적으로 안정하다
④유도성 주파수 범위가 대단히 좁다

수정 결정의 압전현상(壓電現象)을 이용한 수정진동자를 발진주파수의 제어소자로 사용하여 안정도가 높은 발진주파수를 얻는 발진기(진동전류를 발생시키는 것).]


수정의 결정체에서 적절하게 끊어낸 수정편의 양면에 전극을 설치하고 전극간에 교류를 통할 때 그 주파수가 수정편의 기계적 고유진동과 일치하면 공진(共振)을 일으킨다.


이 때 전극간의 전기임피던스는 일종의 전기적인 직렬공진회로와 같은 특성을 나타내고, 그 공진주파수는 수정편의 종류 •모양 •크기 등으로 결정되는 기계적 고유진동주파수로 결정되며, 그 값은 매우 커서 수만~수십 만에 이른다.


이와 같은 수정의 진동판을 수정진동자라 하며, 수정판을 끊어내는 방법에 따라 진동자태(振動姿態)가 다른 여러 종류를 얻는다.

이와 같은 수정진동자를 전기적 공진회로로 사용한 발진기는 그 발진주파수가 수정진동자의 고유주파수에 따라 결정되기 때문에 매우 안정한 주파수를 가지게 된다.

그런데 주위의 온도가 변하면 발진 주파수도 미세하게 변화 된다. 이를 막기 위해 나온 것이 온도 보상형 수정발진기로서
TCXO ( temperature controlled crystal oscillator )라고 부른다.

더욱 정밀하게 만들기 위해서는 일정 온도를 유지시키는 항온조 오븐에 넣어서 동작 시키는데 이것을 OCXO)( Oven controlled crystal oscillator) 라고 부른다.

당연 열을 발생시키기 위한 전력이 소모되고 열이 밖으로 방출되지 못하도록 겹겹히 인슐레이팅을 하므로 크기가 커지게 되고 가격 또한 비싸게 된다.

주로 무선통신 기지국이나 GPS 위성 등에 사용한다. 이 수정발지기의 주파수 안정도는 PPM으로 표기 하는데 일반 수정진동자가 30 ppm 정도. TCXO가 1~ 3 PPM 정도 이고 OCXO는 0.05 PPM 이하이다.


그런데 TCXO,OCXO는 모두 직접 전원을 연결해 주어야 하는데 ( 보통 3.3.V) 이 전원이 리플을 최대로 억제한 리니어 파워로 하여 독립적으로 공급하는 전원이 같이 사용하여야 원하는 주파수 안정도가 얻어진다

. 즉 좋은 전원 공급이 주파수 안정도에 있어 필수적이다.

디지털 오디오에 있어서 소스 기기의 클럭의 정밀도가 무었보다 중요하다.

그 이유는 아무리 좋은 DA 컨버터라도 클럭 만큼은 자체에서 생성하여 사용하는 것이 아니라 소스 기기( cd 트랜스포트나 파일 플레이어 ) 에서 들어오는 신호에 PLL 이란 회로로 동기 시켜 사용하기 때문이다.

사진은 오포 93의 내부 . 전원부 대부분이 스위칭 파워로 구성되어 있다.

Switching Mode Power Supply의 약자로서 현재와 같이 소형화, 경량화, 대용량이 요구되는 민수용 및 산업용 기기에서 기존의 일반적인 전원 방식은 용량에 한계가 있고 또한 부피나 무게가 상당히 커지게 되므로 사용상 제약이 따르게 되자 이를 대체 하기 위하여 나왔다.

SMPS 전원 방식은 AC Line 주파수(50㎐~60㎐)를 일단 DC로 변환 한 다음 이를 높은 주파수의 AC로 변경 (수백 ㎑~ 수 mhz )하여 사용하며 이를 다시 DC로 다시 변환하는데 높은 대역의 주AC 파수를 정류하는 것은 아주 간단한 장치만으로도 가능하므로 크기를 크게 줄일 수 있다.

주로 Pulse width modulation 방식을 많이 사용하는데 AC / DC convertor. DC / DC convertor. 노트북용 전원장치. 휴대폰용 충전기에 많이 사용된다.

특히 DVD 플레이어나 블루 레이 플레이어 등 비디오 프로세싱이 필요한 기기도 전부 또는 상당 부분을 이 수위칭 파워 서플라이 형식으로 구성한다.

이는 PC와 같이 비디오 프로세싱에 필요한 코어칩이 거의 CPU와 비슷한 역할을 하면서 1 ~ 3.3 V 근처의 저전압에 대전류를 요구 하기 때문이다.

이를 리니어 파워로 공급하기 위하여는 그 크기와 중량이 대폭 커져 경제성이 없다.

사용하고 있는 기기가 스위칭 파워 서플라이를 사용하였는지는 구별이 쉽다. 기기 전원 형식에 100 ~ 220V 프리 볼트라고 명기 되어 있는 것은 스위칭 파워 서플라이라고 보면 된다.

이 같이 주 전원부에 있는 것과 함께 회로의 여러 곳에서도 DC-DC 컨버터라고 하는 소형 스위칭 파워 서플라이가 사용되고 있다. 이는 직류 전압을 받아 원하는 다른 직류 전압으로 바꾸어 주는 것이다.

예를 들어 Tvix6600의 경우는 메인 스위칭 파워에서 12V 직류를 만들어 이를 다시 메인 기판에서 5V, 3.3 V 및 1.2V 로 만드는데 이 회로에서도 역시 상당한 고주파 잡음을 낸다.

이 같은 고주파 잡음은 주파수가 높기 때문에 마치 방송용 송신기와 같은 역활을 하여 기기 내부에 뿌려주면 주변의 회로는 안테나 역할을 하여 이 고주파 잡음을 흡수 함으로서 원신호를 오염시키게 된다. DC-DC 컨버터가 있는지는 기판에 조그만 코일이 붙어 있는 지를 보면 쉽게 알 수 있다.

이 스위칭 파워 서플라이의 대표적인 것은 PC의 전원 모듈이다.

PC에 사용하는데는 문제가 없지만 비디오 기기, 특히 오디오 기기에 사용하면 동작시에 내는 고주파 잡음 때문에 음질과 화질에 심각한 폐해를 끼친다.

오디오에서는 주로 고역이 까칠해지고 스테레오 이미징이 넓게 퍼지지 못하고 뭉쳐 있는 듯하게 들리게 된다. 고주파 잡음으로 인한 마스킹 효과로 음의 미세한 뉴앙스 성분이 가리기 때문에 음이 단순하게 들리기도 한다.

비디오에 있어서는 엣지 부분이 깔끔하지 못하고 모스키토 노이즈라고 하는 무작위하게 나오는 잡티 성격의 노이즈가 보이고 또 색의 순도도 떨어뜨린다.

이 같은 폐해가 있으면서도 리니어 파워를 사용하지 않는 이유는 파워 서플라이 부분의 크기가 커지고 부품의 가격이 올라가 경제성을 맞추기 어려워서이다.

반대로 리니어 파워 서플라이는 크기가 커지고 비용이 올라간다. 또한 에너지 사용 효율이 상당히 좋지 않다. 상당히 발열도 심하여 이에 대한 대책도 필요하다.

리니어 파워 서플라이를 구성 할 때는 단순한 78** 계열의 리니어 파워 IC 보다는 비싸지만 리플을 최대한 억제한 리니어 파워 IC를 사용하는 것이 바람직하다.

가장 이상적인 것은 파워 FET 등 개별 소자를 사용하여 리니어 파워 회로를 구성하는 것이다. 이렇게 하면 넓은 주파수에서 평탄하게 리플억제율이 좋으면서도 매우 낮은 임피던스로 구성할 수 있다

디지털 오디오 시스템에 있어 클럭은 가장 기본적이고 중요한 요소이다. 모든 오디오 프로세싱이 이 클럭에 따라 움직인다. 비유하자면 오케스트라의 지휘자와 같은 존재라고도 할 수 있다.

그런데 이 클럭이 지터에 의해 영향을 받으면 이 클럭에 따라 움직이는 프로세싱이 모두 영향을 받게 된다. 즉 지터 (jitter)은 디지털 시스템에 있어 가장 골치 아픈 존재 중의 하나이다.

시간축상의 떨림 현상이라고 표현할 수 있는데 지터가 있다고 해서 바로 알아차릴 수 있는 것은 아니다.

워낙 미세하게 그러나 지속적으로 영향을 미치게 된다. 일반적으로 지터는 피할 수 없는 것인데 이 지터의 양을 가능한 최대로 줄이는 것이 관건이다.

지터의 영향은 주로 청감상으로 고역이 깔그럽고 유연하지 못하던지 스테레오 이미지가 좁게 잡히는 것과 같은 음장 형성에 악영향을 끼치는 것으로 나타난다.

지터는 최초에 아날로그 신호를 디지털 화 하는 과정 중에 하나인 샘플링 단계에서부터 나타 날 수 있다.

그림-1 이 샘플링 과정에서 지터가 나타날 때 그 결과를 나타내는 그림이다.

아날로그 신호를 디지털 PCM 신호로 샘플링 하는 과정에서 일정한 시간 간격으로 그 크기를 재어야 하는데 어떤 이유로 시간 간격이 정확치 않는다면 ( 즉 지터가 생겨서 ) 일직선으로 이어져야 할 크기가 그림 (b)와 같이 변형 되어 버린다.

그림-1 샘플링 과정에 있어서 지터의 영향

이 같은 샘플링 과정 이외에 전송 중에 또 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸는 DA 변환 중에 있어서도 지터는 영향을 미친다.

그림-2는 데이터 전송 중에 외부 영향에 의해 지터가 생겼을 때를 표시한 것이다.

품질이 좋지 않은 디지털 전송 케이블을 사용하거나 일정 길이 이상 ( 일반 가정용인 경우 5 M 이상 )의 케이블을 사용했을 경우 외부의 영향으로 지터가 발생할 수 있다.

그림 (c)가 지터를 나타낸 것이다.

그림-2 데이터 전송 중의 지터에 의한 영향

또 DA 컨버터 내는 클럭을 일반적으로 SPDIF의 동축이나 광입력으로 받는 경우가 많은데 이 경우는 별도의 클럭 라인이 있는 것이 아니고 오디오 데이터와 함께 받게 된다.

DA 컨버터는 이 클럭을 자체에서 생성 시켜 사용하는 것이 아니고 cd 트랜스포트나 파일 플레이어에 내장되어 있는 클럭 발생기로부터 나오는 클럭에 PLL 회로를 통하여 동기시켜 클럭회로를 만들어 낸다.

따라서 지터 저감을 위해서는 이 소스기기에서의 클럭 발생회로가 고품질이 사용 되는 것이 무엇 보다 중요하다. 소스 기기에서 고품질의 클럭을 발생하기 위하여는 다음의 것이 필요하다.

- 일반적인 수정 발진자는 보통 30ppm 급의 정밀도를 사용하는데 이것을 1 ppm 급의 TCXO ( 온도 보상형 수정 발진자 )를 사용한다.

- 극히 적은 리플을 갖는 리니어 파워로부터 독립적으로 TCXO에 전원을 공급한다.

- 수정 발진자가 필요한 IC( 예를 들어 CPU )등에 가급적 근접하여 배치한다.

한편 DA 컨버터에서 입력되는 디지털 신호는 디지털 입력 인터페이스 IC에 입력되어 PLL 회로를 통하여 지터를 저감 시키고 있는데 이를 잘 처리 하기 위해서는 상당한 설계상의 주의가 필요하다.

구체적으로 이 인터페이스 IC는 잘 정류되고 리플이 억제 된 리니어 파워 전원 회로로부터 공급 받아야 하고 아날로그 및 디지털 전용 전원을 각각 사용해야 한다.

또 접지와 디커플링 콘덴서도 충분한 용량으로 또 IC 핀에 근접해서 설치 하여야 한다. 최근의 디지털 인터페이스 칩은 PLL 회로를 칩 자체 내에 내장하고 있지만 과거의 경우 외부에 별도로 수정 발진자를 부착하여 사용해야 했다.

이 경우도 역시 고 품질의 TCXO를 사용하여야 하고 잘 정류된 리니어 파워로부터 전원을 공급 받아야 한다. 가급적 독립적인 리니어 파워 회로를 만들어 이 TCXO에 공급하는 것이 바람직하다.

그림-3 은 지터로 인해 클럭 신호가 있을 때의 오디오 신호가 얼마나 영향을 받는지 나타내는

데 DA 컨버터가 24 비트 처리가 가능하고 오디오 신호가 24 비트여도 지터가 섞이면

그 성능이 16 비트 이하로 떨어짐을 보여 준다. 특히 고역쪽이 영향을 크게 받게 된다.

물론 디지털 케이블도 일정 수준의 것을 사용하여야 겠지만 가장 중요한 것은 소스 기기에서

지터가 적은 깨끗한 클럭을 발생 시키는 것이 무엇 보다 중요하다.

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