오디오 관련 기술 설명

디지털 오디오 - DSD포맷 비판 요약 - David Rich

raker 2023. 5. 15. 07:41

2005/09/17

소니와 필립스는 비트 스트림 인코딩을 선택했습니다.
David Rich는 이것을 비효과적인 하이 샘플레이트와 해상력이 낮은 비트스트림을 이용한 것이라고 폄하하고 있습니다.
그리고 SACD에서 사용하는 DSD (Direct Stream Digital) 인코딩이란 단지 raw bitstream output by a seventh-order delta-sigma A/D converter에 불과하지 않다고 설명합니다.

그는 열등한 델타 시그마 비트스트림을 사용한 다는 것에 대해서 반감을 많이 가지고 있습니다.

(1) DSD는 오디오밴드에서 24비트 성능을 얻을 수 없다. (7차 모듈레이터의 최고성능은 20비트 정도?)
DSD는 1비트 인코딩과 64배 오버샘플링으로 채널당 2.8224 MHz의 데이터레이트를 가질 수 있다. 이것은 언뜻 보아 24/96 PCM가 가지는 2.3Mb/s의 데이터레이트와 비슷하게 보인다. 하지만 DSD는 비효과적인 델타시그마 비트스트림을 사용하기 때문에 24비트 성능은 얻을 수 없다.


DSD encoding, spectral analysis, DC-200kHz, 1kHz tone at 0 dBFS (log. frequency scale, FFT bin width 10Hz). After Sony.
위 그림에서 보면 DSD코딩 시스템은 20비트를 살짝 넘는 수준의 성능임을 알 수 있습니다.
(0-20kHz 구간에서 최대 21비트의 성능이 나온다고 합니다.)

(2) DSD의 lossless coding은 MLP(PCM based DVD-A에서 사용하는 압축코딩)에 비해서 비효과적이다.

(3) DSD는 아날로그 로우패스 필터를 사용해야 한다.
아시다시피 아날로그 로우패스 필터를 사용하게 되면 phase shift가 일어나게 되죠.

DSD에 로우패스 필터가 필요한 이유는 고차 델타 시그마를 사용하게 되면 20kHz 이상의 대역에서 노이즈가 매우 급격하게 일어나기 때문입니다. 일단 SACD 마스터링시에 100kHz 이상을 커트시키고 있고, SACD플레이어에서도 트위터를 망가뜨릴 위험이 있다고 여겨서 50kHz 이상을 커트시키기도 합니다.

(4) 소니는 DSD를 사용하면 재생장치를 저렴하게 구성할 수 있다고 주장하지만 실은 그러지 못하다는 점
i) 이론상 7차 모듈레이터의 최고 성능(20비트 수준)에 도달하려면 클럭 시그널 레퍼런스 볼티지가 방해하지 않게 하려면 백만분의 일 수준으로 감쇠시켜주어야 한다고 합니다. 그리고 20kHz 이상의 고주파 영역의 노이즈가 가청주파수에 영향을 주지 않게 하려면 op-amp의 성능이 특별하지 않으면 안 된다고 합니다. 
ii) 암호화된 DSD를 플레이어 내부에서 다루려면 디지털 처리 칩과 아날로그 처리 칩이 필요하다. 단순화시킴으로써 가격저하를 일으키지 못한다고 주장하고 있습니다.

여기서 잠시 DSD옹호론자의 주장을 설명하자면 DSD는 PCM을 처리하는데 필요한 decimator, interpolator, DAC noise-shaper가 필요하지 않다고 하고 있습니다.

(5) DSD는 리코딩 업계에서 호환성이 떨어진다.
멀티트랙, 믹싱, 리버브 등의 편집을 하려면 PCM신호로 변경시켜야 하는데 이 과정에서 변경을 하게 된다.

(현재는 DSD신호를 가지고 직접 조작하는 툴이 스튜디오에 많이 보급되었습니다)

(6) DSD는 사용자가 room correction, 디지털 스피커 (Meridian제품이 있습니다)을 활용하지 못하게 방해한다.

(7) DSD는 미래에 반도체 수준이 높아지더라도 성능이 개선될 여지가 없다.
DVD-A는 현재 (2000년) 반도체 소자의 수준으로는 true 19bit 수준에 만족해야 하지만 (싱글칩으로 구현한 경우는 이보다 낮은 true 18bit 수준입니다.) 언젠가 반도체 소자의 수준이 향상된다면 DVD-A의 최대 수준인 24비트에 근접한 성능이 나올 수도 있을 것이라며 DSD는 그렇지가 못하다는 것입니다.

이런 이유로 David Rich는 DSD가 오디오파일을 음악으로 인도하기 위해 등장했다기보다는 디지털 오디오를 카피하기 힘들게 하기 위해서 등장한 것처럼 보인다고 주장하는 것입니다.