디지털 오디오 - Nobert Lindemann이 알려주는 지터의 발생원과 대책

2010/11/22

린데만 오디오의 창업자이며 설계를 맡고 있는 Nobert Lindemann의 인터뷰가 tinman.co.kr에 게재되어 있습니다.

그 인터뷰를 읽고 있다 보니 디지털 오디오 장치는 지터 리덕션을 시도하지만 어째서 그 효과는 일관성을 가지지 않고 제각각으로 나타났는지에 대해서 살짝 훔쳐볼 수 있게 됩니다. (보통 DAC 설계자는 FIFO버퍼링을 하거나, PLL을 사용하여 유입되는 지터를 줄이려고 합니다. 또한 업샘플링을 사용함으로써 리클러킹을 시도하기도 합니다)

Nober Lindemann 인터뷰 중에 지터와 관련된 부분을 옮겨봅니다.

일반적으로 지터는 노이즈, 전원 트랜스로부터의 험 또는 클럭 하모닉스 같은 다른 주파수들의 합성에 의해 시간축 상에서 나타나는 디지털 신호의 변조다. 마치 FM 신호처럼 생각될 수도 있다. 지터에 대한 수많은 글과 스펙 표기들을 보면 정작 지터 신호의 주파수 영역은 정확히 기재하지 않고 있다. 하지만 오디오 재생 시 지터 신호가 저주파 영역에 분포되면(50-10,000Hz) 이런 지터들은 청각적으로 들리게 된다. 스테레오파일의 존 앳킨슨이 측정한 사례들을 보면 거의 모든 디지털 시스템들이 전원 주파수(50-250Hz)의 배수에서 지터가 나타나는 것을 볼 수 있다. 이 주파수들은 전원 트랜스와 그라운드의 전류에서 기인하는 것으로 전자기장에 의해 "주입"된 지터들이다. 

50ps의 100Hz라는 문구의 특별한 의미는 메모리 버퍼링이 100Hz의 지터를 제거할 수 있다는 의미다. 샘플 레이트 컨버터나 PLL 같은 지터 제거 방법들은 그렇게 낮은 주파수로 동작될 수 없다. 따라서 이는 퍼포먼스 상에서의 특별한 장점이다!

참고로 일부 업체들은 지터 퍼포먼스를 1ps 또는 그 이하라고 대단히 낮은 것처럼 표기하지만 사실 이것은 10kHz 이상에서 100 MHz 사이의 주파수 대역에 존재하는 지터의 진폭만을 측정한 것이다. 이는 절대적으로 오디오와는 거의 무관하다. 왜냐하면 그런 종류의 지터 노이즈는 귀로 들을 수 없기 때문이다. 그런 지터 측정 방법은 핸드폰의 전파를 위한 측정에나 어울리는 방법이다. 

지터는 다양한 주파수 스펙트럼을 갖고 있는데 저역의 지터는 아주 귀에 잘 들려서 음질에 유해함을 그대로 보여주는 악요소이다.

- 린데만은 전원선을 타고 유입되는 노이즈와 전원 트랜스의 진동(rattle), 그라운드 설계가 지터의 원인이 되는 점이라고 설명하고 있습니다. (굵은 글자)
- 그리고 그 영향은 측정값에도 나타나게 된다고 설명합니다. (빨간색으로 표기된 부분)
- 저주파에 해당하는 (전원에 의해 발생되는?) 지터는 PLL이나 업샘플링으로 제거가 안되며, 메모리 버퍼링으로 (FIFO) 줄일 수 있다고 설명합니다. (파란색으로 표기된 부분)

디지털 오디오 플레이어가 유독 파워케이블, 파워컨디셔너, 진동에 의해서 민감하게 영향을 받는 현상은 린데만의 설명과 잘 일치하고 있습니다.

유사한 설계를 가지고 있지만 전원부의 성능이 다른 OPPO BDP-83 블루레이 플레이어(스위칭 파워서플라이)와 Theta Compli Blu(리니어 파워서플라이), Ayre D-5X (Ayre Conditioner, 리니어 파워서플라이)에서 확연하게 발생하는 음질의 차이에 대한 설명도 가능할 것 같군요.

그리고 워드클럭 제네레이터에 파워코드와 진동을 컨트롤하는 액세서리를 사용하면 어김없이 음질에 영향을 주었던 것도 같은 맥락이었을 것 같다는 생각을 해봅니다.

예전에 스테레오파일 리뷰에서 맥북을 이용하여 파일재생하는 시스템에서 맥북을 배터리 전원으로 전환시키고 나서 DAC의 지터가 줄어들어든 것을 보면서 신기하게만 생각했었는데 관련이 있는 것 같고요...

이 글을 보고 나서 트랜스포머를 사용하는 대신에 충전식 배터리를 사용한 (아니면 연료전지) DAC이나 워드클럭 제네레이터를 만들면 지터가 줄어들지 않을까 하는 생각을 해봤습니다. 그리고 그 음질 향상 효과는 프리앰프에 적용한 것보다 더하지 않을까 예상해 봅니다.