많은 수의 DAC에서 16bit 44.1Khz를 24bit 192Khz로 업샘플링을 한다는 소리를 많이 들을껍니다.. 그래서 16비트 음악을 24비트로 바꾸기 때문에 더 좋은 음원이 되지 않느냐라는 질문을 많이 듣습니다..



결론부터 이야기 하면 반은 맞고 반은 틀린 이야기입니다.. 즉 업샘플링은 맞지만 음질이 좋아지지지는 않습니다...



DAC는 말 그대로 디지털신호를 아나로그신호로 바꾸어지는 기기입니다.

즉 처음에 아날로그신호를 디지털신호로 바꾸어서 저장하는 방식을 반대로 하는 것이지요.. 하지만 여기에서 조금은 기술적인 문제가 생깁니다. 그래서 업샘플링을 하는 것이지요... 무슨 문제일까요..








위 그림은 순수 디지털신호를 아날로그신호로 변환을 시키면 빨간색처럼 깍두기 모양의 파형이 나옵니다. 이렇게 나오는 이유는 디지털신호는 아날로그신호를 100% 저장하는 것이 아니기 때문입니다.. 즉 샘플링을 한것이지요. 그래서 연속된 신호가 아니라 아주 디테일한 수치는 어느정도 생략이 된 구간별 대표값으로 저장이 되기 때문이지요..



그런 이 깍두기 모양의 신호를 회색모양의 미끈한 아날로그신호로 한번 더 변환을 시켜야 오디오에서 재생을 할 수 있겠지요.. 오디오는 아날로그신호 기반이니까요..



이 과정에서 관여를 하는 것이 LPF(Low Path Filter)입니다. LPF는 평활작용이 있습니다. 튀어나온것은 집어넣고 쑥 들어간 것은 튀어나오게 해서 평균값으로 이루어진 미끈한 아날로그 곡선으로 만드는 재주가 있지요..



그런데 LPF 의 이름 그대로 일정주파수 이하의 신호만 통과를 시키는 데 문제가 있습니다.








그림처럼 LPF는 컷오프주파수가 있어서 이 주파수 이전의 신호만 통과를 시키고 이 이상은 감쇄가 되버리지요..



그럼 여기서 컷오프주파수와 그림1의 평활능력과는 서로 반대의 특성을 가집니다. 즉 아주 커다란 깍두기도 완전 미끈하게 만들수 있게 평활능력을 올리면 컷오프주파수가 내려가고 반대로 컷오프 주파수를 올리면 평활능력이 떨어져서 아주 커다란 깍두기는 완전 미끈해지지 않고 깍두기 모양이 남게 됩니다....



즉 CD는 20Khz까지 표현을 해야 합니다.. 그런데 20Khz까지 컷오프 주파수를 올리면 (-3dB 영향이 있으므로 20KHz보다 더 올려야 합니다.) 16비트 크기의 깍두기가 남게 됩니다... 반대로 16비트 크기의 깍두기를 미끈하게 만들 수 있게 평활능력을 올리면 CD의 20KHz의 신호가 다 통과를 못할 수도 있습니다..



그래서 업샘플링을 합니다..



LPF에 깍두기 신호를 집어넣기 전에 먼저 조작을 합니다.. 깍두기를 서너배로 잘게 인위적으로 쪼개는 것이지요.. 그럼 깍두기 크기가 작아지니까. 조금 작은 평활능력으로도 미끈한 아날로그 곡선을 만들수 있습니다.... 그럼 CD에 들어있는 20Khz의 신호는 모두 통과가 되는 것이고요....





















마지막으로 사족을 달자면 오리지널 아날로그 신호는 위처럼 쪼개는 것에서 손실은 발생을 합니다.. 디지털 샘플링이라는 것은 아날로그신호를 100% 저장하는 것이 아니거든요. 이것은 24비트 PCM도 SACD도 마찬가지입니다. 쪼갤 때 조금 더 자세하게 생략된 신호를 만든다는 것 뿐입니다.. 이 문제는 앞으로도 더 많은 발전이 있어야 합니다만.. 현재의 기술은 여기까지 입니다...