해당 자료는 영문 위키피디아와 제조사 공개자료를 참고하였습니다.
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Digital to Analog Converter

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DAC는 Digital to Analog Converter의 약자로, 단어의 뜻 그대로 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시켜주는 장치를 말합니다.
디지털 신호는 아날로그와 달라 별도의 변환과정이 필요합니다. 일반적으로 PC의 정보를 아날로그 신호로 바꾸기 위해 사용되던 것이 CD나 MP3 같은 디지털 음원이 등장하면서 오디오에도 사용하게 되었습니다. 이것의 반대의 개념, 즉 역방향 처리를 수행하는 장치로는 ADC(Analog to Digital Converter)가 있습니다.

DAC는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환해주는 역할을 합니다. 지금은 DAC라고 하면 주로 오디오에서만 사용하는 DAC를 연상하게 되지만, 실제 DAC는 산업 전반에 걸쳐 다양한 분야에 사용되고 있습니다.

여러 가지 DAC 아키텍처가 있습니다 . 특정 애플리케이션에 대한 DAC의 적합성은 해상도 , 최대 샘플링 주파수 및 기타를 포함한 성능 지수에 의해 결정됩니다 . 디지털 - 아날로그 변환은 신호의 품질을 떨어 뜨릴 수 있으므로 애플리케이션 측면에서 무시할만한 오류가있는 DAC를 지정해야합니다.
DAC는 음악 플레이어 에서 일반적으로 디지털 데이터 스트림을 아날로그 오디오 신호로 변환 하는 데 사용됩니다 . 또한 텔레비전 및 휴대폰 에서 디지털 비디오 데이터를 아날로그 또는 컬러 비디오 이미지를 표시하는 스크린 드라이버에 연결하는 아날로그 비디오 신호로 변환하는 데 사용됩니다. 이 두 애플리케이션은 주파수 / 해상도 트레이드 오프의 반대쪽에 DAC를 사용합니다. 오디오 DAC는 저주파수, 고해상도 유형이며 비디오 DAC는 고주파수 저 - 중간 해상도 유형입니다.

복잡성과 정확하게 매칭 된 부품 의 필요성 때문에 가장 전문화 된 DAC를 제외하고는 모두 집적 회로 (IC) 로 구현됩니다 . 이산 DAC는 일반적으로 군용 레이더 시스템 에서 사용되는 초고속 저해상도 전력 굶주린 유형 입니다. 초고속 테스트 장비, 특히 샘플링 오실로스코프 는 개별 DAC를 사용할 수도 있습니다.

소리는 아무리 디지털화된 음원과 시스템을 사용하더라도 최종적으로 귀에서 들을 수 있는 형태는 아날로그 신호이기 때문에 반드시 D/A 변환과정이 필요합니다.
따라서 ‘모든 부분의 디지털화’라는 부분은 다소 어폐가 있는 이야기입니다. 그것은 단지 처리과정에서 디지털 방식을 사용했다는 것일 뿐 최종적으로는 아날로그 신호로 변환하는 과정이 반드시 필요하게 됩니다.

DAC에 있어서 가장 중요한 부분은 디지털 신호를 아날로그로 변환할 때 최대한 손실과 노이즈를 줄이고 원음을 그대로 살리는 것입니다. 따라서 DAC는 기근본적으로 D/A 변환을 하는 것은 동일하지만 저렴한 DAC 부터 고가의 DAC까지 다양한 제품이 출시되고 있습니다.
DAC는 오디오에 있어서 음질을 좌우하는 중요한 위치에 있는 만큼 사양, 즉 스펙만 맹신해서는 안됩니다. 따라서 오디오 제품은 스펙에만 의존하지 말고 반드시 청음의 과정을 거쳐 자신에게 맞는 제품을 고르는 것이 중요합니다.

DAC는 DAC 자체의 사양보다 회로 설계, 전원부 설계, 사용된 부품의 수준 등을 체크하는 것이 중요합니다.
DAC의 기본 구조는 신호가 들어오는 입력단이 있고, 입력단의 신호, 그리고 신호와 함께 들어온 노이즈를 제거하기 위한 차폐 트랜스가 있습니다. 디지털 인터페이스(DDC)는 USB 입력에서 들어온 신호를 DAC가 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환해주는 역할을 합니다.
이 과정을 거치면 디지털 회로단을 만나게 되는데, 이 부분이 DAC의 핵심이라고 할 수 있습니다. 입력된 신호는 오버샘플링 과정과 로우패스 필터를 거쳐 최종적인 DSP를 거친 후 아날로그 출력단으로 신호를 보내게 되며, 이 신호가 실제 듣게 되는 소리가 됩니다.
D/A 변환 과정 중 음질을 좌우하는 핵심적인 부분은 디지털 회로단을 거치면서 신호를 처리하는 부분입니다.
이것의 처리에 따라 신호의 노이즈를 줄이고, 각 대역의 밸런스 조절 그리고 공간감, 해상력, 입체감 등을 보완하게 됩니다.

한편 DSP 처리 역시 DAC에서 중요한 처리부분이라고 할 수 있습니다. DSP는 다른 부품에 비해 온도, 외부 진동 등 외부요인의 영향을 많이 받기 때문에 설계에 있어서 가장 신경쓰는 부분이기도 합니다.
모든 오디오 제품에는 DAC를 탑재하고 있습니다.
마지막으로 전원부 입니다. 안정적인 전원공급이야말로 음질에 직간접적인 영향을 줍니다. 전원부가 불안정하면 신호처리에 나쁜 영향을 주며, 노이즈를 발생하는 등 음질에 치명적인 영향을 주게 됩니다.
DAC 칩은 단순히 D/A 변환의 역할만 하지만, 고음질을 추구하는 오디오에서는 단 한 부분이라도 제대로 설계하지 않으면 좋은 음질을 얻을 수 없게 됩니다. DAC는 별도의 오디오 기기로 판매하기도 하지만, CD 플레이어, 블루레이 플레이어, AV 리시버, 사운드바 등 모든 오디오 기기에 기본적으로 탑재됩니다.

개요

DAC는 추상 한정 정밀도 수 (일반적으로 고정 소수점 이진수 )를 물리적 양 (예 : 전압 또는 압력 )으로 변환합니다. 특히, DAC는 유한 정밀도 시계열 데이터를 지속적으로 변하는 물리적 신호 로 변환하는 데 자주 사용됩니다 . 이상적인 DAC는 시퀀스의 개념적으로 추상 번호 변환 자극 후 처리되고 재구성 필터 의 일부 형태를 사용 보간 임펄스 간의 데이터 채워. 기존의 실용적인 DAC는 숫자를 0 차 보존으로 모델링 된 일련의 직사각형 함수 로 구성된 조각 별 상수 함수 로 변환합니다 . 델타 - 시그마 변조를 기반으로 한 DAC 방법과 같은 다른 DAC 방법 은 유사하게 필터링되어 부드럽게 변화하는 신호를 생성 할 수 있는 펄스 밀도 변조 출력을 생성합니다. 당으로서 표본화 정리 샘플링 데이터 대역폭은 특정 요구 사항 (예를 들어, 충족 제공로부터하는 DAC는 원래의 신호를 재구성 할 수있는 기저 대역 으로 신호 대역폭 미만이다 나이키 스트 주파수 ). 디지털 샘플링 은 재구성 된 신호에서 저수준 잡음으로 나타나는 양자화 오차 를 발생시킵니다.

이상적인 표본 신호.
재구성 필터 가없는 기존 DAC의 조각 별 일정 출력 . 실용적인 DAC에서, 필터 또는 장치의 유한 대역폭은 스텝 응답을 연속 커브로 부드럽게합니다.

성능

DAC는 시스템 성능에 매우 중요합니다. 이 장치의 가장 중요한 특성은 다음과 같습니다. [ 표창장은 필요 없습니다 ]

해결

DAC가 재생할 수있는 출력 레벨의 수. 이것은 보통 사용 하는 비트 의 수로 표현되며 레벨 수의 기본 2 로그 입니다. 예를 들어, 1 비트 DAC는 2 (2 1 ) 레벨 을 재생하도록 설계되었으며 8 비트 DAC는 256 (2 8 ) 레벨로 설계되었습니다 . 해상도는 DAC에서 얻은 실제 해상도의 측정치 인 유효 비트 수 와 관련됩니다 . 해상도 는 비디오 응용 프로그램의 색상 심도 와 오디오 응용 프로그램의 오디오 비트 심도 를 결정 합니다.

최대 샘플링 속도

DAC 회로가 작동하고 올바른 출력을 생성 할 수있는 최대 속도를 측정합니다. 위에서 설명한 것처럼 Nyquist-Shannon 샘플링 이론 은 샘플링 된 신호 의 대역폭 과이 관계를 정의합니다 .

단조 로움

DAC의 아날로그 출력이 디지털 입력이 움직이는 방향으로 만 움직일 수있는 능력 (즉, 입력이 증가하면 올바른 출력을 나타 내기 전에 출력이 감소하지 않습니다.)이 특성은 로우로 사용되는 DAC에서 매우 중요합니다 주파수 신호 소스 또는 디지털 적으로 프로그래밍 가능한 트리밍 요소로 사용할 수 있습니다.

총 고조파 왜곡 및 잡음 (THD + N)

DAC에 의해 신호에 도입 된 왜곡 및 잡음의 측정. 이는 원하는 신호에 수반되는 원하지 않는 고조파 왜곡 및 잡음 의 총 전력에 대한 백분율로 표시됩니다 . 이것은 동적 및 소 신호 DAC 어플리케이션을위한 매우 중요한 DAC 특성입니다.

동적 범위

DAC가 재현 할 수있는 최대 신호와 최소 신호의 차이를 측정하여 데시벨로 표시 합니다. 이것은 일반적으로 해상도 및 노이즈 플로 와 관련이 있습니다 . 위상 왜곡 및 지터 와 같은 다른 측정 은 일부 애플리케이션 (예 : 무선 데이터 전송, 컴포지트 비디오) 에서 위상 조정 신호의 정확한 생산에 의존하는 경우에도 매우 중요 할 수 있습니다 . 선형 PCM 오디오 샘플링은 보통 분해능의 각 비트를 기준으로 6 데시벨의 진폭 (볼륨 또는 정밀도가 2 배 증가)에 해당합니다. 비선형 PCM 인코딩 (A-law / μ-law, ADPCM, NICAM)은 다양한 데이터 비트로 표현되는 출력 신호 강도 간의 로그 스텝 크기 (다양한 양자화 왜곡을 조용한 신호의 더 나은 성능을위한 큰 신호)