양자화 오차와 디더링에 대해서

양자화 오차는 디지털 시스템에서 아날로그 신호를 디지털로 변환할 때 발생하는 오차이다. 아날로그 신호는 연속적인 값을 가지지만, 디지털 시스템에서는 이를 일정한 간격으로 샘플링하여 근사화한다. 이 과정에서 아날로그 신호의 연속성을 잃고 이산화된 값을 가지게 된다.디더링은 양자화 오차를 분산시켜서 효과적으로 감소시키는 방법이다. 작은 무작위 잡음 신호인 디더 신호를 원래 신호에 추가하여 신호의 세부 사항을 보존하고, 양자화 오차가 인간의 청각이나 시각에 덜 인식되도록 한다.

dBTP/ 트루피크

디지털 오디오에서는 샘플 데이터가 Peak 값 이하일지라도 실제 아날로그 파형으로 재생될 때는 Peak 값을 초과할 수 있다. 이는 디지털 신호의 양자화 단계와 D/A 컨버터의 동작 특성에 기인한 것이다. 따라서, 샘플 데이터의 Peak 값을 기반으로 실제 아날로그 파형으로 변환될 때의 최대 진폭을 유추하기 위해 트루피크값을 사용한다.

Peak

Peak는 신호의 최대 진폭을 나타내는 값으로, 파형에서 가장 높은 값을 나타내는 점을 의미한다. Peak는 신호의 순간적인 크기를 나타내며, 시간에 따른 변동이나 평균값을 고려하지 않는다. Peak값과 실제 청취 음량은 크게 다를 수 있다.

AES 17

AES 17은 오디오 시스템에서 측정과 평가를 표준화하기 위해 개발된 국제 표준이다.그 중에서 가장 잘 알려진 개념은 RMS 값에 3dB를 더한 값으로 표기하는 것이다. 이는 정현파 신호의 RMS 값을 Peak 값으로 변환하는 방법으로, 일반적으로 사인 파형의 RMS와 Peak 값을 동일하게 나타내기 위해 사용된다.

Rms

신호의 진폭을 그대로 측정하면 항상 0 주변에서 움직이게 된다. 이는 신호의 +와-가 서로 상쇄되기 때문이다.RMS 값을 계산하기 위해, 먼저 신호를 제곱한 다음 평균값을 구하고, 마지막으로 제곱근을 적용한다.RMS는 신호의 효과적인 크기나 진폭을 나타내는 중요한 지표로 사용되며, 이 방법을 통해 신호의 힘 또는 진폭을 정량적으로 평가할 수 있다.

마이크 레벨과 최대 출력 레벨

마이크 레벨은 일반적으로 밸런스 신호로 전송되며, 출력 임피던스는 대부분 300옴 이하이다. 이로 인해 마이크 레벨은 하이 임피던스 출력인 인스트루먼트 레벨보다 더 긴 거리로 전송이 가능하다.
마이크의 max output level은 왜곡이나 클리핑 없이 마이크가 생성할 수 있는 전기 신호의 최고 레벨을 의미한다. 이는 마이크가 원치 않는 왜곡 없이 큰 소리를 처리할 수 있는 능력을 나타낸다.

인스트루먼트 레벨

인스트루먼트 레벨은 일반적으로 마이크 레벨보다 높은 레벨을 가지며, 마이크 레벨과 라인 레벨 사이에 위치한다.일반적으로 5m에서 10m 정도의 길이가 한계로 간주되며, 이를 초과하면 신호의 손실이나 잡음의 유입이 발생할 수 있다.

컨슈머 라인 레벨

컨슈머 레벨은 가정용 음향 장비에서 사용되는 신호 레벨로, -10dBV (0.316V)의 전압을 기준으로 한다. 컨슈머 레벨은 언밸런스드 신호를 사용하며, 주로 짧은 거리에서 신호를 전송하는 데에 적합하고, 저렴한 제작 비용과 간단한 회로 구성을 가지고 있다.

프로 라인 레벨

프로라인 레벨에는 일반적으로 +4dBu가 레퍼런스 레벨로 사용된다. +4dBu는1.228V를 기준으로 하는 신호 레벨로, 프로 오디오 장비 간에 일반적으로 사용되는 신호 강도이다. 이 이상으로 전달하려면 프리앰프의 전력 소모가 너무 커져서 비효율적이 되고, 이 이하로 전송하면 일반적인 XLR이나 TRS 케이블의 임피던스 때문에 신호가 온전히 전달이 안되기 때문이다. 

비트뎁스

bit depth는 양자화 과정에서 사용되는 비트 수를 의미한다. 비트 뎁스는 디지털 신호에서 표현할 수 있는 동일한 축의 값의 개수를 결정하며, 이는 신호의 세부 수준을 나타낸다. 높은 비트 뎁스는 더 정교한 수준의 신호 표현을 가능하게 하지만, 동시에 더 많은 저장 공간이 필요하게 된다.