Over-sampling

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아날로그 필터만을 안티 앨리어스 필터로 사용하는 것은 현실적인 어려움이 있기 때문에, 추가로 오버샘플링이란 기술을 사용하기도 한다.

아날로그만으로 가장 성능 좋은 필터를 쓰는 것도 기술 및 비용 상 어려울 수 있다. 장비의 제작비용이 올라갈 수 있고, 필터의 부가 효과인 위상 왜곡¹⁾이 발생할 수 있다.

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따라서, 48KHz를 목표로 하는 샘플링을 진행할 때, 4배인 192kHz로 샘플링을 하면 앨리어싱 필터의 기울기가 완만해서 발생하는 20kHz~192kHz 사이의 걸러지지 않은 찌꺼기 주파수들에 의한 앨리어싱 에러가 줄어들게 된다. 그런후에 48kHz로 다시 다운 샘플링을 하여 목표했던 48kHz의 결과를 얻게 된다. 다만 샘플레이트를 몇 배로 곱해서 샘플링하기 때문에 고성능의 워드클럭 기술이 필요하게 된다. 따라서 PLL 등의 워드클럭 기술이 적용된다.

결국, 이런 것들을 모두 고려하면, 가청 주파수인 20Hz~ 20kHz를 온전하게 제대로 샘플링하고 재생하기 위해서는²⁾ alias filter도 최고 성능으로 설계하고, 샘플링 레이트도 96kHz 나 192kHz로 높혀서 샘플링하고, 오버샘플링 기술도 사용해야 alias error에 의한 노이즈 플로어도 낮추고, 위상 왜곡도 줄일 수 있다고 본다.³⁾ 어차피, 당연하지만 사람은 20kHz 이상의 주파수를 듣지 못하니까 주파수 대역이 높아진다는 의미보다는 “노이즈 플로어”의 감쇄와, “위상 왜곡“의 최소화에 효과가 있다고 보면된다.

<bootnote> 48kHz 나 44.1kHz로 샘플링하는 A/D 컨버터의 경우 아날로그 Anti-Alias 필터 성능이 아주 좋아야 하기 때문에, 하이엔드 컨버터와, 저렴한 오디오 인터페이스간의 음질의 간극이 매우 크게 느껴집니다. 아날로그 필터의 성능에 크게 의존하게 되기 때문입니다. 하지만 96kHz 나 192kHz의 샘플링 레이트에서는 하이엔드 컨버터와 일반 기기를 비교하면 크게 차이 나지 않는 성능을 보여주기도 합니다. 따라서 96kHz, 192kHz를 지원하는 기기를 48kHz, 44.1kHz 셋팅으로 사용하는 것은 큰 도움이 될 수 있습니다. </bootnote>

Phase Locked Loop

입력 신호의 위상을 기준으로 위상이 고정 된 출력 신호를 생성하는 제어 시스템 입니다. 입력 및 출력 위상을 고정 단계로 유지한다는 것은 입력 및 출력 주파수를 동일하게 유지하는 것을 의미하므로 위상 고정 루프도 입력 주파수를 추적할 수 있습니다. 그리고 주파수 분배기를 통합함으로써 PLL은 입력 주파수의 배수인 안정적인 주파수를 생성할 수 있습니다.

https://www.soundonsound.com/techniques/when-should-you-use-oversampling

https://blog.endaq.com/oversampling-converters