Sample rate 의 hz수치를 조절 가능한 ad컨버터
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아날로그에서 디지털로 변환시에
선택 가능한 샘플 레이트가
44100hz, 48000hz, 88200hz,
96000hz, 176400hz, 192000hz이잖아요. 저도 이게 표준이란것은 알고 있습니다.
그런데 아날로그에서 디지털로 변환시에
위의 고정된 hz이외에 자유롭게 샘플 레이트 hz수치를 조절할수 있는 ad 컨버터가 혹시 없을까요?? 예를 들면 78833hz라던가 50482.9hz라던가...
특이한 질문이란건 알고는 있지만...
제가 저 나름대로 실험?을 하는게 있어서 그렇습니다...
혹시나 그런 컨버터에 대해 아시는 분 안계실까요?ㅠㅜ
도움을 주시면 정말 감사하겠습니다ㅠㅠ
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유니007님의 댓글
무슨 실험을 하시길래 그런 ADC가 필요하신지 궁금하네요.
상용제품중에 그런제품이 있는지는 모르겠고, 굳이 하려면 ADC의 샘플링 주파수를 변경하면 가능할 것도 같지만, 예상치 못한 문제가 발생할 수도 있습니다.
샘플링이론에 따르면 샘플링하기 전에 반드시 갖추어야할 조건이 있는데요. 바로 대역제한 입니다.
48KHz로 샘플링을 하려면 입력되는 신호는 반드시 24KHz 이하로 대역이 제한되어야 하는 것이죠. 그래야만 앨리어싱 이펙트가 발생하지 않기 때문이죠.
그런데 이 필터는 반드시 아나로그 필터여야만 합니다.
임의로 샘플링 주파수를 변경한다면 아나로그 필터의 특성상 컷오프 주파수가 임의로 가변되지 않기 때문에 원치않는 사이드이펙트가 발생할 수 있겠죠.
44.1KHz, 48KHz, 192KHz로 샘플링 주파수를 변경 가능한 ADC는 샘플링 주파수에 따른 적절한 필터를 이미 내장하고 있거나, 오버샘플링한 후 데시메이션 하는 방법으로 통과 대역을 제한하기 때문에 문제가 없겠지만, 임의로 샘플링 주파수를 변경하게 되면 원치않는 결과를 얻을 수 있을 것입니다.
또한, 어떻게 해서 샘플링 주파수를 변경하였다 해도 DAW가 그것을 인식하게 하는 문제도 있을 수 있고요..
DAW 없이 RAW 데이터를 가공하는 샘플링 주파수를 설정가능한 SW를 사용한다면 가능할 수도 있겠습니다만..
상용제품중에 그런제품이 있는지는 모르겠고, 굳이 하려면 ADC의 샘플링 주파수를 변경하면 가능할 것도 같지만, 예상치 못한 문제가 발생할 수도 있습니다.
샘플링이론에 따르면 샘플링하기 전에 반드시 갖추어야할 조건이 있는데요. 바로 대역제한 입니다.
48KHz로 샘플링을 하려면 입력되는 신호는 반드시 24KHz 이하로 대역이 제한되어야 하는 것이죠. 그래야만 앨리어싱 이펙트가 발생하지 않기 때문이죠.
그런데 이 필터는 반드시 아나로그 필터여야만 합니다.
임의로 샘플링 주파수를 변경한다면 아나로그 필터의 특성상 컷오프 주파수가 임의로 가변되지 않기 때문에 원치않는 사이드이펙트가 발생할 수 있겠죠.
44.1KHz, 48KHz, 192KHz로 샘플링 주파수를 변경 가능한 ADC는 샘플링 주파수에 따른 적절한 필터를 이미 내장하고 있거나, 오버샘플링한 후 데시메이션 하는 방법으로 통과 대역을 제한하기 때문에 문제가 없겠지만, 임의로 샘플링 주파수를 변경하게 되면 원치않는 결과를 얻을 수 있을 것입니다.
또한, 어떻게 해서 샘플링 주파수를 변경하였다 해도 DAW가 그것을 인식하게 하는 문제도 있을 수 있고요..
DAW 없이 RAW 데이터를 가공하는 샘플링 주파수를 설정가능한 SW를 사용한다면 가능할 수도 있겠습니다만..
유니007님의 댓글의 댓글
디지털 필터링이란 ADC 이후에 필터링 하는 것인데, ADC 이전에 LPF가 없어도 된다는 말씀인가요?
앨리어싱 이펙트를 방지하기 위해서 반드시 필요한 것이 LPF 인데, 이것 없이 샘플링된 신호는 이미 앨리어싱 이펙트가 발생된 상태이므로 이후에 아무리 디지털 필터링을 하여도 이미 생긴 앨리어싱 이펙트는 제거할 수 없습니다.
CODEC에서 LPF의 부담을 줄이기 위해 사용하는 방법이 오버샘플링인데, 느슨한 LPF필터를 사용하면서 샘플링 주파수를 몇배로 높여서 샘플링 한 후 디지털 필터링으로 필요대역만 취하는 것이 디지털 필터링이죠.
디지털 필터링을 하는 경우에도 반드시 최소한의 LPF는 필요로 합니다. 샘플링 하기 이전에..
샘플링 하기 이전의 필터링을 디지털로 할 수 있을까요?
앨리어싱 이펙트를 방지하기 위해서 반드시 필요한 것이 LPF 인데, 이것 없이 샘플링된 신호는 이미 앨리어싱 이펙트가 발생된 상태이므로 이후에 아무리 디지털 필터링을 하여도 이미 생긴 앨리어싱 이펙트는 제거할 수 없습니다.
CODEC에서 LPF의 부담을 줄이기 위해 사용하는 방법이 오버샘플링인데, 느슨한 LPF필터를 사용하면서 샘플링 주파수를 몇배로 높여서 샘플링 한 후 디지털 필터링으로 필요대역만 취하는 것이 디지털 필터링이죠.
디지털 필터링을 하는 경우에도 반드시 최소한의 LPF는 필요로 합니다. 샘플링 하기 이전에..
샘플링 하기 이전의 필터링을 디지털로 할 수 있을까요?
남상욱님의 댓글의 댓글
말씀하신 내용에서 몇가지 부분이 혼동되는 부분이 있으셨는데, 저 역시 정확하게 표현을 못한 부분이 있는 것 같습니다. 현 상용 프로 오디오 ADC의 99.9 %는 multibit sigma-delta 방식을 사용하고 있고 말씀하신대로 100% over sampling을 사용하고 있습니다.
analog domain의 anti-alising filter는 말씀하신 대로 대체로 입력 버퍼를 겸하는 저차수 LPF를 매우 높은 cutoff frequency를 가지도록 구성하고 있습니다. 이 anti-alising filter는 최종 출력의 sampling rate과 무관한 고정된 필터입니다. 즉, 44.1Khz 던, 48Khz, 아니면 96Khz던 상관없이 없습니다. 말씀하신 부분 최종 출력 sampling rate frequency에 따른 부분은 decimation filter인데 이 부분은 전부 digital filter이고 말씀하신 샘플링 레이트의 임의 변화에 따른 aliasing의 문제는 발생하지 않습니다.
sigma delta가 아닌 multi bit ladder adc의 경우일지라도, 최근 디자인의 추세는 가능한 제일 높은 sampling rate으로 adc칩은 작동하게 한후 DSP를 사용하여 원하는 samling rate 으로 conversion과 그에 따른 LPFiltering이 이루어지도록 하고 있습니다. 따라서 임의의 sampling rate을 정해서 발생하는 aliasing문제는 발생하지 않습니다.
이 경우도 전단의 아날로그 LPF는 고정값을 가지고 samling rate의 변화에 무관하게 작동합니다.
analog domain의 anti-alising filter는 말씀하신 대로 대체로 입력 버퍼를 겸하는 저차수 LPF를 매우 높은 cutoff frequency를 가지도록 구성하고 있습니다. 이 anti-alising filter는 최종 출력의 sampling rate과 무관한 고정된 필터입니다. 즉, 44.1Khz 던, 48Khz, 아니면 96Khz던 상관없이 없습니다. 말씀하신 부분 최종 출력 sampling rate frequency에 따른 부분은 decimation filter인데 이 부분은 전부 digital filter이고 말씀하신 샘플링 레이트의 임의 변화에 따른 aliasing의 문제는 발생하지 않습니다.
sigma delta가 아닌 multi bit ladder adc의 경우일지라도, 최근 디자인의 추세는 가능한 제일 높은 sampling rate으로 adc칩은 작동하게 한후 DSP를 사용하여 원하는 samling rate 으로 conversion과 그에 따른 LPFiltering이 이루어지도록 하고 있습니다. 따라서 임의의 sampling rate을 정해서 발생하는 aliasing문제는 발생하지 않습니다.
이 경우도 전단의 아날로그 LPF는 고정값을 가지고 samling rate의 변화에 무관하게 작동합니다.
로큰롤라님의 댓글의 댓글
오! 외장워드 클락을 쓰는 방법도 있나보네요! 물론 제가 공부를 더 해야겠지만
varispeed가 어떤기능인지 간단히 설명해주실수있나요?^^
그리고 제가 정확한 개념을 잘몰라서 그런데ㅠㅜ...
녹음(아날로그)하면서 디지털로 변환시에,
제가 미리 설정해둔 hz로 바로 저장이 되는게 맞나요?
아니면 녹음시엔 기존의44.1,48khz배수로만 저장이 되고,
그 저장한 파일의 샘플레이트를 따로 제가 원하는 hz로 조정해야하는가요?
제가 원하는건 전자입니다만...
varispeed가 어떤기능인지 간단히 설명해주실수있나요?^^
그리고 제가 정확한 개념을 잘몰라서 그런데ㅠㅜ...
녹음(아날로그)하면서 디지털로 변환시에,
제가 미리 설정해둔 hz로 바로 저장이 되는게 맞나요?
아니면 녹음시엔 기존의44.1,48khz배수로만 저장이 되고,
그 저장한 파일의 샘플레이트를 따로 제가 원하는 hz로 조정해야하는가요?
제가 원하는건 전자입니다만...
유니007님의 댓글의 댓글
외장 워드클럭을 가변하면 어느정도 범위 까지는 종속 디바이스는 동기 추적을 합니다. 그 범위를 벗어나면 프리런을 하거나 홀드오버를 하게 되는데, 워드 클럭이 없는 것과 마찬가지가 되는 것이죠.
워드 클럭을 변경하여 샘플링된 신호를 저장하게 되면..
만약 44.1KHz로 샘플링을 하지 않고 46KHz로 샘플링을 하였을 경우 재생하거나 각종 후 가공을 할 때 마다 샘플링 주파수를 46KHz를 전제로 하여 처리 되어야 정확한 처리가 됩니다.
그런데, 상용 S/W에서 샘플링 레이트를 임의로 설정가능하게 할 수 있으면 가능하겠지만, 그렇지 않다면 신호처리가 정확히 되지 않게 되겠죠.
극단적으로 88.2KHz로 샘플링된 신호를 44.1KHz 신호인 것처럼 신호처리를 하면 어떻게 될지 생각해 보시면 될 것 같습니다.
워드 클럭을 변경하여 샘플링된 신호를 저장하게 되면..
만약 44.1KHz로 샘플링을 하지 않고 46KHz로 샘플링을 하였을 경우 재생하거나 각종 후 가공을 할 때 마다 샘플링 주파수를 46KHz를 전제로 하여 처리 되어야 정확한 처리가 됩니다.
그런데, 상용 S/W에서 샘플링 레이트를 임의로 설정가능하게 할 수 있으면 가능하겠지만, 그렇지 않다면 신호처리가 정확히 되지 않게 되겠죠.
극단적으로 88.2KHz로 샘플링된 신호를 44.1KHz 신호인 것처럼 신호처리를 하면 어떻게 될지 생각해 보시면 될 것 같습니다.
로큰롤라님의 댓글의 댓글
상용S/W라고 하는것이 프로툴즈같은 daw를 말하는게 맞나요?^^......
제가 제대로 이해한것인지 좀 봐주시면 감사하겠습니다......
'일단 varispeed 기능을 가진 워드클락이 있다면
거의 모든 AD컨버터들은 제가 원하는 기능을 수행하는데에 문제가 없도록 만들어져 있으니
하드웨어상에서는 크게 신경쓸 부분이 없다.
하지만 원하는 수치로 샘플레이트 변경이 가능한 daw는 필요하다.
그러니 외장 워드클락과 AD컨버터(하드웨어) 단계에서 제가 원하는 hz로 설정한 후,
Daw(소프트웨어)상에서도 sampling rate를 설정해주어야만 아무런 문제가 발생하지 않고 원하는 효과를 얻을수 있다' ....라고 저는 이해했는데, 제가 착각한 부분이 있는지 모르겠네요.....
제가 제대로 이해한것인지 좀 봐주시면 감사하겠습니다......
'일단 varispeed 기능을 가진 워드클락이 있다면
거의 모든 AD컨버터들은 제가 원하는 기능을 수행하는데에 문제가 없도록 만들어져 있으니
하드웨어상에서는 크게 신경쓸 부분이 없다.
하지만 원하는 수치로 샘플레이트 변경이 가능한 daw는 필요하다.
그러니 외장 워드클락과 AD컨버터(하드웨어) 단계에서 제가 원하는 hz로 설정한 후,
Daw(소프트웨어)상에서도 sampling rate를 설정해주어야만 아무런 문제가 발생하지 않고 원하는 효과를 얻을수 있다' ....라고 저는 이해했는데, 제가 착각한 부분이 있는지 모르겠네요.....