LG V60 쿼드덱 원리 이론 정리

SNR is a measurement that compares the level of an audio signal with the level of background noise.

 

SNR은 오디오 신호와 백그라운드 노이즈의 레벨을 비교한 측정치이다.

 

 

the Quad DAC passes an audio signal through each one of its sub-DACs in order to improve noise performance.

 

쿼드덱은 노이즈 퍼포먼스를 향상시키기 위해 각각의 쿼드덱에 있는 서브덱들을 통해 오디오 시그널을 패스한다.

 

The amplifier generates a lot more power than your standard headphone jack, thus giving LG devices the ability to power higher impedance headphones like the 300-ohm Sennheiser HD600.

 

엘지폰은 흐드륙을 구동할 수 있다 ㄱㅇㄷ

 

 

Here are the technical specs of the Quad DAC as of the LG V60:

 

Support for audio files with up to 32-bit audio at 384 kHz sample rate. For reference, CD quality audio is 16-bit, 44.1 kHz.

SNR 122dB

2Vrms output level (LG told us 1.934Vrms based on testing with the Sennheiser HD800)

75-point volume adjustment

Support for DSD, MQA, ALAC, and many other audio file types.

Automatically scales power for low impedance (8ohm to 50ohm) versus high impedance (up to 600ohm) based on the headphones you plug in.

Left and right side balance controls

0.001% THD

1.7uV noise level

 

위에 글은 V60의 쿼드덱에 대한 스펙이다. 뭐야 생각보다 별론데? ㅅㅂ

 

ESS Sabre DAC featured in an LG smartphone.

• V10 – ESS Sabre 9018 DAC, Sabre 9602 headphone amp
• V20 – ESS Sabre ES9218 Quad DAC (tuned by LG or B&O Play, depending on the market)
• V30 and G6 (Asian market G6 only) – ESS Sabre ES9218P Quad DAC (tuned by B&O Play)
• V40 and G7 – ESS Sabre ES9218P Quad DAC (tuned with Meridian)
• V50 and G8 (and G8x) – ESS Sabre ES9218P Quad DAC (tuned by Meridian)
• V60 – ESS Sabre ES9219 Quad DAC (most likely tuned by LG)

위에꺼는 시리즈별 칩셋

 

The biggest changes came from the tuning

 

가창 큰 차이는 튜닝에서부터 비롯된다.

 

One of the most annoying issues with LG’s Quad DAC is how many apps bypass it entirely. This isn’t LG’s fault, it’s due to the Android OS as a whole. The short version is most Android music players use music APIs native to the OS to sample music instead of the Quad DAC. Thus, most music ends up at 16-bit, 44 kHz no matter the actual bit depth and sample rate.

 

병신같은 안드로이드 OS 때문에 실제의 비트뎊과 샘플레이트에 관계없이 대부분의 음악이 16비트 44kHz로 재생되나봄.

 

There are only a few ways to fix this. The common knowledge fix is to purchase the app UAPP (USB Audio Player Pro) for $8. The app plays almost any file at its native sample rate and bit depth, including MQA and DSD files. It also plays nice with UPnP devices, network devices, and you can even connect your TIDAL account and listen to MQA albums through UAPP. I personally use it to listen to Google Play Music as well. It’s pretty awesome. There are other solutions, but UAPP is the easy, all-in-one, “works all the time” solution.

 

이걸 UAPP를 통해 고칠 수 있나봄. 대부분의 파일을 원래의 샘플레이트와 비트뎊으로 플레이할 수 있대.

 

It’s a bit of an expensive music app, but it’s totally worth it for audiophiles with music collections in super high quality audio formats. Those of you with libraries in MP3 can disregard all of this since the sample rate isn’t higher than 16-bit, 44 kHz. You folks can use whatever music player you want. Another reasonable option for this issue is Poweramp. You have to enable some things in the settings and it’s not quite as powerful as UAPP, but it does support the LG Quad DAC at higher sample rates and bit depths as well.

 

다른 어플도 있음. 파워앰프래. UAPP만큼 강력하진 않지만 엘지폰의 쿼드덱을 잘 서포트해준대.

 

 

위의 그림이 DAC의 역할을 나타내는 그림임. 아날로그 신호를 만드는데, 노이즈나 디스토션을 최소로 하는게 아이디어임.

 

DACs are built from various stages, usually comprising of an oversampling stage, a ΔΣ (sigma-delta) modulator, a filter, decimation, and finally an output filter or headphone amp. All of this technology is designed around one essential principle – noise shaping to improve resolution performance. Sigma-delta modulators are used in audio DACs because they are more cost effective to implement at high resolutions than equivalent capacitor or resistor switched networks.

 

DAC는 다양한 단계로 설계된다. 보통 오버샘플링 단계로 구성되며, 시그마델타 모듈레이터, 필터, decimation(이게머야 ㅅㅂ), 마지막으로 아웃풋 필터나 헤드폰 앰프까지. 이 모든 기술이 하나의 근본적인 법칙으로 설계된다.  - resolution(해상도) 퍼포먼스를 향상시키기 위한 noise shaping(머지? 소음형상화?). 시그마델타 모듈레이터는 오디오 DAC들에 사용되는데, 그 이유는 얘네들이 캐패시터나 레지스터가 switch되어있는 네트워크(시스템) 보다 더 가성비있기 때문.

 

 

왼쪽그림 보면 간격을 줄이니까 더 세밀한 분석이 가능. 결국 음원을 얼마나 그대로 재현하는지에 대한 얘기같음. 이게 DAC의 첫단계인 오버샘플링이라 하네.

 

although the total noise power across the entire frequency range remains the same. If we were to then filter this new higher sample rate signal back to our original hearing range, we would have cut the amount of noise.

 

비록 전체적인 주파수 범위를 통한 토탈 노이즈 파워는 같지만, 우리가 이 새로운 higher 샘플레이트 시그널을 원래의 듣는 범위에 필터링시키면 노이즈의 총량을 자를 수 있다. 줄일 수 있다.

 

두번째 단계. 시그마델타 모듈레이터. 이새끼는 디지털 오디오에 PCM(pulse code modulation) 데이터를 PPM(pulse proportional modulation) 비트스트림으로 변환하는 작업을 한다고 함. 이것은 파동형태를 더 친숙하게 필터링하는 작업이라고 함. 이 변환이 끝나면 noise shaping은 시발 너무어려워 아무튼 좋아지는거겠지 ㄱㅇㄷ

 

 

이제야 noise shaping이 뭔지 알려주네 이새끼들 열받네? 그니까 노이즈에 필터링 적용하여 나온 결과물을 noise shaping이라 하는구나. 그니까 아웃풋 시그널을 최대한 인풋 시그널에 가깝게 재현하기 위해서 필터링을 한거네. 그 도구가 integrator 적분연산자라고 하나? 이거고.

 

Take a careful look at this feedback stage and you will see that the feedback signal is generated by a 1-bit DAC, which we’ll call a sub-DAC. So, there’s a DAC within the DAC, and this is what we’ll take a closer look at with regards to the LG V20 in a minute.

드디어 서브덱이 뭔지 나온다. 아까 시그마 델타 모듈레이터 얘기할때 This takes our 16 or 24-bit signal and converts it into a 1-bit data stream, but with a much higher sample rate. This spreads the noise across even more frequencies. 이걸 해석하기 ㅈ같아서 스킵했는데, 할때

아마 우리가 가진 16또는 24비트 음원을 1비트짜리 데이터들로 쪼개진것들을 합쳐놓은 덩어리로 만든다는거같음.

 

이 피드백 시그널이 1비트 DAC에 의해 생성되는데, 우리는 이걸 서브덱이라 부른다고 하네.쿼드덱은 이 서브덱이 4개 있다는 의미인가?

 

So, there’s a DAC within the DAC, and this is what we’ll take a closer look at with regards to the LG V20 in a minute.

 

따라서 DAC 안에 DAC가 있다! 그리고 이게 바로 쿼드덱의 구조!

 

 

시그마델타 모듈레이터에 대한 설명임. x축은 주파수, y축은 아웃풋 노이즈. 즉 그래프가 납작해질수록. x축 자체가 될수록 노이즈 없이 훌륭하게 음원을 재현할 수 있다는 의미. 확대한 부분 보면 Third-Order부분이 확실히 x축에 가깝게 납작해짐. 나중에 다시 교점을 형성한 후에는 Third-Order의 아웃풋 노이즈가 ㅈ댈정도로 커지지만, 실제로는 신경쓸 필요 없다고 함. 아마 그 뒤로는 First-Order 모듈레이터로 커버치는거겠지. 존나 모르겠는데 대충 느낌은 알겠네.

 

 

Complex multi-order and parallel ΣΔ modulator designs can greatly improve noise performance.

 

따라서 복잡한 multi-order 그리고 parellel 시그마델타 모듈레이터 설계는 노이즈 퍼포먼스를 훌륭하게 향상시킨다고 함. Conversion error를 서로 피드백해주고 보완하면서 협동게임으로 노이즈 최소화하는 게임을 클리어하는거같음.

 

Put simply, doubling the number of ΣΔ modulator (sub-DAC) channels improves the noise performance by 6dB times the order of the modulator. So, a simple dual modulator design offers an extra 6dB of SNR over a single channel modulator, while a similar quad parallel design improves SNR by 12dB. Furthermore, dual second-order ΣΔ modulators would improve SNR by 12dB, a quad second-order design could improve performance by 24dB, and so on. 

 

시그마델타 모듈레이터. 즉 서브덱의 개수가 2배가 되면 노이즈 퍼포먼스를 6dB 개선할 수 있다. 간단한 듀얼 모듈레이터는 싱글 채널 모듈레이터보다 6dB의 SNR향상을 기대할 수 있고, 쿼드 평행 설계는 12dB의 향상이 있겠지. 여기서 더 나아가면 듀얼 second-order 시그마델타 모듈레이터도 12DB, 쿼드 second-order 시그마델타 모듈레이터는 24dB의 퍼포먼스 향상을 가져온다.

 

여기서 추론할 수 있는게, parallel과 second-order은 따로 적용하는거네. 앞에 설명한 두 사진은 각각 multi-order 시그마델타 모듈레이터에 대한 설명과 parallel 시그마델타 모듈레이터에 대한 설명이었음. 쿼드덱은 parallel이 4개있는걸까 아니면 forth-order 시그마델타 모듈레이터인걸까? 일단 서브덱 채널이랬으니 parallel이 4개있는거같음.

 

The signals from each DAC path adds together but noise does not, resulting in higher signal with less increase in noise. Each doubling of converters results in half the decimation noise

 

의역하면, 각각의 서브덱이 해석한 음원을 모두 결합하는데, 노이즈는 그렇게 더해지는 방식으로 결합하지 않는다. 결과적으로 더 높은 시그널을 더 줄어든 노이즈로 만들어낸다. 컨버터에 의해 더블링 되는것은 결과적으로 노이즈의 반토막과도 같다.

 

Alongside the improvements to the DAC’s signal-to-noise ratio, parallel sub-DACs can also improve the power efficiency of the chip. For example, sampling frequency rates can be lowered while still achieving the same noise performance at a single channel system. Systems could also switch individual sub-DAC circuits on and off, depending on whether they required the extra noise performance or not for different quality sources.

 

아 쿼드덱이 parallel 서브덱(= 시그마델타 모듈레이터) 4개짜리네. 이 쿼드덱 방식은 전력효율을 향상시킬 수 있다고 함.

 

However, there are gradually diminishing returns to the power savings the more channels that are added. Furthermore, each channel and extra order layer adds a considerable amount of circuitry to the DAC, which makes it more expensive and complicated to produce. Very high end DAC systems can use 8, 16, or more modulators in parallel, but this comes at the expensive of much higher development costs and power requirements.

 

하이앤드 DAC 시스템은 parallel 시그마델타 모듈레이터를 8개 또는 16개 사용한대. 존나 비싸고 복잡한 설계가 필요하겠지. 그리고 전력효율이 향상된다 하더라도 이따구로 꼬라박으면 개발비용도 ㅈㄴ들고 전력소비량도 ㅈㄴ많겠지. 끝

 

요약 - 쿼드덱은 DAC 안에 parallel sub dac이 4개 있다는 의미. 얘네들이 티키타카하면서 노이즈 줄임

 

 

그래서 v50보다 좋음?

수치상으로는 ㅇㅇ

청감상에서 의미있는 차이는 아닐거같은데. 난 DAC차이 별로 못느껴서

 

아 ㅋㅋ 이런거 몰라도 갬성으로 엘지폰 승인거 다들알자너~ g8 2년만버티자구~

v50s로 6xx 울릴수 있냐?

몰라. 300옴까지는 구동할수 있다네

 

아니 안드로이드가 uapp 안쓰면 다 16비트로 재생한다고???????

그렇다고 하는데? ㄷㄷㄷㄷ

 이거 모르고 안드댑에서 기본제공하는 뮤직플레이어로 dsd듣고 아 좋다 이러는 사람들도 있었겠네 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

 

LG 쿼드덱 중 추천하는것 좀

V20이랑 V60밖에 안써봤는데, 솔직히 거기서거기더만

 

그냥 쿼드덱 계약한거 다 써먹고 더 안넣어주는가 싶었더만 칩셋 자체적으로 업그레이드도 되었네

 

실사용시 엘지폰보다 하이파이 모듈이던데 엘지에서 하이파이모듈2로 꼬다리 나오면 인정

 

 

LG's Quad DAC: Everything you need to know

 

What is the LG V20's "Quad DAC" and how does it affect audio quality?

 

LG 스마트폰 쿼드덱의 음질