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FM튜너 DC BALANCE

글쓴이 : SOONDORI(블로그 글 복사)

각도 위상차를 이용하는 직교검파, 쿼드러쳐검파에서 사용되는 ‘Double Tuned Coil’이라는 복동조(複同調)코일. Primary, Secondary 검파코일들을 조합해서 반응의 폭을 넓게 가져가고 그럼으로써 선형성, 대응성을 좋게 만드는 전략이 적용되어 있다고 이해하고 있다.

그런데 종종 ‘DC Balance’라는 단어가 따라다닌다. 문뜩, 내가 그 단어의 정확한 의미와 사용목적을 모르고 있었음을 깨닫게 되었네. 아니… 알았을라나? 가물가물~ 뭐였더라?

흠… 10.7Mhz에 담긴 혼합신호가 IF IC에 전달되면 녀석은 싱글이든 더블이든 예의 동조코일과 그것에 붙어있는 커패시터(LC TANK)를 이용해서 90도 위상차를 만들어낸다. 그리고 본래 신호와 변형된 신호를 비교하고 그 차이(위상변량)을 내부의 Phase Detector 회로로 가공, 진폭변화(AM 신호)로 바꾸는데 이 변환을 수행하는 핵심요소인 동조코일+커패시터의 특성은 폭이 좁은 것보다는 넓은 것이 좋고 그래서 더블코일을 쓴다는 말씀이고. 그리고 싱글이든 더블이든 90도 위상변환은 무조건 정확해야 한다는 준칙에…

아무튼 이게 절대적으로 중요하니까 메이커가 어쩌구 저쩌구해서 0점을 잡을 수 있도록 회로를 구성해놓았겠지?! 아녀? 0점은 0mA 전류 또는 저항 양단에 걸린 0mV 전압이겠고 +와 -가 있으니까 직류(DC)의 균형(Zero)을 잡는다는 의미를 담은 DC Balance를 쓰는 것으로… 내마음대로 이해해둠. 여기서, 내가 생각하는 주요 평가항목은 두 가지. 1) 지시창의 주파수에 부합되는 센터주파수인가? 2) 그 주파수를 기준으로 90도 위상변환이 제대로 이루어지고 있는가.

만일에 이게 틀어지면?

예를 들어 튜닝버튼을 눌러 93.10Mhz에 맞춰 놓았는데 DC 밸런스가 양의 방향(+값)이나 음의 방향(-값)으로 치우쳐 있을 경우 다시 말하면 내가 선국한 주파수를 기준으로 90도 변환이 충실히 안되는 경우로서 엉뚱하게 먼 발치 떨어진 다른 주파수에서 정확한 90도 변환이 일어나고 있다면… 93.25쯤에서 선국이 되겠지. 목적하는 중심주파수를 기준으로 어느 정도는 여유폭이 있으니 대충은 들을 수는 있겠지만 중국에 좋을 일 없다. 아마도 미묘하게 소리가 달라지거나 찌그러거나에… 심한 지경에 이르면 스테레오 분리도 잘 안될껄?

 

일전에 열람한 Technics ST-C03의 서비스매뉴얼에서는 TP_4, TP_6 단자전압이 0V가 되도록 T101을 조정하라고 되어 있다. Double Tuned Coil의 작용결과((Single Tuned Coil(단동조 코일)도 같다)는 #8을 경유 IF IC로 전달된다. 충실히 조정이 되었다면 모종의 평형상태, 예를 들어 IC가 알고 있는 93.10Mhz의 주파수 변화(획득하고자 하는 신호)에 대하여 실제로 딱 들어맞는 검파동작이 이루어지고 그 순간 IC #7과 #10 단자들의 전압은 0V가 된다는 시나리오. 이러한 전위차를 만들어내는 것은 R114 10K 저항을 통과하는 전류로서 방향은 그때 그때 달라지고 그 양은 IC 내부회로가 결정한다.

(8번 핀 신호는 V_ref신호로서 10번 핀으로, 동조코일을 거쳐 위상이 90도 틀어진 조건으로 9번 핀 V_comp으로)

 

대충 그렇다치고… 실제 반응이 궁금하지않아? 작동 중인 상태로서 CT-700R 튜너의 DC Balance를 최대한 0V으로 맞춘 후 선국버튼을 눌러가면서 얼마나 Focus Out이 되는 지를 확인해보았지.

결과는 예상했던 바 그대로이다. 이 테스트 직전의 상황은, 93.90Mhz에서 ‘Tuned’ 불 들어오고 음악도 잘 나오지만 한 칸 아래인 93.89에서는 표시가 꺼지고 반대방향 93.91,93.92… 93.94까지는 계속 점등되는 즉, 중심주파수 93.90기준 한쪽으로 편중된 상태였다. 93.90Mhz를 요청한 사용자 앞에서 93.92Mhz를 바라보고 있는 형국. 멍충이!

(독일 DUAL 엔지니어들, 성질 참 특이하네.
대단히 고성능 튜너도 아닌데… 뭣하러 인켈한테 0.01Mhz 단위로 선국할 수 있도록 기기를 만들라했을꼬?
덕분에 미묘한 편차를 시각적으로 확인할 수 있어서 좋았지만서두…)

 

눈 돌아간 놈, 따귀라도 때려서 제대로 바라보게 만들어야 한다.

동조코일의 동작점이 정확해야 위상변환도 정확하고 S-Curve도 정확하게 할 일을 하고… 그러면 정확한 소리가 나온다. 예를 들어 F_0이 무단히, 오른쪽으로 아주 많이 이동했다면? S-커브 선형구간을 벗어나고 그러면 소리… 정확하게는 L+R이 혼합된 스테레오 신호는 뒤죽박죽 엉망이 되겠지. 왼쪽으로 나가버린 경우도 그러하겠고. 그래서 검파회로 후단에 물리는 MPX는 왼쪽, 오른쪽 소리를 엉망으로 처리하고 스테레오 램프는 죽었다 깨어나도 불이 안들어오고… 튜너가 완전 엉망에, 멍~따가 된다는게지. 응?

(예를 들어…
중심주파수가 빨간점, 노란점으로 이동했다면? 일단, 최적 선국주파수가 달라진다.
튜너는 주구장창 93.95를 바라 보지만 정작 그곳에는 방송국이 없다. 그러다가 겨우 바로 옆, 흐릿한 93.90신호만 잡히는 것이지?
아주 극단적인 경우로서 이 동조코일 잘못 건드려 노란색으로 표시한 안드로메다 영역
즉, 주파수~전압 변환의 중요한 잣대인 S-Curve 바깥으로 벗어나면… 심한 왜곡이 생길 것이고 그러면 검파 후 신호가 엉망이 되고 후단의 스테레오 처리회로는 제대로 받아 먹을 것이 없어서 결국 튜너가 멍~~ 때린다는 이야기. 이에 반하는 실험으로… 잘은 모르지만 미친 척하고 동조코일 코어 휙휙 돌리면 마치 튜닝-놉 돌리듯 다른 방송국 선국도 가능하지않을까?)

 

한편, 이 ‘Tuned’ 점멸은 아나로그튜너의 동조점 지시미터 작동과 완벽하게 같다. 그렇다면 본래 있던 개념인데… 디지털 튜너라서 굳이 DC Balance라는, 조금 색다른 용어를 쓰고 있는지도 모르겠네. 회로의 출력은 아나로그미터 동작처럼 -값(예: 미터 바늘이 왼쪽으로 움직이는 경우), +값(반대로 움직이는 경우) 그리고 0V(무반응 즉, 정확히 수직방향으로 바늘이 서 있는 경우) 세 가지 중 하나. 어떤 튜너에서는 이런 전위변화를 이용해서 작은 RED LED를 켜거나 끈다. 밝으면 최적점이고 흐릿하면 Offset이 있는 경우겠지.

(IC 내부에 처리회로가 있고 논리상 IC가 기능을 지원하지않으면, 그러니까 LED나 끄고 켜는 정도라면 DC-Balance도 없다. 순수 디스크리트 아나로그 튜너에서는 조금 다른 방법을 썼던 것으로 막연하게 기억함.)

(이런 기능이 없는 IF IC라면 DC Balance 어쩌구 저쩌구도 없을 듯한데…)

조정방법은 “테스터를 물리고 동조코일을 돌려 0점을 맞춘다”로 간단하지만 말처럼 쉬운 것이 아니다. 혹은… 기대치를 낮추거나 “에라이~”식 생각을 해본다면 아주 쉬울 수도 있다. 방법은…

○ 스테레오 램프가 이상 반응을 하고 있다치고. 93.1Mhz가 아닌 93.2Mhz에서 램프가 점등된다거나 잡음이 많이 낀다거나…
○ 적당한 방송국을 선택. UP/DOWN 쿡쿡 눌러본다. 수치가 0.1Mhz 단위라면 미묘한 편차를 읽어내기 힘들 것이니 시그널 미터 변화를 포함하여 최대한 버튼 누를 때의 작동상황을 기억해둠.
○ Primary를 대상으로 작업. 조정봉이 있으면 좋은데 아니면 이쑤시게라도 깎아서. 그것도 귀찮으면 적당한 도구로 절대 큰 힘을 주지않는다는 조건으로. 작은 금속드라이버가 좋다. 금속을 코어에 갖다대면 자계교란이 발생하니까 아주 살짝 돌리고 떼고 지켜보고 살짝 돌리고 떼고 지켜보고를 반복한다.
○ 전압을 보고 적절히 조정. 테스터가 있어야겠지.
○ Secondary에 대해서는? 신경쓰지말고 가급적 건드리않는게 좋지않을까싶다. 돌려도 그 차이를 잘 못느낄 것. 왜율에 관련된 것이라 귀로 판별이 어렵고 전문계측기가 있어야 한다.
○ Up/Down 툭툭 건드려보고 할 수 있다면 양쪽방향 시그널미터의 반응특성이 같은지 그리고 스테레오 램프가 점멸되는지를 확인.
○ 뚜껑 덮고 아무 생각없이 음악 듣는다. 그게 정신건강에 좋다. 스테레오 불 잘 들어오고 선국도 잘되고…
○ 혹시 도구 없이도 할 수 있는?
테스터가 없으면 스테레오 램프 들어오고 꺼지는 구간각도를 확인해두고 그것의 절반 즉, 감각적인 1/2지점에서 스톱. 반복해봐야 계측기만큼은 안되니 그저 딱 한 번이면 족하다. 끝.

(내용추가) 역시나 ‘마음대로 용어’ 사용 사례가 맞는가 보다. AKAI AT-K22의 경우는 다른 용어들을 쓰고 있구먼. Center Voltage와 Distortion이라… 이쪽이 좀 더 명쾌한걸?

 

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