금요일, 11월 15, 2019
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전파들의 이구동성, 멀티패스 (2)

  • 글쓴이 : SOONDORI

“멀티패스는 자연현상이고 현실적으로 완벽히 제거하기 어렵다”

그래서 소프트웨어, 하드웨어적 알고리즘과 특허들이 많다. 거꾸로 멀티패스 현상의 역발상과 같은 레이더 기술이라는 것도 있고. 이런 조건에서 제작사들은 고성능 튜너임을 암시적으로 강조하기 위해 멀티패스 상태를 실시간으로 보여주는 인디게이터 혹은 효과 다소 애매모호한 멀티패스 대응 기능버튼들을 배치한다. 그것은 무미건조한 Multipath 레터링이거나 고음역 스테레오 분리도를 제어하는 Hi-Blend, 어떤 제작사의 Multi-path Control (CRSC) with ANRC 문구 등…

* 관련 글 : 전파들의 이구동성, 멀티패스 (1)

아무튼 감지할 수 있다면 여하히 제어할 수 있다. 그런데 무엇을 어떻게?

■ Phase 변량에서 전압 추출

다음은 SONY ST-A6B 튜너의 예.

이 회로의 입력 즉, C243을 경유하여 IF회로에서 전달된 10.7Mhz ‘검파 전 신호’에는 FM상태의 유효 음성신호와 반사파에 의한 위상변화(멀티패스 편이) 두 가지가 포함되어 있을 것이다. D206, D207으로 양파정류하면 R205에는 아래와 같이 위상편이(멀티패스)에 종속되어 전압의 높이가 달라지는 Noise Peak가 나타난다. 병렬  연결된 커패시터로 ‘양파정류 기저부 성분’을 제거하면 반사파 멀티패스 성분으로 간주될 Noise가 남는다.

(출처 및 관련 문서 : https://www.denso-ten.com/business/technicaljournal/pdf/2-4E.pdf)

그것을 두 개 트랜지스터로 2단 증폭한다. D701로 정류하고 C706으로 Smoothing 효과를 더한 다음 아날로그 미터를 구동한다. AC/DC 정류회로를 통과한 멀티패스 상당 Noise가 많으면 미터 바늘은 양의 방향 즉, 멀티패스가 많다는 쪽으로 움직인다. D702는 미터 과동작 방지용.

이 방법은 약간 어설프지만 실용적으로 유효하고 무엇보다 몇 개 부품만으로 구현할 수 있으므로, 어쨋든 제품성을 높일 수 있으므로 빈티지 아날로그 튜너들(Pioneer SX-1280, Revox A76 등)에서 가끔씩 사용되었다.

한편으로 감지원리는 같지만 지시방법은 다른 기기들이… 생동감 제공하는 시각적 표현력, 제품성 배가에 있어서는 아무래도 오실로스코프가 한 수 위인 지라 기기 후면 오실로스코프 접속기능을 제공하거나 Marantz 기기들처럼 내장하는 경우가 있다.

■ 푸리에 변환기 응용 Spectrum 분석

다음은 내장형 오실로스코프 지시기능(시간 축 X 대 세기 축 Y)에 시간-세기 축을 주파수-세기 축으로 바꾸는 푸리에 변환기능(Panoramic Display)까지 제공하는 Sequerra FM-1의 사례.

(중심주파수 기준 ±200Khz내에 특정 전위와 평탄도를 관찰한다. 가장 나쁜 상태의 E는 전위도 낮고 중심부 Dip이 생성되어 있다)

■ 38Khz 필터와 관측 윈도우 사용

다음은 설계수준이 상당히 높은 Kenwood KT-917의 멀티패스 인디게이터 회로. 감지되고 증폭된 어떤 신호가 38Khz 다단 필터를 거치고 아날로그 MultiPath Meter를 직접 제어한다.

위에서 ‘Multipath-Meter Signal’은 ‘검파 후 신호’에 포함된 X_Khz. 그것은 논리상 19Khz 파일럿-톤일 수도 있고 서브-캐리어 영역에 (가상으로 포함된 포인트) 38Khz일 수 있다. 한편, 튜너 설계자는(튜너는), 필터를 써서 검파 후 신호에서 원하는 신호를 추출하거나 새로운 기준 신호를 만들어내거나 이것 저것을 아날로그적으로 비교할 수 있다는 점 고려하고…

아래에서 대역폭 매우 좁은 특별한 필터를 ‘관측 윈도우’라고 정의할 때 1) 좌측 19Khz 윈도우는 수신파와 멀티패스 반사파들이 아무렇게나 조합된 파형의 높낮이(세기)를, 2) 우측 38Khz 윈도우는 (의미해석 없이) 모종의 신호강도를 파악할 수 있을 것이다.

필터를 통과한 어떤 신호 즉, 관측 윈도우 안에 들어오는 기준신호(파일럿톤 19Khz 또는 2배수인 38Khz)의 강도를 안다면 적당히 가공하고 멀티패스의 상대적 수준을 제시할 수 있을 것.

KT-917은 후자 논리에 따라서 즉, 관측 윈도우(=38Khz 필터)에서 감지되는 신호의 크기를 멀티패스의 상대적 강도로 간주하고 아날로그 미터를 제어한다. 예를 들어 38Khz 윈도우에 감지된 신호가 없거나 있다고 해도 어떤 설계점 이하이면 수신 FM 신호의 큰 틀 지극히 정상이고 멀티패스 제로상태로 간주되어 미터바늘은 0점에 가 있다. 모종의 신호강도가 포착된다면 38Khz 상측, 하측 신호들의 위치가 흔들린다는 것이 되겠고 멀티패스가 존재하는 것으로 간주된다. 얼마만큼? 신호의 내용은 몰라도 감지된 세기만큼.

(출처 : http://www.audioinnovationen.de/assets/images/Kenwood-KT-917-rechts-25cm.jpg)

■ 참고용: DSP기술과 프로그래밍

알고리즘과 프로그램이 하드웨어를 압도하는 세상이다. 예를 들어 실리콘랩 Si477x DSP 튜너칩들에서는 기본 제공되는 멀티패스 조회 명령어 (FM_RSQ_STATUS/RESP 11)를 써서 간단히 상태를 확인할 수 있다. 즉, 과거 고수준 엔지니어들 끙끙거렸던 주제들이 이제는 아마추어가 입력한 코드 한 두 줄로 끝. (표제부 사진 출처 : https://www.hifido.co.jp/sold/15-87935-50344-00.html?LNG=E)

 

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