글쓴이 : SOONDORI
AM라디오의 신호처리는 다음과 같다.
동조된 주파수(신호) → 국부발진기(OSC; oscillation)가 만든 신호를 주입 → 두 신호를 혼합 → 455Khz 중간주파수로 바꾸어 필요한 만큼 다단 증폭 → 검파 → 앰프 및 스피커
(출처 : http://www.roetta.it/ik3hia/transistor/Transistors_diagrams/regency_mod_TR1_schematic.jpg)
수 백 Khz 또는 수 Mhz를 직접 증폭하고 취급하는 것은 소자의 능력문제 등 다양한 변수들 때문에 대단히 비 경제적이고 비 효율적인 일이다. 그래서 A라는 높은 주파수 신호를 더 낮은 주파수인 B라는 신호에, 말 그대로 ‘묻혀서’ 새로 B’를 생성하고 이후 여유있게 처리하는 방법이 효과적이다.
아래 블럭도에는 두 개를 합친다(또는 묻히는?)는 의미에서 ‘Mixer 기능’이 배치되어 있다. 실제로 별도 소자나 회로가 존재하는 것이 아니고 위 회로도 국부발진 코일의 2차측이 그런 역할을 담당한다. 예를 들어 1차측에서 균일한 파동의 OSC 신호가 생성되면 그것이 자연스럽게 2차측으로 넘어오는데 마침 그곳에는 첫 번째 트랜지스터가 증폭한 동조주파수가 흐르고 있다.
(출처와 글 : http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Audio/radio.html)
같은 공간에 있으니 둘은 당연히 상호영향을 받을 수 밖에 없다. 이후 두 번째 트랜지스터 직전의 IFT에서 455Khz를 중심으로 하는, ‘꼭 필요한 신호’만 뽑아낸다. IFT는 일종의 필터이고 ‘꼭 필요한 신호’는 OSC 주파수로 진동은 하지만 원본 시그널에 콘텐츠가 동기화된 특정 진폭을 갖는 파형이다.
COIL의 조정
이 과정에서 몇 개의 CAN타입 코일들이 사용된다. 첫 번째는 ‘국부발진코일’로서 중심부 페라이트 코어의 색상은 적색이다. 왜 적색일까? 상상하기로는… 무엇인가를 힘차게, 열심히 만들어낸다는 암시적 표현이 아닐까 싶다. FM이 나오기 전에 AM이 널리 쓰였는데 어떤 설계자가 공정관리차원에서 식별이 용이하도록 색을 입혔고 그것이 관행적으로 계속 쓰이고 있는 경우?
(출처 및 좋은 글 : http://einstlab.web.fc2.com/AMsuper/AMsuper.html)
두 번째는 중간주파수트랜스(IFT; Intermediate Frequency Transformer)로서 코어 색상은 위 사진과 같은 순서로 노란색, 백색, 흑색을 쓴다. 발진코일 안에는 구리선만 감겨 있지만 IFT는 중간주파수로 약속된 455Khz에 LC동조가 될 수 있도록 별도 콘덴서를 내장한다는 점이 다르다. 다단 증폭을 한다면 IFT의 갯수도 많아질 것. 참고로 진공관에 쓰이는 코일류는 특별한 색상을 지정하지않고 높이와 크기가 꽤 크다.
이런 정도를 가지고 이 산요라디오 PCB의 코일들을 분류해보면 다음과 같다.
(맨 우측 Det. OUT 검파출력 → 볼륨 → #4 AF IN → #5 프리앰프 출력 → 외부 TR. 증폭기 → 스피커)
(AN253P 순수히 TR 등 기본 소자만 집적한 구형 IC. Quadrature 검파로직에 파워앰프까지 내장한 CXA1019 등 최근의 통합 칩들과는 기술수준이 크게 다르다. 여기서, 최신형이 무조건 좋은 것은 아닐 수 있다는 점 강조. 데이터-시트 : https://compelectronic.com/pdf/an253.pdf)
(D는 AM 검파코일. 논거? Diode 하나가 근접해 있다. 동일한 논리로 A는 FM 검파회로의 코일. 비율검파용 다이오드 두 개 근접배치된 상태. B는 발진코일 포함하므로 AM용 코일들로 추정. 그렇다면… C는 FM용 )
SSG(AMFM Stereo Signal Generator) 없이 기준신호를 주입할 방법은? 없다. 대신 모종의 기준점을 만들어내면 된다. 먼저, 현 위치에서 가장 잘 들리는 방송을 하나 선택하고 1) IFT 코일들을 가지고 검파 다이오드에서 가장 가까운 것부터 먼 것으로, 2) 마지막에 빨간색 OSC 코일을 살짝 건드려가면서 1) 최대 음성출력이 나오고 2) 잡음이 가장 작은 포인트를 찾는다. 1항은 455Khz 동조점을 찾는 것이고 2항은 455Khz 동조가 정립된 후 OSC를 미세조정한다는 논리이다.
그리하면 위 사진을 기준으로 D → B그룹의 흑색 → 노란색 그리고 적색순.
이렇게 놓고 보면 전체적인 부품배치는 꽤나 엉망이다. 큰 플로우는 눈에 들어오지만 AM회로, FM회로가 일목요연하게 모여 있지않고 여기저기 산재되어 있음이니… 특이한 다이얼 구동부가 상당 공간을 차지해버려 어쩔 수 없었던 듯.
■ VARI-CON의 조정
유전율이 높은 PVC를 사용한 소형 바리콘. 흔히 폴리바리콘이라 불리우고 겉면에 A(ANT), O(OSC), G(GND)와 같은 문자열 또는 C1, C2와 같은 단자 식별기호가 표기되어 있다. 막상은 늘 혼란스러운데… 대략 적색 발진코일에 가까운 쪽이 AM. 반대는 FM이다. 가운데 핀은 GND 접속. 수평면 기준 두 트리머 중 하나는 AM이든 FM이든 OSC이고 나머지는 선국위치 조정용.
(잘 안보일 때의 비주얼 해석(예시) : (1) 6개 핀들의 연결 추적 : Bar Antenna가 연결된 곳이 AM RF, 가운데는 GND, 당연히 남은 것은 AM OSC. 블록의 반대편은 FM이다. 대칭배치를 가정하고 AM RF 건너편이 FM RF, 그 다음은 GND, 남은 것은 FM OSC. (2) 트리머들의 용도 : AM RF, AM OSC, FM RF, FM OSC 중 투명 케이스를 통해서 보이는 트리머의 연결점을 추적)
(C1, C2… 심볼의 의미. 출처와 글 : https://www.petervis.com/electronics/tuning-capacitor/tuning-capacitor.html)
아무튼 트리머를 살짝 돌려가며 1) 다이얼과 방송국의 대략적인 위치를 맞추고 2) 소리가 가장 잘 나오는 포인트(정확한 국부발진점)를 찾는다. 그런데 작은 포켓 라디오에서 정확한 위치 동기화는 현실적으로 대단히 어려운 일이다. 위치변량이 워낙에 작고 보는 각도에 따라 매번 달라진다.
(Mitsumi의 핀 배열(예시) : ANT는 AM RF, OSC는 AM OSC 상면 가운데는 GND. 그 반대편은 좌로부터 FC2=FM RF, GND, FC1=FM OSC)
(PVC-2LXT의 정전용량, 동작커브 등 정보로 다양한 변수가 있다. 그러므로 바리콘 고장났다면 데이터-스펙을 먼저 확인하고 동종품으로 교환함이 합당하다)
일본 Mitsumi와 같은 신뢰성 높은 제품을 만드는 전통적인 메이커도 있고 제작사 미상의 싸구려 중국산 제품들도 눈에 띈다. 후자는 일정 시간이 지나면서 튜닝불량(튜닝 다이얼을 돌릴 때 딱!딱!거리는 전기잡음이 생김)이 생길 가능성이 높은데 최근의 소니, 파나소닉 포켓 라디오조차 저질 바리콘 때문에 소비자 불만이 제기되기도 한다. 아나로그 오디오가 사양길에 접어들은 게 오래전이다. 크게 주목받지 못하는 포켓 라디오라면 더 더욱…
■ 선형성과 칼리브레이션
낮은 주파수(예: 700Kh 대), 높은 주파수(1400Khz 대)에 있어서 조정결과가 약간씩 다를 수 있으므로 각각을 반복조정한다. 이것은 일종의 2-Points Calibration으로 최소한의 선국 선형성을 보장하기 위한 조치. 이렇게 하지않으면 특정 주파수는 잘 들리지만 나머지는 엉망인 상태가 될 수 있다.
■ 실제 작업
부품이 없어서 누락했던 0.1uF 교환하고… 3편에서 정리.
