글쓴이 : SOONDORI
튜너 통제용 직교검파 회로의 2차 측 CAN 코일을 만지작거리고 나서 튜너의 동작 상태가 매우 좋아졌는데, 여전히 고조파가 관측되는 문제가 있다.
그 주범으로 음성 신호를 다루는 비율검파 회로와 MPX IC 입력 핀 사이에 있는 다극 LPF를 지목하였고…
* 관련 글 : 삼성전자 소노라마 S36T 오버홀 (8), LC TANK의 튜블러 커패시터
■ 다극 LPF 분해
플라스틱 클립을 살짝 밀고 2개 코일 뭉치를 꺼내면 된다.
신호 흐름은 적색 코어 쪽에서 흑색 코어 쪽으로.
다음은 획득한 결선도. 딱 하나 있는 튜블라 커패시터의 값은 217.8pF@1Khz/ESR=845오움. 이때 인덕턴스 관측은 생략. 왜냐하면…
우선, 위 결선도를 PCB에 투영해 보면 다음과 같다.
가만히 보면 배선이 안 된 곳이 있음. 그리하여 신호흐름은 입력 핀 → 코일 B → 코일 D → 출력 핀 순. 연결 패턴의 부재로 코일 A와 코일 C 그리고 커패시터 F는 신호 처리에 관여하지 않는다.
즉, LC 필터가 아니고 그냥… 일종의 ‘거대 공갈빵’ 필터이다.
설마 누군가 엉뚱한 것으로 대체한 것일까? 그럴 가능성은 별로 없다고 보고… 어쨌든 코일을 직렬 연결하면 인덕턴스가 증가하니까 결론은 수 mH짜리 코일 한 개를 배치한 것과 같다. 나름의 Cut Off 효과는 있을 것이나 다극(多極)은 무슨…
(시간 흐른 후)
■ MPX IC 입력과 출력
이후의 종합 판단을 위해 미리 기록해 두는 내용으로서, MPX IC #2 입력 핀 파형은 다음과 같다. (여기서, 53Khz는 잠시 무시)
MPX IC #5, #6 출력 핀의 파형은 다음과 같다.
53Khz는 최종 LPF에서 커팅될 것이고 1Khz 주변의 소소한 돌출 파형은 무시할 수 있다고 보고… 일단, 위 기준 정보를 가지고 다음 회로 영역으로 이동.
■ 포스트 앰프의 중심, TA7322P IC
다음은 일반 OP.AMP와는 약간 다른 속성을 가진, 9핀 Low Noise OP.AMP인 TA7322P의 참조 회로도.
S36T 회로도에서 <비율검파 후 신호>는 AM/FM 스위치 → 0.1uF → TA7322P #3 입력 핀 순으로 흐른다. 그 흐름대로 포인트 파형을 관찰해 보면,
1) 위상 보정용이라는 #2핀의 파형. 대체로 <MPX OUT> 파형과 같으니까 넘어감.
2) #3 입력 핀 파형은… 뜻밖에도 너무 지저분하다. 왜 그럴까? WHY?
3) 당연히 #3핀 입력 신호에 종속되는 #7핀 출력 파형도 지저분함. 현 상태를 다른 말로 표현하면, OP.AMP와 주변 회로의 탓이 아니라 #3핀 입력 신호의 품질이 문제인 것.
4) 그 지저분한 출력 신호가 포스트 앰프에 있는 최종단 LPF를 거치면 아래와 같이 된다. 웨이브 스펙트라로 관측했던 것과 유사한 내용.
이쯤에서 상황을 정리해보면,
1) 프론트엔드~IF 영역까지 정상.
2) IF 영역~MPX IC 사이를 메꾼 다극 LPF는 그냥 덩어리 코일과 같은 존재. 뭐… 그런가 보다 하고 넘어감.
3) MPX IC 입력 대 출력 반응은 정상.
4) 포스트 앰프 영역 내 OP.AMP 입력 신호에 심각한 문제가 있고 그에 따라 문제 있는 신호가 출력되고 있다 → 시킨 대로 정확하게 반응한 포스트 앰프는 무죄.
5) 최종단 LPF가 열심히 잡신호를 제거하였고… 그나마 웨이브 스펙트라 또는 위에서 직접 관찰한 RCA 단자의 파형을 제시하고 있는 것.
그러면, MPX OUT ~ TA7332P #3핀 사이 구간에 정신 산만한 고조파의 생성 원인이 숨어 있는 것이 된다.
예를 들어, AM/FM 전환 스위치의 접점 상태, PCB의 상태나 냉땜, 0.1uF 커플링 커패시터의 상태, 470오움 저항의 상태, #2핀에 연결된 0.047uF 커패시터의 상태, #3에 연결된 47uF 전해 커패시터는 신품 교환을 했으므로… 그러나 혹시 PCB 레전드가 바뀐 것일까? 아무튼, 그 뻔한 구간에도 개입 변수는 여러 가지이다.
(시간 흐른 후)
일단, 위상 보정용 0.047uF, 입력 커플링용 0.1uF 마일러 커패시터를 분리하고 상태를 측정하였다. 쉽게 문제를 파악할 수 없음.
긴가민가… 혹시 몰라서 신품 Wima 0.15uF, 신품 0.047uF으로 교체하고 주변 세라믹 커패시터도 검사하고 반대편 채널과 파형을 비교해보고… 혹시나 싶어서 메인 보드~전면부 스위치 사이를 오가는 전선 뭉치를 건드려 보았는데,
아이쿠! 파형에 변화가 감지된다.
전자회로 및 부품의 문제가 아니었던 것이다. 초기 육안 검사에서 놓친, 전면 스위치 연결 케이블 냉땜이 원인이었고… 실로 망연자실.
증상이 사라진 직후 관측한 L/R RCA 단자의 파형은 다음과 같다. 여기서, 신호 흐름상 RCA 단자가 PC 쪽 입력 단자보다 앞선 위치에 있으니까 오실로스코프 파형을 우선하는 게 맞다.
(▲ 53Khz의 미세 흔적이 있지만, 전체적인 모습은 충분히 수긍할 수 있을 정도이다)
이러면 웨이브 스펙트라의 고조파는 PC 연결 케이블이나 기타의, 튜너 동작과 무관한 원인이 만들어낸 것. 그냥 무시해도 좋은…
갑자기 맥이 풀려버림.
(시간 흐른 후)
나머지 채널도 신품으로 교체하고, 물리 변수로 작용하는 냉땜 포인트 찾기.
특별한 방법은 없음. 앞선 작업에서 육안 관찰했던 냉땜 가능 포인트의 땜을 모두 제거하고 다시 땜한다. 그리고 케이블 와이어의 흔들림에 반응하는지를 확인한다. 반응 없으면 그 모종의 원인은 제거된 것이다.
그렇게 했고… 내친김에 TP6에서 53Khz가 관찰되는지를 확인해보았다. 53Khz도, 고조파도 완전히 사라짐.
이제… 오버홀에 의한 최종 THD 실현값은 0.09% 이하. NICE! (내용 수장, 완전한 착각이다. 0.29%이고 5편 글의 작업에서 THD 0.0125% 시현한 적이 있음. 계속해서 0.1%를 원하는데… 다음 글에서 재검토)
여기까지의 작업을 묘사적으로 표현하면, 건물 입구에 들어가서 복도를 지나 안쪽에 있는 식당 문을 열고 자리를 배정 받은 다음 의자에 앉은 정도? Dial Span 조정을 포함하는 제로 베이스 재 튠업, 폐기한 백업 배터리를 대체할 방안 마련, LED 조명 대체, 패널 세척 등 소소한 잔가지 작업이 남아 있다.
THD 재검토를 포함하여, 다음 글에서 계속.
* 관련 글 : 삼성전자 소노라마 S36T 오버홀 (10) 단심 배선재와 기기 내부의 방사성 노이즈
○ 선의로 선뜻 회로도를 건네주신 박*수 님에게 다시 한 번 더 감사를 드리고… 회로도에 기댈 수 없었다면 정말 많이 힘들었을 것이다.
* 다운로드 : 삼성전자 소노라마 S36T 튜너 회로도-병합
○ 빈티지 국산 튜너 중 가장 높은 설계 수준을 갖고 있다고 주장하고 있는 삼성전자 S36T. 그런데 원천 설계 회사는 어디?
○ (내용 추가) 최초 시험 관측한 THD는 3.5%였다. 이후 단위 작업에 의해 1.5%, 0.6%, 0.4%, 0.3% 그리고는 0.29%. 그 정도가 1980년대 아니, 1970년대 말에 설계된 튜너의 한계일까?
잠시 궁리해 보면,
1) IF IC, Sanyo LA1231N
데이터시트의 어떤 어떤 조건에서, Low Distortion 0.05% Typical, 0.3% Max., S/N 78.5dB Typical이라고 언급됨.
2) MPX IC, HA11223W
역시 어떤 어떤 조건에서 THD 0.02% Typical, 0.08% Max., S/N 87dB, 분리도 45dB이라고 한다.
오로지 두 개 IC만 배치되었는데 둘 모두 최악의 조건에서 동작한다고 상상하면, [ IF IC 0.3% Max.] × (1 + MPX IC 0.08% Max.] = 0.0003 × 1.00008 = 0.000 3000 24. 그러면 정말 0.3%가 마의 벽이라도 되는 것인지? 막무가내로 기대하는 0.1%는 도저히 불가능?
참고로, 예전 글에 기입해 놓은 내용으로서 인켈의 명품 TD-2000 튜너의 스펙은 다음과 같다. THD는 최소한 고급 튜너의 반열에 있음.
감도 1.7uV(FM), THD 0.09%(Stereo), S/N 82dB(Mono), 분리도 55dB@1Khz, HA12412 + HA12016, 1982년 소개.
데이터시트를 보면, TD-2000/HA12412의 스펙이 S36T/LA1231N의 스펙을 능가함. 그리고 LA1231N의 동작은 비율검파 품질에 영향을 준다는 점에 유의.
[ HA12412 ]
S/N 88dB@100dBu, 어떤 어떤 조건에서 THD 0.01% Typical, 0.08% Max.
[ HA12016 ]
어떤 어떤 조건에서 S/N 88dB Typical, 모노 조건에서 THD 0.01% Typical, 0.08% Max.
한편으로 음성 신호를 취급하는 독립형 비율검파 회로가 100프로 정교하게 작동한다면, 국면이 다른 THD를 무시한다면, S36T의 IF IC가 튜너 통제용으로 사용되니까 위에 제시된 IF IC의 S/N 78.5dB보다 훨씬 더 좋은 S/N 값이 실현될 수도 있다. 논리상 85dB, 90dB, 100dB 그런 식으로. 이미 매우 낮은 위치의 Noise Floor를 목격한 바 있고…
그러면 직교검파와 비율검파의 분리 구조는 ‘음질 우선의 설계’가 되는데, 뭐… 그 시절의 IC 스펙이 거시기하여 욕구 충만한 설계자가 우회안을 만든 것일 수도 있고. 어쨌든, 동작 원리만으로는 비율검파가 더 효과적이고 특히, 고장 가능성과 관리 부담을 생각하면 당연히 비율검파가 쵝~오?
그럴리가… 비율검파에도 튜블라 커패시터가 개입하니까 훗날의 소비자에게는 매한가지.
