글쓴이 : SOONDORI
1979년에 소개되었다고 한다. (그러면, L-01T가 먼저? 아니면 KT-917이 먼저?) 자꾸 한국통신 KT가 연상되는 발음의, 전통적인 자태가 도드라지는 KT-917은 어떻게 돌아가는 것일까?
* 관련 글 : Kenwood KT-917 아날로그 튜너
그런 것은 아무도 이야기해 주지 않는다. 아는 사람도 없고, 잘 정리된 기록도 없고. 주야장천 그저, 뭐가 좋다~카더라는 누군가의, 평론가의 이야기만 돌고 돌고 돌고. 어떤 경우는 일본의 누가 그렇게 말했고 그대로 이야기하였으니 그것이 돌고 돌고 돌고.
상황이 좀 그~지 같다? 그런 은근한 홧김에, 서비스 매뉴얼의 회로도를 가져오고 특별한 정보를 담고 있는 독일어판 인터넷 팸플릿도 가져오기. 두 가지를 짬뽕 꾸러미로 만들기. 훗날 딱 한 사람만 참조해도 좋을 것이라는 기대 하에.
* 팸플릿 URL : https://www.hifi-archiv.info/Kenwood/Kenwood%20KT-917%20Prospekt/index.html
진지하게 의역한다거나 오탈자를 검토할 의사는 없음. 그냥 대충… 기록.
■ 프론트엔드
* 관련 글 : FM 튜너 프론트엔드 믹싱과 IF 추출
(From 서비스 매뉴얼) RF 증폭기 섹션에는 더블-더블-트리플 튜닝 시스템(ANT용 튜닝 단계 1개, RF용 튜닝 단계 2개)을 위한 와이드 갭 9갱 가변 커패시터가 있습니다. Q1으로 사용되는 CC3588DE는 넓은 입력 레벨/주파수 범위에서 낮은 잡음과 우수한 사각 응답을 특징으로 하는 DD-MOS FET(SD-306 선택)입니다. 또한 높은 전력 이득을 제공합니다. VR1은 Q1의 입력 응답을 최대 선형성으로 조정합니다. 서비스를 위해 S-미터의 최대 편향을 얻을 수 있도록 VR1을 조정하십시오.
두 번째 단계에서는 또 다른 이중 튜닝 회로가 공통 게이트 증폭기에 결합되는데, 이 증폭기는 낮은 입력 임피던스와 피드백 어드미턴스(yr)의 영향을 받지 않는 안정적인 증폭을 특징으로 합니다. 접합 FET 2SK125(Q2)는 우수한 사각 응답과 최소 왜곡 특성을 가지고 있습니다.
다이오드 D1~D4는 이중 평형 믹서(註, Double Balanced Mixer)를 구성합니다. 국부 발진기와 다이오드 브리지는 국부 발진기(LO)의 각 반주기에서 RF 입력 신호와 출력 회로의 연결을 번갈아 반전시키는 스위치 역할을 합니다. 결과 출력 스펙트럼은 RF 및 LO의 짝수 고조파를 억제합니다. RF 신호는 이 믹서에서 10.7MHz의 IF 신호로 변환됩니다. 전류원이 있는 차동 증폭기인 트랜지스터 Q3~Q5는 IF 증폭기를 구성합니다.
기존 방식과 마찬가지로, 국부 발진기는 회전 각도가 다이얼 보정과 정확하게 일치하는 가변 커패시터를 사용합니다. 국부 발진기의 블록 구조, 3차원 배선은 온도나 습도 변화로 인한 주파수 드리프트를 대폭 억제합니다. 국부 발진기에 제공된 버퍼 증폭기와 동조 버퍼 증폭기는 국부 발진 신호를 믹서에 안정적이고 효율적으로 공급하고 고조파 발생을 억제합니다.
(From 독일어 팸플릿) FM RF 앰프의 중요성 | 튜너의 전반적인 성능은 FM 프리앰프(註, 오디오 프리앰프가 아니라 RF LNA)에 따라 달라집니다. 이 단계는 혼잡한 VHF 범위 내의 많은 방송국에서 멀리 떨어진 송신기의 매우 약한 신호도 걸러낼 수 있을 만큼 충분한 입력 감도를 가져야 합니다. 반면에, 이웃 채널에서 들어오는 강력한 송신기를 효과적으로 억제해야 합니다. FM 프리앰프는 신호 대 잡음비를 결정하고 간섭을 제거합니다.
켄우드의 연구 엔지니어들은 기존 튜너의 IF 단계를 측정하는 동안 상당한 교차 변조 및 혼변조 왜곡을 발견했는데, 이는 주로 RF 증폭에 사용되는 기존 방식의 FM 프리앰프에 원인이 있는 것으로 의심되었습니다. 그러나 이러한 교란은 프리앰프 자체에 의해 발생하는 것이 아니라 다른 FM 및 텔레비전 송신기와 IF 단계 내에서 왜곡을 일으키는 정의할 수 없는 다른 요소에 의해 발생합니다.
이제 컴퓨터로 계산하고 정밀하게 제조된 9겹 가변 커패시터를 사용하여 이러한 교란을 완전히 제거하는 것이 가능해졌습니다. 듀얼 튜닝 안테나 입력 회로는 초선형 RF 증폭기에 결합되어 있으며, 이 증폭기는 전반적으로 이중 확산 MOSFET 트랜지스터를 갖추고 있어 넓은 동적 범위와 입력 신호의 높은 이득을 보장합니다.
이 Hf 증폭기와 다운스트림 증폭기 단계 역시 이중으로 조정되고 JFET 반도체를 탑재하여 고조파와 스퓨리어스파를 완벽하게 억제하여 두려운 교차 변조도 제거합니다. 다음 증폭기 단계는 3중 튜닝되어 차동 증폭기와 일정 전류 공급 장치가 있는 다이오드 링 믹서에 결합됩니다. 나머지 두 단계는 로컬 발진기를 형성하는데, 이는 튜닝 정확도, 주파수 안정성 및 균일한 스케일 교정에 필수적입니다.
혁신적인 쇼트키 다이오드를 장착한 링 믹서의 특별한 장점은 주로 매우 낮은 RF 왜곡에 있습니다. 입력 신호에 중첩된 신호는 믹서 출력에서 깨끗하게 분리되므로 순수한 10.7MHz IF 신호만 다운스트림 증폭기에 도달합니다. 튜너가 조정된 방송국이 교차 변조 주파수의 고조파와 동일한 주파수 범위에서 작동하더라도 간섭은 발생하지 않습니다. 버퍼링된 로컬 발진기는 온도 변동이나 습도와 같은 외부 간섭에 전혀 영향을 받지 않습니다. 이러한 외부 간섭은 일반적으로 주파수 드리프트를 유발하므로 높은 안정성과 스펙트럼 순도가 어떤 식으로든 영향을 받지 않습니다.
■ 펄스카운트 검파
우측 IC는 모델명을 찾을 방법이 없음. 넘어가고…
(From 독일어 팸플릿) 스테레오 신호의 복조 | 반송파로부터 분리된 유용한 신호는 복조기 출력에서 사용할 수 있습니다. 이러한 유용한 신호에는 다양한 구성 요소로 이루어진 디코딩되지 않은 스테레오 신호도 포함됩니다. 좌우 채널의 합산 신호(L+R), 38kHz 부반송파로 변조한 후 좌우 채널 신호의 진폭 차이에 해당하는 부반송파 신호(L-R), 스테레오 신호를 복조하는 데 사용되고 모노 및 스테레오 입력 신호를 구별하여 해당 신호만 처리하는 19kHz 파일럿 톤 신호입니다. 스테레오 복조기는 합산 신호에 모두 존재하는 좌우 채널의 신호를 분리해야 합니다. 이는 주 신호와 부반송파 신호를 더하기와 빼기로 분리하는 행렬 회로를 사용하여 수행됩니다.
이미 언급한 매트릭스 디코더 외에도, 스테레오 신호를 복조하는 데 잘 알려진 또 다른 구성 요소인 스위칭 디코더가 사용됩니다. 스테레오 프로그램의 경우, 송신기는 전자적으로 전환되어 좌우 채널의 신호가 고속으로 번갈아 안테나로 전송됩니다. 수신기에서는 두 신호를 다시 고속으로 스위칭하여 재결합하고 원래 신호와 동기화해야 합니다. 예를 들어, 송신기가 38kHz의 스위칭 주파수로 작동하는 경우 이는 스테레오 방송으로 달성될 수 있습니다.
* 관련 글 : Kenwood L-01T 튜너의 19Khz와 38Khz 취급 방법
동일한 주파수의 매트릭스 신호를 복조합니다. 현대의 튜너와 수신기는 주로 이러한 스위칭 디코더를 장착하고 있으며, 이는 매트릭스 디코더보다 더 쉽게 구성할 수 있습니다. 주 신호와 부반송파 신호를 분리하기 위한 필터가 필요하지 않습니다. 이로 인해 회로가 훨씬 간단해졌지만 안정성도 높아졌습니다.
(From 서비스 매뉴얼/인트로 코멘트) 펄스 카운트 검출기 | 이 독특한 검출기는 FM 송신기에서 방출되는 주파수 변조된 FM 신호를 유용한 NF 신호로 변환하고, 반송파 신호를 분리합니다. 이 검출기는 왜곡과 간섭에 면역이 있습니다. 이 제품의 개발은 고급 가전제품 분야에서 전환점을 이루었으며, 지금껏 경험하지 못했던 FM 재생 품질의 새로운 지평을 열었습니다.
새로운 Kenwood FM 스테레오 튜너 KT-917의 가장 큰 장점은 의심할 여지 없이 왜곡 감지 루프로, Kenwood의 또 다른 획기적인 혁신입니다. 이 장치는 IF 증폭기의 통과 대역을 지속적으로 모니터링하고, 발생할 수 있는 고주파 왜곡을 최소 지점으로 자동 복귀시켜 제거합니다.
이러한 기술 혁신은 아무리 혁명적이라 할지라도 고품질 튜너의 품질을 결정하는 것은 그 자체로는 아닙니다. 이 장치의 주요 임무는 FM 송신기의 변조기와 스피커 사이의 모든 자연적 장애물, 다시 말해 FM 신호의 시작점과 청취자의 귀 사이의 모든 자연적 장애물을 완전히 제거하는 것입니다. 여기에서는 1/1000000볼트 정도의 극히 낮은 신호 강도, 강력한 이웃 송신기로 인한 “막힘 효과”, 피할 수 없는 열에 의한 배경 잡음, RF 간섭 및 기타 교란과 같은 요소를 고려하지 않고 신호를 완벽하고 깨끗하고 투명하게 기록해야 합니다.
(From 독일어 팸플릿) 펄스 계수 복조(PCD) | 하이파이 스테레오 튜너에 펄스 카운트 복조가 도입되기 전까지 사용된 복조 회로는 특별히 선형적이지 않았고 종종 고조파 왜곡을 생성했습니다. Kenwood의 하이파이 기술에서는 이전에는 전문적 측정 기술에만 사용되었던 펄스 카운트 검출기를 사용해서만 최고 수준의 튜너에서 거의 초선형적인 복조 회로를 실현할 수 있었습니다.
펄스 카운트 검출기의 작동은 비교적 간단합니다. 주파수 변조된 IF 신호는 리미터 회로에 의해 동일한 진폭의 사각파로 분해됩니다. IF 신호 곡선의 양수 및 음수 반파는 펄스 폭이 IF 신호에 비례하는 사각파로 변환됩니다. 이 회로는 각 사각파에 의해 동기화되고, 미분기와 높은 에너지 밀도를 갖는 모노스테이블 멀티바이브레이터(플립플롭)의 도움으로 이를 동일한 진폭과 지속 시간을 갖는 펄스로 변환합니다. 하류 통합기는 펄스 밀도와 순서에 응답하고 정의된 기간 동안 그 수를 기록합니다. 따라서 적분기의 출력 신호는 펄스 시퀀스에 비례합니다.
펄스 카운트 검출기는 개별 펄스 사이에 실질적으로 간격을 측정할 수 없는 주파수에서도 완전히 선형적으로 작동합니다. 즉, 최대 주파수 편차 ±75kHz보다 높은 상한 주파수까지 작동합니다.
이러한 초선형성 외에도 펄스 카운트 검출기는 다른 주목할 만한 장점을 가지고 있습니다. 이것은 디지털 회로이므로 출력에는 Q(최대 전력) 또는 Q(출력 신호 없음)의 두 가지 논리 회로 상태만 가능합니다. 이러한 회로 상태에서는 소음 등의 방해가 발생할 수 없습니다. 이론적으로, 교란은 멀티바이브레이터가 작동하는 매우 짧은 시간 동안만 발생할 수 있습니다. 하지만 펄스 시퀀스가 매우 빠르기 때문에 이를 두려워할 필요는 없습니다. 일반적으로 펄스 카운트 검출기는 노이즈 레벨 등의 기준에 있어서 기존의 모든 복조기 회로보다 훨씬 뛰어납니다. 조정된 회로가 없으므로 펄스 카운트 검출기는 교정 작업을 필요로 하지 않습니다. 또한, 이 복조기는 높은 습도, 온도 변화 및 노화에 전혀 영향을 받지 않습니다.
■ 샘플앤홀드 MPX
(From 서비스 매뉴얼) S/H MPX (샘플 앤 홀드 MPX)
(1) 이론
파일럿 톤을 갖는 스테레오 방송 신호를 L 및 R 채널 신호로 복조하기 위해, 합성 신호를 시분할 신호로 간주하여 38kHz 부반송파와 동일한 주파수를 갖고 동기화된 신호를 생성하고, 합성 신호를 생성된 신호와 스위칭하는 복조 시스템을 사용합니다. PLL 회로에서 생성되고 입력 파일럿 신호와 동기화된 38kHz 신호는 대부분의 경우 스위칭 신호에 사용되며, 대부분 듀티 사이클이 50인 구형파입니다. 그러나 이 구형파 신호로 얻는 분리도는 누화 성분을 제거하는 회로를 사용하지 않을 경우 기껏해야 약 13dB입니다. 간단한 스위칭 회로를 사용하여 이러한 분리도를 개선하려면 스위칭 회로의 ON 시간을 줄여야 합니다
그러나 부반송파의 평균값을 스위칭 출력으로 사용하는 이 방법 역시 분리도에 있어 본질적인 한계가 있습니다. 따라서 부반송파의 피크점을 샘플링하여 유지하는 샘플 앤 홀드 시스템을 사용하는 스위칭 회로가 현재까지 가장 유리한 접근 방식입니다. 합성 신호 파형을 살펴보면 부반송파의 피크점에 포함된 정보는 왼쪽 또는 오른쪽 채널의 정보만 포함하는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 피크점에서의 분리도는 무한합니다
(2) 실제 회로 구성
부반송파의 피크 지점을 확실하게 포착하려면 스위칭 신호와 부반송파 간의 상대적인 타이밍이 가장 중요한 요소입니다. 이를 위해 PLL IC를 사용하여 복합 신호와 완전히 동상인 38kHz 스위칭 신호를 생성합니다. 신호는 듀티가 50인 구형파입니다. 따라서 듀티 비가 더 작고 선행 및 후행 에지가 더 가파른 펄스 신호로 변환됩니다. 신호의 후행 에지는 부반송파 피크와 타이밍이 맞춰집니다. 이를 위해 PLL 회로에 결합될 19kHz 파일럿 신호의 위상을 미리 이동시켜야 합니다. 따라서 위의 절차를 통해 부반송파 피크를 검출할 수 있습니다.
피크 전압은 커패시터에 다른 피크 전압이 인가될 때까지 커패시터에 의해 유지됩니다. 오류 없이 커패시터 양단의 피크 전압을 유지하려면 회로가 짧은 샘플링 간격을 추적할 수 있어야 합니다. 이를 위해 저임피던스 신호 소스에는 푸시풀 이미터 팔로워가 채택되고, 스위칭 소자에는 낮은 온 저항을 위해 상보형 FET가 사용됩니다. 스위치의 오프 상태에서 충전된 전압이 방전되는 것을 방지하기 위해 스위치는 높은 오프 저항을 가지며, 또한 스위치에서 볼 때 매우 높은 부하 임피던스를 위해 다음 단에 Bi FET 연산 증폭기가 사용됩니다
S/H MPX는 기존 스위칭 회로에 비해 변조 중 발생하는 부반송파 누설이 훨씬 낮아 부반송파 제거에 더 간단한 저역 통과 필터를 적용할 수 있으므로 분리 성능뿐만 아니라 음색 품질에도 유리합니다. 현재 측정 방식에서는 변조 중에 부반송파 누설을 측정합니다. 그러나 기존 스위칭 회로에서는 변조 중에 부반송파 누설이 훨씬 더 증가합니다. 이와 대조적으로 S/H MPX 회로는 복조 후 38kHz 성분의 진폭 변화가 적기 때문에 동적 부반송파 억제 비율이 더 높습니다.
(From 독일어 팸플릿) 샘플 앤 홀드 멀티플렉싱을 이용한 스테레오 신호 처리 | KT-917은 스테레오 신호를 디코딩하기 위해 디지털 샘플 앤 홀드 회로를 사용한 최초의 튜너입니다. 이 새로운 디코딩 방법의 주요 목표는 스테레오 채널 분리를 최적화하는 것입니다. 디코딩하는 동안 좌우 채널 신호는 38kHz 엔벨로프의 양(+) 및 음(-) 반파장에서 복구됩니다. 기존 디코더 회로에서는 피크 값이 다음 목적으로 사용되는 38kHz 신호를 변환하여 이를 수행합니다.
완전한 스테레오 채널 분리는 평균값으로 변환될 수 있습니다. 전송 중에 스테레오 신호의 원래 변조 레벨을 복원하기 위해서는 채널 분리를 제어하는 추가 회로가 필요합니다. “샘플 앤 홀드” 멀티플렉스 방식을 사용하면 이러한 회로 작업을 피할 수 있으며, 여전히 약 60dB의 스테레오 크로스토크 감쇠를 달성할 수 있습니다.
(From 독일어 팸플릿) 2단계 위상 잠금 루프(PLL) | 기존의 스테레오 복조기에서는 19kHz 파일럿 톤 신호의 주파수를 두 배로 하여 38kHz 스위칭 신호를 생성해야 합니다. 이는 일반적으로 인덕터와 커패시터로 구성된 LC 네트워크를 사용하여 수행되지만 온도 변동과 습도에 대한 민감도가 높아 안정적인 동작을 보장하지 않습니다.
최근 들어, 앞서 언급한 LC 소자 대신 집적 회로(IC)로 설계된 최신 위상 잠금 루프가 튜너와 수신기에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. PLL 위상 잠금 루프는 두 개의 서로 다른 신호를 지속적으로 비교하여 위상 관계를 자동으로 조정합니다.
이러한 PLL 제어 회로의 주요 장점은 인덕턴스(코일)나 커패시턴스(커패시터)가 필요하지 않으므로 안정성이 뛰어나다는 것입니다. 이러한 PLL 회로를 기존 방식으로 구성하면 매우 복잡하고 광범위할 것입니다. 위상 잠금 루프를 스테레오 복조기 시스템에 쉽게 사용할 수 있는 것은 점진적인 소형화와 IC 형태의 통합을 통해서만 가능합니다.
기존의 PLL 회로는 일반적으로 전송 신호를 가능한 한 빨리 기준 신호와 비교하여 “고정”할 수 있도록 광대역 주파수로 설계되거나 제한된 주파수 범위를 제어하기 위해 매우 좁은 대역 필터가 장착됩니다. 하지만 두 방법 모두 심각한 단점이 있습니다. 빠르게 반응하는 위상 잠금 루프는 간섭을 받기 쉽고 자체 잡음을 생성하는 경향이 있는 반면, 협대역 루프는 너무 느리게 반응합니다.
켄우드는 다음과 같은 해결책을 찾아냈습니다. 광대역 오류 전압 필터를 사용하여 19kHz 파일럿 캐리어의 신호를 선택적으로 필터링하여 기준 주파수와 비교했습니다. 두 주파수가 동기화되면(이를 “잠금”이라고 함) 2단계 PLL 회로에 의해 필터의 대역폭이 자동으로 줄어들고 복구된 신호는 파일럿 톤 신호와 정밀하게 결합되어 두 신호가 모두 “잠금”됩니다. 이 2단계 PLL 위상 잠금 루프를 사용해서만 복조기의 기존 PLL 회로에 내재된 결함(혼변조 및 19kHz 파일럿 캐리어의 불안정성 등)을 완전히 제거할 수 있었습니다.
■ 기타 특기 사항
(From 독일어 팸플릿) 표면 탄성파(SAW) 필터 | IF 필터는 지금까지 모든 고품질 FM 튜너와 수신기에서 특별한 문제로 여겨져 왔습니다. 이러한 필터는 가능한 한 위상 편이가 최소화된 정확하게 정의된 주파수 범위만 통과시키고, 통과 대역 위아래의 다른 모든 주파수는 완전히 억제되도록 설계되어야 합니다.
지금까지 사용된 IF 필터는 항상 선택성과 위상 동작 사이의 모호한 타협이었습니다. 표면 탄성파 필터의 도입으로 위에서 언급한 문제는 극복될 수 있었습니다. 이를 통해 개발자는 선택성 및 위상 동작과 관련된 기존의 상호 연관된 회로 문제를 개별적으로 해결할 수 있습니다. 켄우드에서 사용하는 SAW 필터는 컴퓨터로 계산되고, 약 8~10cm 길이의 변환기(컨버터)로 조정됩니다. 이러한 변환기는 전기 신호를 오디오 주파수로 변환합니다. 필터의 공진 주파수에 정확하게 맞춰진 오디오 주파수만 통과한 후 다시 전기 신호로 변환됩니다.
(From 독일어 팸플릿) 디엠퍼시스 | 튜너의 디엠퍼시스 회로는 선형 주파수 응답을 보장하는 데 필요한 고주파의 송신기 측 프리엠퍼시스를 보상합니다. FM 신호가 충분히 강하면 튜너의 고유 잡음은 리미터 회로에 의해 억제됩니다. FM 신호가 약하면 리미터 효과가 충분하지 않아 RF 노이즈로 인해 수신이 방해받는 경우가 많습니다. 그러나 고주파는 송신기에서 인위적으로 강조되므로(프리엠퍼시스), 수신기에서도 동일한 정도로 원래 수준으로 줄여야 합니다. 이는 디엠퍼시스 회로, 즉 톤 제어의 한 유형을 통해 수행됩니다. 디엠퍼시스를 송신기 측 프리엠퍼시스와 동일한 시간 상수로 수행하면 고주파 잡음을 억제하고 신호 대 잡음비를 크게 향상시킬 수 있습니다.
* Obituary-J/no meaning
