글쓴이 : SOONDORI
“빈티지 잡지는 과거로 가는 좋은 통로이다” 다음은, ‘Electronics Australia’ 잡지 1975년 10월호에서 발췌한 것.
* URL : https://archive.org/details/EA1975/EA%201975-10%20October/page/n55/mode/2up?view=theater
Commercial front ends for PM 146 FM-AM tuner | 새로운 FM/AM 스테레오 튜너의 VHF 프런트엔드 부분을 다루는 데 다소 불안함을 느끼시는 분들을 위해, 여러 상용 프런트엔드 모듈 중 하나를 대체하는 방안을 검토해 보았습니다. 이 글에서는 이러한 모듈을 사용하기 위해 필요한 사항을 설명합니다.
7, 8, 9월호에 소개된 새로운 FM/AM 스테레오 튜너 설계의 일환으로, FM 프런트 엔드 유닛에 대한 자세한 내용을 소개했습니다. 이 유닛은 가정용으로 특별히 설계되었으며, 간단한 구조와 고성능과 안정성을 겸비한 회로를 갖추고 있습니다. 하지만 VHF 회로에 대한 경험이 부족한 분들은 이러한 프런트 엔드를 구축하는 데 어려움을 겪을 수 있으므로, 상용 프런트 엔드 모듈로 대체하는 것이 대안이 될 수 있다고 제안했습니다.
이러한 대안을 모색하고자 하는 분들께 도움을 드리고자, 현재 시판 중인 일부 상용 프런트 엔드를 살펴보고 적합성을 검증했습니다. 본 기사에서는 그 결과를 제시합니다.
대체적으로 모든 상용 유닛은 저희가 직접 제작하는 프런트 엔드보다 가격이 높으며, 제공되는 기능에 따라 가격이 다소 차이가 있습니다. 하지만 대부분의 제품은 완제품 상태로 바로 사용 가능하다는 점을 고려하면 상당히 합리적인 가격입니다. 아마도 가장 좋은 방법은 우리가 확인한 각 프런트 엔드를 각각 살펴보고 기능, 장점 등을 논의하는 것일 것입니다. 그런 다음 어떤 프런트 엔드를 사용할지는 독자에게 맡기겠습니다.
우리가 살펴본 모든 프런트 엔드는 일본(*)에서 제조되었으며, 가장 먼저 눈에 띄는 것은 필립스 엘코마(Philips Elcoma)에서 수입한 것입니다. 평형 안테나 입력을 사용하는 경우, 접합 FET RF 단 앞에 신호 주파수에 맞춰 튜닝된 회로가 하나 있습니다. 그 뒤에는 대역 통과 배열의 튜닝된 회로 두 개가 있습니다. 믹서는 국부 발진기에서 믹서 베이스로 주입되는 일반적인 바이폴라 트랜지스터입니다. 국부 발진기 또한 콜피츠(Colpitts) 회로의 바이폴라 트랜지스터를 사용합니다. 10.7MHz의 IF 출력은 변압기를 통해 이루어지며, 출력 임피던스는 300옴입니다.
* 예나제나… 기계공작 분야의 여건을 생각하면 납득이 된다.
AGC는 JFET RF 증폭기의 게이트에 적용될 수 있으며, 여기에는 음의 AGC 전압이 필요합니다. 국부 발진기에 AFC를 적용할 수 있는 기능은 없는 것으로 보입니다. FM 프런트 엔드용 4개의 갱 섹션 외에도, 동일한 어셈블리에 AM 튜너에 사용할 2개의 갱 섹션이 통합되어 있습니다. 이 섹션들은 동일하며, 정전용량 범위는 최소 10pF에서 최대 426.4pF입니다. IF 스트립 및 디코더와의 호환성 측면에서, 이 장치의 전원 공급에는 문제가 없습니다. 12V가 필요하고 사용 가능하기 때문입니다. 평형 안테나 급전선을 사용하려는 경우 직접 연결할 수 있습니다. 반면, 평형 선에는 발룬 변압기가 필요합니다. 300Ω 출력 임피던스는 IF 증폭기에 적절하게 매칭됩니다.
이미 언급했듯이 AFC는 없는 것으로 보입니다. 제공된 발진기 안정성 수치를 살펴보면 매우 우수한 것으로 보이며, 제조사가 AFC가 실제로 필요하지 않다고 판단한 것으로 보입니다. AFC를 발진기에 장착할 수 있다는 것은 분명하지만, 이를 위해서는 내부적으로 직접 변경해야 합니다. 따라서 프런트 엔드 작업을 쉽게 만들겠다는 의도는 무산될 것입니다.
AGC의 경우, IF 1C에서 제공하는 AGC는 양(+)의 값을 가지므로 듀얼 게이트 MOSFET에 더 적합하기 때문에 쉽게 구현할 수 있는 부분이 많지 않습니다. AFC와 마찬가지로, 전원 공급 장치에 음(-) 출력을 추가하고 회로를 추가하는 방식으로 이 문제를 해결할 수 있을 것입니다. 하지만 이 또한 저희의 목적을 달성하지 못하는 것입니다. 다행히 신호 강도가 매우 강한 곳을 제외하고는 AGC가 절대적으로 필요한지는 의문입니다.
AM 튜너에는 두 개의 갱 섹션만 있고 섹션당 커패시턴스가 426pF이므로 AM 튜너 섹션에 호환성 문제가 있는 것은 분명합니다. 섹션당 240pF의 3갱 커패시터를 사용했기 때문입니다. 실제로 이 문제에 대한 비교적 간단한 해결책은 RF 증폭기와 믹서 사이의 회로를 튜닝하는 두 번째 섹션을 생략하는 것입니다. 코일은 관련 부품과 함께 장착되지만 튜닝되지 않습니다. 이로 인해 감도가 눈에 띄게 떨어지지만 심각하지는 않으며, 프런트 엔드 선택도도 다소 저하됩니다. 일반적으로 이는 크게 중요하지 않습니다.
커패시턴스가 코일의 설계 용량보다 훨씬 크기 때문에, 첫 번째 섹션과 안테나 코일에 직렬로 560pF의 패더 커패시터를 추가하면 이 문제를 해결할 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 그리고 발진기 회로의 200pF 패더 대신 150pF 패더를 사용합니다.
이 특정 프런트 엔드를 살펴보기 전에, Elcoma에서 이전 제품과 유사한 보조 프런트 엔드도 함께 제공한다는 것을 알게 되었습니다. 이 프런트 엔드는 세 개의 AM 갱 섹션으로 구성되어 있으며, 모두 동일하고 섹션당 426pF의 커패시턴스를 갖습니다. 이 프런트 엔드는 중간 AM 섹션을 사용하여 RF 증폭기의 출력 회로를 튜닝할 수 있다는 점에서 저희 목적에 매우 적합합니다. 안테나 코일과 마찬가지로 이 위치에 560pF 패더를 장착해야 합니다.
나머지 두 개의 프런트 엔드는 Audiosound에서 수입하여 Watkin Wynne Pty Ltd(32 Falcon Street, Crows Nest, NSW 2065)에서 유통합니다. 이 장치 중 하나는 방금 설명한 장치와 거의 같은 등급이며, 다른 하나는 더 정교하고 전문적인 용도에 적합합니다. 먼저 간단한 장치부터 살펴보겠습니다.
안테나 입력은 밸런스드 및 센터탭 방식으로 구성되며, 신호 주파수에 맞춰 튜닝된 회로를 통해 듀얼 게이트 FET RF 증폭기로 연결됩니다. FET의 첫 번째 게이트에는 AGC가 적용됩니다. 여기에는 음의 AGC 전압이 필요합니다. RF 증폭기와 믹서 사이에는 신호 주파수에 맞춰 조정된 회로가 하나 있는데, 바이폴라 트랜지스터입니다. 믹서의 10.7MHz 출력은 변압기를 통해 전달되며, 이 변압기의 2차측에는 용량성 분배기가 연결되어 300Ω의 출력 임피던스를 제공합니다. 국부 발진기는 바이폴라 트랜지스터와 AFC 기능을 갖춘 콜피츠(Colpitts)입니다. 이 발진기에는 음의 인가 전압이 필요합니다.
안테나 입력은 평형화되고 중앙 탭으로 연결되며, 신호 주파수에 맞춰 튜닝된 회로가 듀얼 게이트 FET RF 증폭기로 연결됩니다. FET의 첫 번째 게이트에 AGC가 인가되도록 설계되었습니다. 이를 위해서는 음의 AGC 전압이 필요합니다. RF 증폭기와 믹서 사이에는 신호 주파수에 맞춰 튜닝된 회로가 하나 있는데, 바이폴라 트랜지스터입니다. 믹서의 10.7MHz 출력은 변압기를 통해 전달되며, 변압기의 2차측에는 용량성 분배기가 연결되어 300Ω의 출력 임피던스를 제공합니다. 국부 발진기는 바이폴라 트랜지스터와 AFC 기능을 갖춘 콜피츠(Colpitts)입니다. 이를 위해서는 음의 인가 전압이 필요합니다.
안테나 입력이 평형화되어 있으므로 300Ω 급전선을 직접 사용할 수 있습니다. 또한 입력 코일이 중앙 탭으로 연결되었으므로 한쪽과 접지 사이에 75Ω 동축 급전선을 직접 연결할 수 있습니다. 또는 일반적인 방식으로 발룬(balun)을 사용할 수도 있습니다.
앞서 설명한 장치와 마찬가지로, 이 장치는 테스트 결과 음전압 AGC가 필요했으며, 동일한 조건과 설명이 여기에도 적용됩니다. 이 경우 AFC가 제공되지만, 제조업체에서 공급하는 경우 음전압이 필요합니다. 그러나 수입업체로부터 향후 다이오드를 역전시킬 예정이라는 확답을 받았습니다. 따라서 저희 IF 스트립에서 제공하는 양전압을 이 프런트 엔드에 사용할 수 있습니다.
필요한 전원 공급 장치는 12V이므로 쉽게 구할 수 있습니다. 또한, 300Ω의 IF 출력 임피던스는 10.7MHz 세라믹 필터에 정확하게 매칭됩니다. 튜닝 갱은 AM 튜너에 사용하기 위한 세 개의 섹션으로 구성되어 있으며, 특히 한 섹션이 패더리스 발진기 섹션이기 때문에 저희의 요구 사항을 충족합니다. 섹션당 최대 240pF의 정전용량을 사용하여 방송 대역을 매우 편안하게 커버할 수 있었습니다. 일반적으로 사용 가능한 Roblan 3-갱 패더리스 AM 갱은 두 RF 섹션에 최대 200pF, 발진기 섹션에 90pF의 정전용량을 가지고 있으며, 이 값만으로도 대역을 커버하지만 여유 용량은 거의 없습니다.
논의 중인 프런트 엔드 갱은 각각 190.6pF로 표시된 두 섹션으로 구성되어 있으며, 발진기 섹션에는 76.5pF가 있습니다. 언뜻 보기에는 이 값들이 대역을 제대로 커버하기에 충분하지 않아 보이지만, Roblan보다 최소 정전용량이 낮기 때문에 정전용량이 낮음에도 불구하고 대역을 커버할 수 있습니다. 하지만 코일의 슬러그를 조금 더 깊이 조여야 합니다.
논의 중인 프런트 엔드 갱은 각각 190.6pF로 표시된 두 개의 섹션으로 구성되어 있으며, 발진기 섹션은 76.5pF입니다. 언뜻 보기에는 이 값들이 대역을 제대로 커버하기에 충분하지 않아 보이지만, Roblan보다 최소 커패시턴스가 낮아 더 낮은 커패시턴스에도 불구하고 대역을 커버할 수 있습니다. 하지만 코일의 슬러그를 조금 더 조여야 합니다.
마지막으로, 더 정교한 장치에 대해 알아보겠습니다. 진행하기 전에 이 장치는 FM 전용이며 튜닝 갱에 AM 섹션이 없다는 점을 짚고 넘어가겠습니다. 안테나 입력은 75옴 불평형이며, 그 뒤에 신호 주파수에 맞춰 튜닝된 회로가 듀얼 게이트 FET RF 증폭기로 연결됩니다. RF 증폭기의 출력과 듀얼 게이트 FET 믹서의 입력 사이에는 세 개의 튜닝된 회로가 캐스케이드 방식으로 연결되어 있습니다. 이는 신호 주파수에서 4개의 동조 회로를 사용함으로써 IF 파과 및 이미지 주파수에 대한 탁월한 프런트 엔드 제거 성능을 제공합니다.
10.7MHz에서 IF 출력은 이중 동조 변압기를 통해 이루어지며, 출력 임피던스는 500Ω으로 조정됩니다. 820Ω 저항을 사용하여 션트하여 300Ω을 생성하고 10.7MHz 세라믹 필터에 매칭할 수 있습니다.
원래 프런트 엔드는 FM IF 시스템에서 분리되었으며, 각 상용 프런트 엔드를 차례로 연결하고 이상적이지 않은 조건에서 테스트했습니다. 테스트는 저희 실험실에서 실내 수직 접이식 다이폴 안테나를 사용하여 수행되었습니다. 시드니에서 운영되는 공식 FM 방송국 하나 외에도, 사용 가능한 다른 신호는 각각 91.75MHz, 100.75MHz, 107.75MHz의 3, 4, 5번 채널의 음향과 4번과 5번 채널의 영상 반송파입니다.
모든 장치는 전 대역에 걸쳐 청취 테스트에서 좋은 성능을 보였습니다. 2MBS-FM 외에도 앞서 언급한 세 개의 TV 채널 음향을 들을 수 있었습니다. 3번과 5번 채널은 약 80마일(약 128km) 떨어져 있으며, 4번 채널은 그 절반 정도 떨어져 있습니다. 영상 반송파가 매우 뚜렷하게 보였지만, 제대로 조정했을 때 AM 수신 감도가 매우 좋아서 특유의 잡음이 거의 들리지 않았다는 점도 흥미로웠습니다. 이 기능은 원래 모델에 있던 기능이며, 현재 90mm 길이의 눈금 대신 140mm 길이의 눈금이 필요할 것입니다. 전면 패널 창에 이를 수용할 공간이 있습니다.
요약하자면, 다이얼 스케일 문제는 여전히 남아 있지만, 두 개의 작은 프런트엔드는 저희 튜너에 큰 어려움 없이 장착할 수 있습니다. 현재로서는 새로운 다이얼 스케일을 포함하여 필요한 수정 사항에 대한 구체적인 내용을 제공할 계획은 없지만, 향후 수요가 분명하다면 검토해 보겠습니다. 독자분들이 두 개의 큰 유닛 중 하나를 고려하고 계신다면, 물리적 레이아웃을 변경해야 하며 이는 개인의 재량에 맡겨야 합니다. 이 글이 인쇄될 무렵에는 전국적으로 더 많은 FM 서비스 도입을 위한 더 많은 진전이 있었으면 좋겠습니다. 아마도 조금 더 기다려야 할 수도 있겠지만, 실제로 그렇게 된다면 기다릴 만한 가치가 있을 것이라고 확신합니다.
PM-146 튜너는 무엇?
