글쓴이 : SOONDORI
몸과 마음이 바빠서 대충 듣다가 청각적, 심적 불편함이 점점 포화 상태로. 그래서 즉흥 오버-홀을 진행하였다.
* 관련 글 : 서음전자 ST-4120 아날로그 튜너 (1), 참 예쁘다
■ 일사천리?
커패시터 교체 및 디엠퍼스 조정 후 다이얼 Span 확인을 포함하는 가벼운 프론트엔드 조정 → 검파코일 DC Balance 0.0V 설정 → MPX IC VCO 조정 → 분리도 조정용 가변저항은 L/R의 差가 아니라 THD가 최소화되는 조건으로. (실제로 그렇게 반응한다*) 이후 냉땜에 의한 Mute 오동작 문제로 여차저차 가변저항도 교체.
* (내용 추가, 20201.03.21) 윤상덕 님과의 대화에서 정리된 바, 흔한 L/R Balance 조절형 Sep. Adj가 아니라 Pilot Cancelling을 조절하는 가변저항.
(▲ Post Amp의 In과 Out 포인트. Out 포인트 신호는 AM/FM 절환 스위치 핀을 거쳐 그대로 RCA 단자까지 흘러간다)
(▲ 이 방법은 잘못된 것. 아래 쪽 글 참고. (내용 수정, 2021.03.21)윤*덕 님의 말씀도 있고 본래 그리하기도 했고… 측정해보니 4mV. OK!)
(▲ 이 회로의 디엠퍼시스는 46.8uS ≒ 50uS, (내용 추가) #4핀 Pilot Caneclling 조절용 가변저항 연결에 유의)
결과는?
SSG 98Mhz 70dBu 기준 RCA 단자 RMS 출력 약 0.88V, L/R 공히 THD 0.8% 수준. 따지고 보면 0.88v이 모호하고 서음전자가 팸플릿 한 귀퉁이에 적어 놓은THD 0.1%에 한참 못 미친다.
“엉망이다!” 이유는 복잡한 고조파 하모닉이 잔뜩이라서? 심지어 Wave Spectra가 눈 하나 깜짝하지 않고 7%대를 제시한다. 이게 뭐 하자는 이야기인지?
일단 그대로 두고… 소리는?
디엠퍼시스를 보정했음에도 고음 실종에, 보컬은 앞쪽으로 이동, 상대적으로 과한 저음. 그리고 음이 거칠어 귀가 살짝 피곤하다. 종합하건대 THD 이슈에 대역 밸런스 문제까지 있다는 이야기.
생각 없이 마구 달리다가 엎어진 형국으로… 뭔가 단순한 것을 놓쳤지 싶다.
(시간 흐른 후)
■ 오류 탐색
제기 이슈는 1) 과한 THD, 2) 대역 밸런스 부조화 두 가지.
○ THD 문제는 검파코일 조정의 기준점, DC Balance 측정 포인트가 잘못된 탓일 수도 있고… 대역 밸런스 문제에 대해 잠시 궁리를 하다가 윤*덕 님의 회로가 생각났다.
위 회로도 기준으로 출력부 3.3K오움과 222로 표기된 커패시터 2200pF(2.2nF)는 Low Pass Filter를 구성하고 Cut-Off 주파수는 약 21Khz. 디엠퍼시스 회로와 이 부분은 말 그대로 엿가락일 것인데, 75uS를 만들기 위해 IC #5/#6핀에 붙어 있던 현물 10,000pF에 병렬로 1만 pF 두 개를 덧대기 했으니…
“아쿠쿠! 직렬이 아니고 병렬! 이거… 천생 바보가 따로 없군!”
5000pF + 10000pF = 15000pF가 4.7K오움과 어울려 75uS가 되는데 합산 3만 pf이니 계산상 100uS. 그러니 고음은 하늘나라로 가고 남은 저음이 본의 아니게 나대고 그러면서 남성 보컬은 앞으로 쑥~! 그랬던 것.
○ 다음은 극단적인 THD 문제의 해결.
결론은 표준 IC 결선 회로도와 현물이 다르다는 것을 간과한 경우로서 IF IC #7과 #10핀으로 DC Balance(=동조 미터 영 점, T-Meter 영 점)를 직접 측정하면 안 된다. 그리하여 전압계 무시, 왜율계 최저점으로 조정하였다. THD는 L/R 공히 0.32%. 0.1%라는 명시적인 목표값이 있으니 아직은 많이 부족함.
일단 그렇고… 큰 이슈는 반복 시현되고 있는 n차 고조파.
(시간 흐른 후)
■ 모든 길이 로마로 통하듯 긴가민가 오류는 검파코일로 통한다?
시작한 일, 끝을 봐야 하니까 검파코일을 수정하기로.
으~라차차! PCB에 구멍 뚫으려는데… 어라? 구멍이 있다? CAN 분해하고 튜블러 커패시터 들어내고 드릴로 약간 넓히고 Primary, Secondary 양쪽에 100pF 붙이고는 속 시원한 마음으로 왜율계를 보니 여차저차 다음과 같다.
수긍할 만한 THD 값에도 불구하고 음 특질은 정말 만족스럽지 않다. 뭔가 거칠고 자극적이고… 현재의 느낌 그대로라면 결코 좋은 음색의 튜너라는 소리를 들을 수 없을 듯. 살펴보니 웨이브-스펙트라 반응도 여전함.
참 이상한 일이다. 도대체 이 무식한 잡음은 어디서 만들어지는 것인지?
(시간 흐른 후)
■ 모든 길은 아무 곳으로든 통한다
끙끙거린 후 결론은 Post Amp에서 생성되는 고조파가 원인. 그러니까 종단 출력부의 특성 문제이다.
(▲ IF IC OUT 커플링 뒷단(= MPX IC 입력)에서 측정. 정상이므로 프론트엔드~IF 회로는 이상 없음)
(▲ MPX IC #5/#6핀 Out 단자에서 측정. 프론트엔드~MPX까지 이상 없음)
(▲ Post Amp 출력 핀에서 측정. 그러므로… 두 개 트랜지스터로 구성된 증폭기 겸 필터 회로의 문제)
자, 이런 상황이면 같은 회로를 쓰는 윤*덕 님 DIY 보드에도 연결되는 공용 이슈가 되어 버린다. 양자 반응이 같다면 설계나 제조의 문제이고 다르다면 이 튜너만의 문제.
(시간 흐른 후)
■ 프론트엔드와 IFT
시그널 미터가 과하게 지시되는 게 이상했다. 마침 감도 조절용 가변저항이 없다. 그게… 어딘가에서 버릴 것이 제대로 버려지지 않고 전파이기만 하면 설렁설렁 거침없이 들어오며 강도 위주로 반응하는 시그널 미터는 Full 우선으로 반응하는 형국 같은 것.
잠시 궁리하다가 IFT 들어내고 튜뷸러 제거한 다음, 측정한 인덕턴스 값(100Khz 기준)에 코어 돌림 고려한 81pF를 붙이고… 그러나 이후 이어진 이상 반응에 한참을 갈팡질팡.
(▲ 검파코일 안쪽에 TOKO 문자, AM 코일 위쪽에 TOKO. 그러므로 이 부품도 일본 TOKO社 제조일 가능성 99.9%)
와중에 폐기 예정 파이오니어 튜너에서 IFT를 적출하고 비교해보기도…
“뭐가 이래?” 진땀 났던 방황의 원인은… 1차 측이 아닌 2차 측(0.175uH)을 만지작거렸던 탓. “이번에는 또 왜 그랬을까? 한번 더 바보짓을 했군!”
아래는 누가 만들어도 물리 현상은 같고 그래서 부품 스펙은 종종 엇비슷하다는 믿음이 있을 때만 참조할 수 있는 자료.
IFT 2차 인출 없는 4번 예시는 얇은 코일을 12번 감고 100pF를 붙였다고 하며 인덕턴스 값은 제시되지 않았다. 공진 주파수 공식에 100pF, 10.7Mhz를 대입, 역산하면 대략 2.2uH. 뭐… 그럴듯함? 페라이트 코어를 돌리면 인덕턴스가 증가하는데… “에라~ 모르겠다” 두 배쯤 되는 4.4uH 가정하고 그것에 47pF가 붙었다고 할 때 공진 주파수는 11.07Mhz가 나온다.
그래서 그렇게 조치하였고 이후 몇 pF 더 쓰자 작심하고 51pF로 변경하였다. 반응은 코어 돌림에 따라 오르락내리락하며 충분히 수긍할 수 있는 수준으로.
f = 1/(2 * pi * 루트(L * C))이고 51pF, 4.4uH 대입하면 10.62Mhz. 여기서, 코어 돌림에 의한 CAN 코일 전체 인덕턴스 증가는 코어 배제하고 측정한 2.015uF의 두 배쯤.
(▲ 프론트엔드 기판 영역은 상당히 민감한 곳. RF 처리 오류를 방지하기 위해 1) 세척제로 깨끗하게 플럭스 제거, 2) 땜 포인트와 포인트 사이에 고정제고 뭐고 일체 없는 조건으로, 3) 괜한 납땜 돌기도 최대한 억제)
그다음, 모든 고민의 주 원인인지도 모를 OSC 트리머를 교체하였다. 대충 10pF로. 전체 반응이 약간 안정된 느낌이다. 착시? 안위?
(▲ 인켈 TK-600과 같은 부품. 압축된 얇은 실리콘에 의해 접점이 유지되는 구조이고 극판 격리는 필름으로 처리되므로 수십 년 후에는 돌릴 때 오류가 생길 가능성이 있다고 본다. 실제로… 교체 전, 트리머를 돌려도 첫 번째 세라믹 필터 핀에서 IF 10.7**Mhz를 얻어낼 수 없었다. 교체 후 잘 된다는 것은… 구품이 문제였다는 뜻. 관련 글 : 인켈 TK-600 아날로그 튜너 (11), 번외 기록)
(▲ 교체 후)
(시간 흐른 후)
■ 용쓴 후 소리 들어보기
최종 결과는 THD 0.5%@Mono, 0.7%@Stereo.
0.3%대까지 내려갔었는데 그리고 더 낮은 값을 원하는데 도저히 안 된다. 뭔가 숨어 있거나 단단히 무엇을 착각하고 있거나 또는 테스트 환경의 문제이거나. 더는 집중할 형편이 안 되어서 이런 정도로 마감하고… 잠시 들어보았다.
RCA 출력 1.25V_rms이니 음량은 많이 크고… 전계가 좋은 곳에서는 좋은 소리를 들려줄 수 있는 튜너라고 생각된다. 실제로 LED 4.5/5 점등 조건에서 음이 꽤 차분하다. 아닌 곳에서는? RF 성능이 그리 좋은 것 같지 않으므로 오해의 괄시를 받을 수 있을 듯.
이렇게 마감하고 다음 글에서 종단 앰프에서 하모닉이 생기는 이유를 탐구해보려고 한다. 실은 그게 많이 흥미로운 주제.
[ 관련 글 ]
서음전자 ST-4120 아날로그 튜너 (4), 종단 앰프 살펴보기
서음전자 ST-4120 아날로그 튜너 (3), 번외 기록
(내용 추가) 하늘색 띠가 있는 무라타 ‘SFE 10.7MA’ 세라믹 필터 두 개 사용 중. 아마도 스탠더드 버전일 듯.
