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MPX IC의 성능에 종된 회로와 THD
Author
SOONDORI
Date
2025-10-29 18:25
Views
138
아이코! 상당히 난해한 주제를 꺼내셨네요. 1차로, 제 생각을 정리해 보면요...
○ 제가 개인적으로 튜너의 기본 등급을 라인을 조망할 때 사용하는 5대 항목을 기준으로, FM 6련, 20~15Khz±1dB, S/N 85dB, THD =제시값 없음, SEP. 45dB@1Khz입니다.
6련은 그렇고... 여기서, THD 왜 제시하지 않았는지 모르겠습니다? SEP. 45는 기대했던 것보다 작습니다. 아무래도 물길 중간에 (나름 고성능인) LA3401 MPX IC가 있지만, 뒤따르는 회로에 의해 무엇이 가미될 수 밖에 없는 구조 때문이 아닐까 싶네요. 글쎄요? 이 누적 가필 구조는, 별로~입니다. 밥을 다 지어놓고 다시 그것을 쌀통에 풀어담고 다시 밥을 짓겠다는 것과 다를 게 없다고 생각하니까 많이 어색합니다.
○ 프론트엔드-IF/복동조 직교검파-MPX까지는 튜너의 공통적인 문법, 기본 레이아웃을 따라가고 있습니다. 흔히 노이즈 등 음 개선을 위해 사용하는 하이블렌드 회로 위치에 그들의 <땡땡 회로>를 갖다놓았습니다. 그리고 그 땡땡 회로의 출력이 곱셈기 포인트 즉, Mixer 개념이 적용된 포인트에서 연산처리 되고 있고요. 그러므로 곱하기 전의 땡땡 회로의 출력은 흔히 머리속에 연상되는 어떤 싸인파 비슷한 그런 것이 아닐 것 같고요.

○ 다음은, 카버가 이야기하는 해당 블록 관련 설명입니다. 인터넷에는 이런 쪼가리 정보밖에 없는 듯하네요. 더 찾아보면 있을까요? 아무튼 요지는,
1) "L+R은 기본빵!이다. 그 신호는 왠만하면 잘 들어오고 딱히 뭘 만지작거릴 것도 없다"
2) "L-R은 그렇지 않다. 잡음이 낄 수도 있고 특히, 멀티패스의 영향을 잘 받는다"
3) "L+R 모노 신호 대비 L-R은, 15%만 다르다. 그 15% 차이를 가지고 스테레오 분리를 하는 것이다"
... 라고 하면서 다음과 같이 적었습니다.
"... 전송된 FM 스테레오 신호에서 우리가 관심을 갖는 성분은 L+R 신호이며, 가장 중요한 것은 L-R 신호입니다. 샘플 FM 신호의 그래픽 표현은 주파수와 진폭 측면에서 다양한 신호 성분의 관계를 보여줍니다.

비대칭 전하 결합 FM 검출기는 주로 L-R 신호 성분을 사용하여 10dB에서 23dB로 향상시킵니다. 하지만 L+R 성분은 1dB만 향상시킬 수 있습니다. L+R 신호 성분은 잘 수신되지만 L-R 수신이 좋지 않은 경우, 비대칭 전하 결합 FM 검출기가 수신을 크게 개선합니다. L+R 신호도 잘 수신되지 않으면 회로는 거의 도움이 되지 않습니다. L+R 수신 저하의 원인은 신호 강도가 부적절하거나 불충분하기 때문입니다. 이는 멀리 떨어진 방송국이거나 더 나은 안테나 시스템이 필요하다는 것을 나타낼 수 있습니다.
거의 모든 스테레오 FM 수신 문제는 L-R 신호 불량에서 비롯됩니다. 비대칭 전하 결합 FM 검출기는 이러한 유형의 다중 경로 간섭과 관련된 잡음 및 왜곡을 줄이는 데 매우 효과적입니다. 간단히 말해, 모노 FM 방송처럼 잡음 없는 스테레오 수신을 제공할 수 있습니다. 하지만 전송되는 FM 신호 성분의 특성상, 회로는 불량한 모노 프로그램을 크게 개선할 수 없습니다..."
○ 뭘 어떻게 한다는 것일까? 보여주신 회로는 너무 복잡해서, 회로 해석은 제 능력밖입니다. 문서의 블록도를 가져와 대충 윤곽을 파악해 보면,
1) MPX IC의 L과 R을 가져다가 L+R, L-R을 추출합니다. (밥을 다시 쌀로 만드는 처리)
2) L+R, L-R을 조작하는 것은, 앞쪽에 있는 일제 IC 회로의 처리 결과에 담겨있을... 그들 말대로라면, 사금가루 같은 15%의 명확한 차를... 다시 채로 걸러내겠다는 의도로 읽혀지네요.

3) 지지고 볶고... 그것을 종단 메트릭스 회로에 의해 L과 R을 생성한다. 그러면, 더 좋다. 좋은 점은 멀티패스의 나쁜 효과를 제거하고 잡음도 제거하고.
이런 정도로 윤곽을 잡고,
1) Copressor/Expander는 노이즈 영역의 차이를 키웠다가 어떤 쓰레숄드 위의 것만 취함으로써 잡음을 제거한다는 흔하 로직일 것이니 패스하고,
2) 위 블록도 중 L+R, L-R의 경로 회로가 무엇을 하자는 것인지를 조금 더 생각해 보겠습니다. 그런데... 참... 왜 이렇게 하지요? 그들의 의도가 정확히 무엇인지... 다가 오지 않습니다.
(첨언) 블록도의 BBD 1024 Stage **mS라고 적은 것은,
BBD는, Bucket-Brigade Device의 약어입니다. 다음은, 위키피디자 정의입니다.
"... 버킷 브리게이드 또는 버킷 브리게이드 장치 ( BBD )는 1969년 네덜란드 필립스 연구소의 F. Sangster와 K. Teer가 개발한 이산 시간 아날로그 지연 회선 [ 1 ] 입니다 . 이 장치는 일련의 커패시턴스 섹션 C 0 ~ C n 으로 구성됩니다 . 저장된 아날로그 신호는 각 클록 사이클 에서 한 단계 씩 커패시터 라인을 따라 이동합니다 . 이 이름은 사람들이 물통을 지나가는 줄을 나타내는 용어인 버킷 브리게이드 에서 유래되었습니다..."
다단 연결딘 커패시터의 반응 시간으로 지연선(Delay Line) 효과를... 그래서 "FM Stereo Signals and the Asymmetrical Charge Coupled FM Detector™"라고 강조하고 있습니다. 어시메트리컬이라고 한 것은 딜레이라인 지연 시간이 다르기 때문에, (당장은 모르는) 어떤 조건의 비대칭이기 때문에... '지연' 단어가 나오면 무조건 '위상'에 관한 내용입니다. 그러면, RF 위상차이에 의해 초래되는, 나쁜 효과인 멀티패스에 연결되네요.
단순 누락인지... 그들의 정식 사용자 매뉴얼인데, THD 수치가 없습니다.
○ 제가 개인적으로 튜너의 기본 등급을 라인을 조망할 때 사용하는 5대 항목을 기준으로, FM 6련, 20~15Khz±1dB, S/N 85dB, THD =제시값 없음, SEP. 45dB@1Khz입니다.
6련은 그렇고... 여기서, THD 왜 제시하지 않았는지 모르겠습니다? SEP. 45는 기대했던 것보다 작습니다. 아무래도 물길 중간에 (나름 고성능인) LA3401 MPX IC가 있지만, 뒤따르는 회로에 의해 무엇이 가미될 수 밖에 없는 구조 때문이 아닐까 싶네요. 글쎄요? 이 누적 가필 구조는, 별로~입니다. 밥을 다 지어놓고 다시 그것을 쌀통에 풀어담고 다시 밥을 짓겠다는 것과 다를 게 없다고 생각하니까 많이 어색합니다.
○ 프론트엔드-IF/복동조 직교검파-MPX까지는 튜너의 공통적인 문법, 기본 레이아웃을 따라가고 있습니다. 흔히 노이즈 등 음 개선을 위해 사용하는 하이블렌드 회로 위치에 그들의 <땡땡 회로>를 갖다놓았습니다. 그리고 그 땡땡 회로의 출력이 곱셈기 포인트 즉, Mixer 개념이 적용된 포인트에서 연산처리 되고 있고요. 그러므로 곱하기 전의 땡땡 회로의 출력은 흔히 머리속에 연상되는 어떤 싸인파 비슷한 그런 것이 아닐 것 같고요.

○ 다음은, 카버가 이야기하는 해당 블록 관련 설명입니다. 인터넷에는 이런 쪼가리 정보밖에 없는 듯하네요. 더 찾아보면 있을까요? 아무튼 요지는,
1) "L+R은 기본빵!이다. 그 신호는 왠만하면 잘 들어오고 딱히 뭘 만지작거릴 것도 없다"
2) "L-R은 그렇지 않다. 잡음이 낄 수도 있고 특히, 멀티패스의 영향을 잘 받는다"
3) "L+R 모노 신호 대비 L-R은, 15%만 다르다. 그 15% 차이를 가지고 스테레오 분리를 하는 것이다"
... 라고 하면서 다음과 같이 적었습니다.
"... 전송된 FM 스테레오 신호에서 우리가 관심을 갖는 성분은 L+R 신호이며, 가장 중요한 것은 L-R 신호입니다. 샘플 FM 신호의 그래픽 표현은 주파수와 진폭 측면에서 다양한 신호 성분의 관계를 보여줍니다.

<흔한 FM 스펙트럼 도표>
알아야 할 두 가지 사항이 더 있습니다. 1) 실제로 L-R 신호의 15%만이 L+R 신호와 다릅니다. 2) 전송된 신호의 L-R 부분은 송신탑과 TX-11a 사이에서 오류가 발생하기 매우 쉽습니다. 이 신호 성분이 저하되면 일반적으로 언덕, 건물, 지면 등에서 발생하는 다중 경로 반사로 인해 잡음과 왜곡 문제가 발생합니다.비대칭 전하 결합 FM 검출기는 주로 L-R 신호 성분을 사용하여 10dB에서 23dB로 향상시킵니다. 하지만 L+R 성분은 1dB만 향상시킬 수 있습니다. L+R 신호 성분은 잘 수신되지만 L-R 수신이 좋지 않은 경우, 비대칭 전하 결합 FM 검출기가 수신을 크게 개선합니다. L+R 신호도 잘 수신되지 않으면 회로는 거의 도움이 되지 않습니다. L+R 수신 저하의 원인은 신호 강도가 부적절하거나 불충분하기 때문입니다. 이는 멀리 떨어진 방송국이거나 더 나은 안테나 시스템이 필요하다는 것을 나타낼 수 있습니다.
거의 모든 스테레오 FM 수신 문제는 L-R 신호 불량에서 비롯됩니다. 비대칭 전하 결합 FM 검출기는 이러한 유형의 다중 경로 간섭과 관련된 잡음 및 왜곡을 줄이는 데 매우 효과적입니다. 간단히 말해, 모노 FM 방송처럼 잡음 없는 스테레오 수신을 제공할 수 있습니다. 하지만 전송되는 FM 신호 성분의 특성상, 회로는 불량한 모노 프로그램을 크게 개선할 수 없습니다..."
○ 뭘 어떻게 한다는 것일까? 보여주신 회로는 너무 복잡해서, 회로 해석은 제 능력밖입니다. 문서의 블록도를 가져와 대충 윤곽을 파악해 보면,
1) MPX IC의 L과 R을 가져다가 L+R, L-R을 추출합니다. (밥을 다시 쌀로 만드는 처리)
2) L+R, L-R을 조작하는 것은, 앞쪽에 있는 일제 IC 회로의 처리 결과에 담겨있을... 그들 말대로라면, 사금가루 같은 15%의 명확한 차를... 다시 채로 걸러내겠다는 의도로 읽혀지네요.

3) 지지고 볶고... 그것을 종단 메트릭스 회로에 의해 L과 R을 생성한다. 그러면, 더 좋다. 좋은 점은 멀티패스의 나쁜 효과를 제거하고 잡음도 제거하고.
이런 정도로 윤곽을 잡고,
1) Copressor/Expander는 노이즈 영역의 차이를 키웠다가 어떤 쓰레숄드 위의 것만 취함으로써 잡음을 제거한다는 흔하 로직일 것이니 패스하고,
2) 위 블록도 중 L+R, L-R의 경로 회로가 무엇을 하자는 것인지를 조금 더 생각해 보겠습니다. 그런데... 참... 왜 이렇게 하지요? 그들의 의도가 정확히 무엇인지... 다가 오지 않습니다.
(첨언) 블록도의 BBD 1024 Stage **mS라고 적은 것은,
BBD는, Bucket-Brigade Device의 약어입니다. 다음은, 위키피디자 정의입니다.
"... 버킷 브리게이드 또는 버킷 브리게이드 장치 ( BBD )는 1969년 네덜란드 필립스 연구소의 F. Sangster와 K. Teer가 개발한 이산 시간 아날로그 지연 회선 [ 1 ] 입니다 . 이 장치는 일련의 커패시턴스 섹션 C 0 ~ C n 으로 구성됩니다 . 저장된 아날로그 신호는 각 클록 사이클 에서 한 단계 씩 커패시터 라인을 따라 이동합니다 . 이 이름은 사람들이 물통을 지나가는 줄을 나타내는 용어인 버킷 브리게이드 에서 유래되었습니다..."
다단 연결딘 커패시터의 반응 시간으로 지연선(Delay Line) 효과를... 그래서 "FM Stereo Signals and the Asymmetrical Charge Coupled FM Detector™"라고 강조하고 있습니다. 어시메트리컬이라고 한 것은 딜레이라인 지연 시간이 다르기 때문에, (당장은 모르는) 어떤 조건의 비대칭이기 때문에... '지연' 단어가 나오면 무조건 '위상'에 관한 내용입니다. 그러면, RF 위상차이에 의해 초래되는, 나쁜 효과인 멀티패스에 연결되네요.
* 관련 글 : 맥동 에너지의 진행을 지연시키는 방법들
단순 누락인지... 그들의 정식 사용자 매뉴얼인데, THD 수치가 없습니다.
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[와산교 님] 왜 초기 LD가 아날로그 방식이었는가에 대해서...
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[JK LEE님] 하이파이뮤즈 님의 MPX 시뮬레이션 자료에 대해서 (6)
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카버 FM 튜너 TX-11a, TX-2 의 멀티패스 제거에 대하여..
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글로벌 인터넷 자원의 탐식
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2025년 모두 건강하시길 (1)
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신속한 답글에 감사 드립니다.
괜히 SOONDORI님 괴롭히는 거 같아서 죄송합니다.
"그것을 쌀통에 풀어담고 다시 밥을 짓겠다는 것과 다를 게 없다고 생각하니까" ... 이 문장 한마디로 끝이네요. 처음 이 튜너를 접했을 때 굉장히 독특하기는 한데, 다시 버물여서 갖가지 양념 뿌려 다시 분리하면 그 결과가 온전할까? 그 궁금증 때문에 한 수준 낮은 TX-2를 구매하여 검증해 보니 나아질리가 절대 없음을 확인하였습니다. 혹 정말 심한 멀티패스를 그런대로 들을만큼 개선시켜 준다면 땡큐이겠죠.
"그 땡땡 회로의 출력이 곱셈기 포인트 즉, Mixer 개념이 적용된 포인트에서 연산처리 " .. TX-2와는 다르나요?. TX-2는 땡떙보드 바이패스, 통과를 선택하는 단순 스위치입니다. 회로도가 복잡해서 해독이 난해합니다.
이 땡땡이의 효과를 인정하기 어렵지만, 정말 이런 회로를 설계한 엔지니어의 능력은 대단해 보입니다.
"MPX IC의 L과 R을 가져다가 L+R, L-R을 추출합니다. (밥을 다시 쌀로 만드는 처리)" ... 음의 열화는 당연할텐데요. 땡떙보드 블럭도 설명은 이해가 됩니다. LA3401 대신에 L+R, L-R 신호만 빼내면 더 간단할텐데요. 혹시 땡땡보드의 결과물의 품질이 LA3401 출력보다 못할 것임을 인정하는 것일까요?
'위상지연으로 멀티패스 노이즈를 없앤다.'로 이해하면 되나요? 멀티패스 부지기수 경로에 따라 복합적으로 다를 거 같은데... 오히려 고역 손실을 감안하더라도 단순 하이커트가 나을 때도 있을 듯 합니다.
긴 설명 감사합니다.
덕분에 아주 좋은 학습을 하고 있습니다. JK LEE 님의 주제 제시가가 없었다면 평생 모르고 지나갈 일이라고 생각했습니다.
---
○ 글쎄요. 제가 알기로는, 일반 IC 튜너에서 L+R과 L-R을 꺼낼 방법은 없습니다. 모든 게 Chip 안에서 일어나는 일이기 때문이고요. 물론, 디스크리트 방식이면 가능하겠지만, 1980년대의 밥 카버가, LA3401에 필적할 이산형 회로를 만들 정신적, 물리적 여력은 없었겠습니다? (밥 카버는, 본래 앰프 설계자이니 튜너 설계자가 아니죠? 카세트데크 설계자도 아니고 CDP 설계자도 아니고...)
그래서, 어쩔 수 없이... 다 분리된 R 신호와 L 신호를 가지고 다시 연산기를 붙여서 두 신호를 추출합니다. 이미 방송국이 처리한 것을 다시 처리한다는 이야기가 되니까... 다른 것은 차치하고, 이런 발상이... 말이 안 되는 이야기네요.
그러면 그의 특허가 일반 PRO용 사운드 프로세서에 적용될 수 있는가?라는 질문을 해 볼 수 있는데요. 그쪽은 정말 난다긴다 솔루션이 버티고 있는 세상이므로... 언감생심 불가했을 것이라고 생각하였고요
○ 아무튼, 이해할 수 없는 설계입니다. 이어지는 핵심 질문은, THD는 왜 공개하지 않았는가?입니다.
옥상옥 구조에서 그게 좋을 것 같지는 않아요. 예를 들어 LA3401 데이터시트의 THD 수치는, 어떤어떤 조건에서 최적 0.02*%대입니다. 물론, 일반 튜너에서조차 절대로 그렇게 나올 수는 없으니까... 제아무리 그래도 6련 튜너이니까... 대충 0.1% 부근의 값은 나와야 정상이라고 생각하는데요. 그러면, 밝혀야 하지않겠습니까?
S/N 8*dB는 RF 입력 전력 85dBf에서 측정되었다는 점에도 유의해야 합니다. IHF 기준이 바뀐 것인지 아닌지는 잘 모르겠습니다. 다른 튜너의 테스트 조건과 맞춰보면 되겠네요. 아무튼 말씀은, <밥 카버 보드>를 쓰는 순간, 20여 개 능동소자가 늘어선 회로의 어떤 작용 때문에 득보다 실이 많은 상황이 벌어질 가능성이 농후하다는 생각을 했다는 것입니다.
○ 노이즈 제거는 (L-R) 신호를 조작하여 개선하고 멀티패스도 (L-R)의 시간 지연을 더듬어 감지하여 제거하고... 그 처리에서 미분이 언급되었습니다. 미분을 <싸인파 그래프의 특정 부분 Slope 경사도>로 치환해서 생각해 보면, 그게 결국 위상 지연과 같은 것으로 해석할 수도 있고요. 위상 지연은, 멀티패스 신호가 건물 외벽 등에 맞고 쿠션을 먹고 들어올 때의 그것입니다.
특허 문서를 자세히 읽지 않았고 이 부분에 대한 해박한 지식이 있는 것도 아니기에... 그냥 쉽게 상상을 해보면... 아래 그림과 같습니다. 또 주제글로 적으려니 너무 나대는 것 같아서... PPT 한 장에 구겨 넣으려니... 큰 파일로 첨부했습니다.
<그림1>
KBS가 93.1Mhz 싸인파를 송출했습니다. Ideal 수신기는 그것을 그대로 수신할 것입니다. 프론트엔드에서요.
<그림2>
전파는 구체 비슷하게 퍼지기 때문에 직선거리로 다가오는 RF가 있고, 빙빙 돌다가 뒤늦게 들어오는 RF도 있겠지요. 대표적인 것은 고층 건물 반사입니다. 전파는 에너지이므로, 건물에 흡수되거나 반사되거나 유리창에 맞고 굴절되거나... 아무튼, 최소한 a) 가정집 도달 강도와, b) 가정집 도달 시간에는 차이가 생길 것이죠. 현실에서 멀티패스 0은 없습니다. 그래서 <그림 1>과 같은 모습이 나오고요.
그러면 이 다양한 복합 신호에서 무엇이 멀티패스인지 어떻게 확인할 수 있을까요? 사실 사람도 수신기도 정확하게 알 수 없겠네요. 그런데 밥 카버는, (L+R)이 스페인 무적함대처럼 언제나 믿을만 하다는 대전제를 깔고... (L-R) 신호만 건드리자고 합니다. (그의 말대로 무적함대인지는.... 저는 아닐 것 같은데, 그가 그렇다고 하니까 그리고 특허가 나왔다고 하니까, 그런 줄 알고 넘어갑니다)
여기서 유의할 것은, L+R, L-R 신호는 방송국에서 보낸 덩어리 신호 안에 담긴 세부 신호라는 점, 튜너 프론트엔드에 RF가 도달하는 시점에는 그것을 전혀 알 수 없다는 점에 유의해야 합니다. 그러니 RF 신호에서 (L+R), (L-R)을 뽑아내야지요. 그래야 그 다음 <밥 카버 보드>가 작동할 테니까요. 여기서 또 기억할 것은, 그의 발상은... RF나 IF 단에서 멀티패스를 취급하고 있지 않습니다.
<그림3>
그리하여 LA3401까지의 회로가 L+R, L-R을 건네줍니다. 그런 다음에... 뭔가를 하는데 그것은 특허 문서에 산발적으로, 어딘가에 적혀있겠지요. 저는 Full로 읽을 수가 없어서... a) 고의로 위상을 지연하고 있고, b) 미분에 대한 이야기가 나온 것을 가지고 상상의 추렴을 해 보면,
밥 카버만 알고 있는 어떤 범위 안에서, L-R 신호와 L-R 신호 처리에 기준점이 되는 L+R 신호와 L-R 신호 파형 Slope의 변화도(=제가 경사각으로 별칭한 것, 2종(20*us, 50*us)을 가지고... 아날로그적으로 지나친 멀티패스 수신 상태이다 또는 아니다를 판단하고, 그순간 L-R 신호를 만지작거려서 S/N을 향상시킨다가 될 듯합니다. 만지작거리는 것은 L-R 신호 세기를 키우거나 감소시키거나... 그런 식일 것이고요. (왜 2종 Delay Line을 썼을까를 상상으로 생각해 보면, '시스템적으로 안전한 판단'을 위해서가 될 듯하네요)
쓰고 보니... 너무 길어서... 내용을 한 줄로 요약하면,
"모노신호를 기준으로 L-R 신호의 Slope 경사도가 (밥 커버가 알고 있는) 어떤 수준에 부합하는지를 검토하고, 부적절하면 L-R 신호를 조작하여 정숙한 음을 만들어낸다. 부합하면, 멀티패스와 잡음이 없다고 보고 신호를 그대로 Pass."
○ 말씀하신, '위상지연으로 멀티패스 노이즈를 없앤다.'로 이해하면 되나요?"에 대해서는... "L-R의 위상을 검토하고 지정 범위가 아니면, 정해진 처리를 한다" 정도로 하면 될 것 같습니다.
1) 고의 위상지연은 시스템적 판단을 위한 용도로. 2) 노이즈 제거 등의 구체적인 처리는 (L-R) 신호의 전위를 조절하는 것으로. 네... 그런 것 같습니다. 다만, 심각하게 이해한 것이 아니기에 제가 틀릴 수도 있어요.
한 가지 더 적겠습니다.
<밥 카버 보드> 안에 노화가 의심되는 전해커태시터가 잔뜩 있고요, 대충 표시한 가변저항 조정점은... 15개인가요? 튠업 절차서 없고, 정보도 없고, 트리머 가변저항은 언제나 노화 가능성이 있는 부품이고... 그러므로, 지구 위 모든 Carver 튜너가 정상 상태에서 작동할 것 같지 않습니다. 어떤 이의 카버 튜너는, ON 상태에서 반드시 이상한 소리를 듣게 될 가능성이 늘...
참... 답답한 일이네요.