헤드유닛 라디오의 특성(오토사운드99년12월원고)

카오디오를 사용하다보면 각기능별로 음질에 차이가 있다는것을 느낄것이다. 크게나누면 라디오부의 AM,FM과 덱크 메커니즘으로 구동이되는 카셋트테잎,CD일것이다. 금번호에서는 전반적인 음질비교와 라디오의 고유특성에 대하여 알아보자. ∴오디오의 근본역활은 원하는 소리를 방송전파를 통하여 또는 카셋트,CD,MD등 기록장치를 이용하여 청취자가 필요한 시기에 얼마만큼 원음에가까운 소리를 재생하느냐에 있다. 하지만 스피커를 통하여 재생되는 음은 기능에따라 음질이 다르다는것을 느낄것이다. 이차이점을 이해하려면 각기능별로 기본원리 및 특성을 이해하면 의문은 사라질 것이다. 오디오에서 소리의 품질에 가장 큰영향을 미치는것은 수십가지의 스팩(SPECIFICATION)이 있겠지만 그중에서 가장 큰영향을 미치는것은 주파수특성(FREQUENCY RESPONSE)과 왜율 (DISTORTION)이다. 주파수특성이란 사람의 귀에따라 개인차는 있겠지만 인간이 들을수있는 가청주파수 범위 20Hz~20000Hz에 얼마만큼 충실한가를 헬츠(Hz)로 범위를 표시하고 공차는 디비(dB)이다. 참고로 주파수의 의미는 1초동안에 발생하는 공기의 진동수, 즉기압의 높낮이가 1초동안에 몇번 일어나는지를 그 회수로 나타낸것이다. 이전에는 영어로 사이클도 사용되었지만 요즘은 독일 물리학자 하인리히 헤르츠의 이름을 따서 헬츠(Hertz:Hz)가 통용되고있다. dB는 습관적으로 소리의세기 특히 음압,소음등을 표시할 때에는 데시벨로 읽지만 일반적인 전압,전력,전류의 레벨은 디비로 읽는다. 왜율이란 음의 찌그러지는 상태를 나타내는것으로 %로 표시하며 낮으면 낮을수록 좋다. 하지만 참고해야 할것은 보통 자체출력의 헤드유닛은 4옴 부하 기준으로 1KHz ,1와트(W) 기준이 보편적이나 파워 엠프에서는 메이커에 따라 3,5,10와트 이상에서도 낮은 왜율을 추구하는 고급엠프도 있다. 라디오방송과 카셋트테잎,CD의 주파수특성과 왜율을 비교해보면 주파수특성은 CD＞FM＞TAPE＞AM순이고 왜율은 CD＜FM＜AM＜TAPE순이다. 그러면 구체적으로 라디오 방송에 대하여 음질과 고유특성을 알아보자. 1.라디오방송 라디오방송의 역사를 살펴보면 최초로 멀리 떨어진곳의 사람들과 무선통신을 하게된것은 이탈리아인 마르코포니에의해 1895년 무선전신기 발명이후 1899년에 영국해협,1901년에는 대서양을 사이에두고 통신에 성공하였다. 그가 사용한 통신방법은 전파를 단속적(斷續的) 으로 보내는 것이었으나 그후 AM방식이 발명되었고 1922년에는 FM이론이 1938년에는 세계 최초의 FM방송국이 미국에서 탄생하였다. 우리나라에서는 1926년 일제하에 경성방송국이 설립되었다. 1)AM(Amplitude Modulation:진폭변조) 미국을 제외한 대부분의 국가는 중파인 AM방송의 주파수대역을 522(또는531)KHz부터 1620(또는1611)KHz로 정하고 9KHz스텝(Step)으로 정할수있게 하되 인근 스텝에있는 주파수는 혼신의 문제가있어 피하도록 관리하고 있다. 미국은 530KHz에서 1710KHz까지10KHz STEP으로 사용하고 있어 가끔 미국형 헤드유닛을 구입한 경우에 자동선국(씨크:Seek)을 할경우 수신 주파수의 끝자리가 0으로 떨어지지 않을 경우에는 자동수신이 불가능하다. 이때에는 원하는 방송국의 주파수를 미리알아서 제일 근접한 주파수를 매뉴얼 튜닝(Menual Up/Down)으로 수신하여 메모리벵크(1~10)에 저장하면 어느정도의 필요한 정보를 얻을 것이다. AM 방송은 주파수가 낮아 변조할수 있는 정보량이 적어 높은 주파수를 싣기는 어렵다. 설계에 따라 다르지만 주파수 특성은 50Hz내외에서 위로는 3000Hz내외로 음악방송으로는 적합하지 않고 음질이 그다지 중요하지 않은 논설, 홍보, 보도, 스포츠 중계방송등 주로 음성위주의 프로그램에 사용된다. AM 방송은 우리나라 에서는 그다지 중요하지 않다고 생각하지만 가청지역이 광할하여 미국이나 오스트렐리아,영국등에서는 가시거리 방송인 FM방송이 미치지 못하는 지역이 있어 상당히 중요시 된다. 지구의 대기권에는 전리층(이온층)이라는 영역이 있는데 AM의 사용 주파수인 중파는 지표로부터 90Km에서 160Km의 범위에있는 E층에서 반사되며 전리층은 시각이나 계절에따라 다르다. AM방송은 밤에 수신상태가 가장좋아 일본,중국방송이 수신되기도 하며 KBS에서 밤에 중국,사할린등 해외 동포를 위한 방송을 하는것도 이 때문이다. 대부분 몇 방송을 제외한 AM방송은 표준FM으로 동시 방송되고 있다. 2)FM(Frequency:주파수변조) 초단파인 FM 주파수 대역은 각 나라별로 범위가 다르다. 일본(76~90MHz)과 러시아를 포함한 동구(65~74MHz)지역을 제외한 세계 여러나라가 87.5MHz 에서 108MHz로 정하고 방송을 할수있는 주파수 STEP은 국가별로 차이를 두고있다. 우리나라에서는 87.9MHz에서 107.9MHz까지 100KHz씩 200개 STEP으로 정하고 있으나 실제의 방송은 200KHz로 사용하고 있으며 인접방송의 주파수는 사용하지 않는다. FM 방송은 초단파를 사용하고 있어 변조하는 정보량도 많이 할수있고 높은 주파수도 충실하게 실을수 있다. 또 전리층의 영향도 별로 받지 않으며 각종전파 장애에 잘 견디고 잡음이나 혼신이 적다.이 때문에 표준 방송의 중계나 음악 방송에 주로 쓰인다. S/N(신호대잡음비)도 AM보다 약10dB 정도 높으며 왜율도 AM(1~1.5%)보다 0.2~0.5%정도로 우수하다. 이에 더하여 귀에 거슬리는 높은 주파수에 대한 잡음 억압도를 높이기위해 어떤 정해진 주파수보다 높은 주파수에 대하여는 주파수의 증가에 비례하여 신호 레벨을 증강시켜 송신하여 주는 프리엠퍼시스(Pre emphasis)방식을 적용하고 있다. 수신 시에는 이를 다시 원 상태로 감소시킴으로써 잡음도 함께 줄여 주는 디엠파시스 (De emphasis)회로(미주,한국:75㎲/유럽:50㎲)를 적용하여 원음을 재생하고 있다. 위와 같은 장점이 있는 반면에 FM방송은 반사가 잘 일어나고 회절이 적어 도심의 빌딩숲, 차량등 장애물에대한 영향이 심하다. 장애물이 없어도 50Km정도마다 중계소를 세워야하는 불편함이 있고 직접 파와 반사파등 전파의 경로차에 의해 간섭된 멀티패스(Multi-path) 현상이 있어 도심지에서 운행 중에는 순간적인 노이즈가 발생된다. 특히 장거리 운행 중에는 지역마다 주파수를 바꾸어 주어야 하는 불편함,FM 안테나가 설치되어 있지 않은 터널 내서는 수신이 않되 는 불편함이 발생되고 있다. 카오디오용 FM수신용 튜너는 여러 가지 이동중에 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 각 메이커별로 고유의 명칭을 사용하여 꾸준히 개선되고 있다. 일본의 고급제품에는 안테나를 메인/서브 2개의 안테나로 좋은 음질을 자동으로 수신하는 안테나 다이버시티 (Antenna Diversity)회로가 적용되고 있다. RDS(Radio Data System)방송도 국내에 시험 적용된 것으로 알고 있으나 활성화 되지는 않는 것 같다. RDS방송은 디지털 정보를 표시해 주는 방식으로 운행중 지역이 이동되어도 동일 방송국의 가장 가까운 송신소의 방송을 자동으로 수신하게 하는 기능을 비롯하여 방송국명,현재시각,교통정보,여러가지 안내,방송종류,음악곡명등 다양한 정보를 쉽게 식별 수신 가능하게 되어 있다. FM 방송의 주파수특성도 설계에따라 달라질수 있으나 수십Hz에서 12~15KHz정도이다.