헤드유닛 카세트 플레이어의 원리(오토사운드2000년1월원고)

카오디오를 사용하다보면 각기능별로 음질에 차이가 있다는것을 느낄것이다. 크게나누면 라디오부의 AM,FM과 데크 메커니즘으로 구동이되는 카세트테이프,CD일것이다. 이번호에서는 카세트 테이프의 고유특성과 동작원리,종류에 대하여 알아보자. 1.녹음과 재생의 원리 현재 카오디오에는 홈오디오와는 달리 자동차의 소음, 안전성을 고려하여 녹음기능은 사용이 않되고 있으나 사용되고 있는 카세트 테이프는 음반회사에서 녹음되어진 제품을 재생전용으로만 사용되고 있다. 카세트 테이프의 녹음의 기본원리는 자성체에 자기장을 걸었다가 자기장을 제거하여도 자성체에는 어느정도의 자력이 남아있게된다. 이를 자화현상이라 하고 남아있는 자력을 잔류자기라고 한다. 자성체에 남아있는 잔류자기에 코일을 접근시키면 코일에 전류가 유기된다. 이를 자기감응이라 한다.녹음기에의해 자화되어 잔류자기가 남아 기록되어있는것이 카세트 테이프이며 테이프에 남아있는 잔류자기를 강자성체에 코일이 감겨있는 마그네틱 헤드로 감지하여 원래의 음성신호로 재생하는 것이다. 참고로 테이프 녹음기의 데크 메커니즘에는 녹음(재생)헤드 앞단에 녹음되기전에 이전의 내용을 먼저 지워주는 소거헤드가 있는데 이것도 전자석의 원리이다. 이런 원리를 알면 스피커의 마그넷트나 그 이외의 강한 영구자석 근처에 테이프를 놓아두는 일은 피하는것이 바람직할 것이다. 2.테이프의 트랙구성과 연주면의 구분 테이프면의 녹음상태를 알아보면 테이프면을 반씩 상하를 기준으로 밑면은 반시계방향으로 회전하면서 밑부분에 왼쪽채널 윗부분에 오른쪽채널 즉, 2개의 트랙으로 녹음되어있고 윗면은 시계방향으로 회전하면서 밑부분에 오른쪽채널 윗부분에 왼쪽채널이 녹음 되어있다. 위와같이 밑면은 정방향(FORWARD) 2채널로 사용자가 카세트 데크 메카니즘에 테이프를 넣을때 노래곡목이 표시된면이 재생되며 헤드유닛의 표시면에는 메이커에따라 다소 차이는 있지만 문자로는 "FORWARD,FWD,CAS1"등으로 표시하고 거의 오른쪽 화살표(▶)로 표시된다. 반대로 윗면은 역방향(REVERSE) 2채널로 밑면에 표시된 노래가 재생되며 문자로는 "REVERSE,RVS,CAS2" 또는 왼쪽 화살표(◀)로 표시된다. 3.카세트 데크메카니즘의 구동원리와 종류 테이프의 구동원리는 테이프가 회전하는 방향으로 릴(REEL)이 테이프를 감아주면 테이프가 헤드를 통과하는 속도를 일정하게 유지시켜 주는 핀치롤러(PINCH ROLLER)와 캡스턴 (CAPSTAN)으로 구성되며 캡스턴 샤프트(SHAFT)에는 회전을 일정하게 유지하기 위한 플라이휘일(FLYWHEEL)이 달려있고 헤드의 바로 양옆에는 테이프의 트랙과 헤드와의 갭을 정확히 맞추어 주기위한 테이프 가이드가 달려있다. 메커니즘을 구동하는 원동력은 물론 DC모터이다. 카오디오에 적용되는 카세트데크 메커니즘은 초창기의 매뉴얼 오토스톱(AUTO STOP)방식으로 시작되어 현재의 풀로직(FULL LOGIC)방식으로 발전되었으며 그 내용과 차이점을 알아보자. 1)오토스톱 데크메카니즘 카세트 테이프가 처음 카오디오에 적용되던때의 원조모델로 데크에 테이프를 삽입하면 테이프 삽입구 왼쪽에 이젝트(EJECT)레바가 길게 튀어나와서 살짝 한번누르면 빨리감기 살짝 다시누르면 재생(PLAY)이 되고 세게누르면 테이프가 이젝트되는 방식이다. 이 방식은 테이프를 감아주는 릴이 전방에 하나밖에 없어서 몇 번 재생이되면 테이프가 내부에서 일정하게 감기지않고 층이 생겨 재생이 않되고 라디오로 전환이되어 테이프의 수명도 짧았었고 빠르게감기의 속도도 현재(C60기준:약100초내외)의 2배 이상의 시간이 소모 되었다. 또한 뒷면의 음악을 재생 하려면 테이프를 뒤집어서 넣어야 하는 불편함도 있었다. 한쪽면의 재생이 완료되면 전방의 릴은 테이프를 계속감아 테이프의 끝면까지 가면 회전이 정지되면서 테이프면위의 레바를 움직여 라디오 전환 스위치를 작동하여 테이프는 정지하고 라디오로 전환이 되는 것이 오토스톱방식의 원리이다. 2)매뉴얼 오토리버스 데크메카니즘 매뉴얼 오토리버스 데크는 현재 트럭이나 경차에서 오디오 옵션에서 제일 저가형 기본OEM에 주로 사용되는 데크로서 테이프 삽입부터 이젝트까지 기계적으로 동작되며 오토스톱과는 달리 테이프를 감아주는 릴과 캡스턴,핀치롤라가 각각 2개씩으로 되어있어 서로 다른 방향으로 회전하면서 테이프의 한쪽면의 재생이 끝나면 끝나는쪽의 릴베이스 회전이 멈추면서 릴베이스에 연결된 레바에의해 캡스턴과 핀치롤러를 반대쪽으로 자동전환시켜준다. 헤드는 오토스톱은 2채널 스테레오 고정형인 반면 오토리버스 데크는 2채널 상하 이동형 또는 4채널 고정형이 주로 사용된다. 매뉴얼 오토리버스 데크는 헤드에서 감지된 아나로그 신호를 음성신호로 변환시켜주는 EQ회로의 입력 채널이 2채널이기 때문에 테이프의 왼쪽 오른쪽 채널을 맞추어주는 스위치가 추가되었다. 매뉴얼 오토리버스 데크는 빨리감기 되감기 이젝트 동작이 모두 기계적으로 동작이되며 테이프 삽입구 좌우에 이젝트,빨리감기/되감기,프로그램(테이프 앞,뒷면전환) 레바가 한쪽에는 하나가 반대쪽에는 두개가 다른 버튼보다 길게 튀어나와 배치되어 있다. 일반적인 매뉴얼 오토리버스 데크사용시 주의할점은 테이프가 데크에 삽입된 상태에서 긴시간이 경과되면 핀치롤러가 고무재질로 되어있기 때문에 핀치롤러가 캡스턴 샤프트에 눌리어 홈이 생겨 재생시에 음의 불균형이 생겨 테이프가 늘어지는 현상이 발생되는 생기기 때문이다. 일부 고급기종에는 키오프 릴리즈(KEY OFF RELEASE)기능이 있어 헤드유닛을 끄면 헤드와 핀치롤러가 캪스턴과 분리되어 테이프를 넣어논 상태에서 오프를 해도되는것도 있다. 구동원리는 전자석에 의해 구동되므로 끌때에 "찰카닥"하는 소리가 난다. 3)세미로직(SEMI LOGIC:반자동) 오토리버스 데크메카니즘 매뉴얼과 로직의 중간모델로 기능은 매뉴얼 데크와 비슷하며 키오프 릴리즈 기능이 기본적으로 내장되어 있으며 테이프의 이젝트 기능이 기어방식으로 구성되어 동작이 부드러우며 이젝트버튼은 원텃치 방식과 이동거리가 적은 레바방식이 사용되고있다. 4)풀로직(FULL LOGIC:완전자동) 데크메카니즘 풀로직 방식은 기존의 오토리버스 데크와 기본구조는 동일하나 모든 동작이 헤드유닛의 메인마이컴에 의해 자동 콘트롤 된다는것이 크게 다른점이며 테이프가 끊어지거나 불량인경우도 감지하여 자동으로 이젝트 시키는 기능이 추가되었다. 테이프가 들어있는 상태에서도 라디오나 CD를 들을 수 있으며 모두 원텃치 스위치이다. 테이프의 삽입과 이젝트는 모터의 구동에의한 기어방식이다. 로직데크의 경우는 국내중형차 이상의 차량과 대부분의 수입 제품에서 사용되고 있다. 구동원리는 테이프삽입구에 테이프를 밀어넣으면 로딩스위치가 감지하여 로딩(LODING) 모터가 기어를 구동시켜 테이프를 안착시킨다. 정상적인 안착여부를 안착스위치가 감지하여 정상적이면 릴이 정,역방향으로 회전시켜 테이프의 불량여부를 판단하여 이상이 없으면 정상 재생을 실행하고 이젝트는 역순으로 행하며 진행도중 에라가 발생하면 3회정도를 다시 실행하여 문제가 발생되면 자동으로 이젝트 시킨다. 로직데크는 모든 기능이 보완되어 있기때문에 오프시 테이프를 빼야되는 불편함은 없다.