사진은 오포 93의 내부 . 전원부 대부분이 스위칭 파워로 구성되어 있다.

Switching Mode Power Supply의 약자로서 현재와 같이 소형화, 경량화, 대용량이 요구되는 민수용 및 산업용 기기에서 기존의 일반적인 전원 방식은 용량에 한계가 있고 또한 부피나 무게가 상당히 커지게 되므로 사용상 제약이 따르게 되자 이를 대체 하기 위하여 나왔다.

SMPS 전원 방식은 AC Line 주파수(50㎐~60㎐)를 일단 DC로 변환 한 다음 이를 높은 주파수의 AC로 변경 (수백 ㎑~ 수 mhz )하여 사용하며 이를 다시 DC로 다시 변환하는데 높은 대역의 주AC 파수를 정류하는 것은 아주 간단한 장치만으로도 가능하므로 크기를 크게 줄일 수 있다.

주로 Pulse width modulation 방식을 많이 사용하는데 AC / DC convertor. DC / DC convertor. 노트북용 전원장치. 휴대폰용 충전기에 많이 사용된다.

특히 DVD 플레이어나 블루 레이 플레이어 등 비디오 프로세싱이 필요한 기기도 전부 또는 상당 부분을 이 수위칭 파워 서플라이 형식으로 구성한다.

이는 PC와 같이 비디오 프로세싱에 필요한 코어칩이 거의 CPU와 비슷한 역할을 하면서 1 ~ 3.3 V 근처의 저전압에 대전류를 요구 하기 때문이다.

이를 리니어 파워로 공급하기 위하여는 그 크기와 중량이 대폭 커져 경제성이 없다.

사용하고 있는 기기가 스위칭 파워 서플라이를 사용하였는지는 구별이 쉽다. 기기 전원 형식에 100 ~ 220V 프리 볼트라고 명기 되어 있는 것은 스위칭 파워 서플라이라고 보면 된다.

이 같이 주 전원부에 있는 것과 함께 회로의 여러 곳에서도 DC-DC 컨버터라고 하는 소형 스위칭 파워 서플라이가 사용되고 있다. 이는 직류 전압을 받아 원하는 다른 직류 전압으로 바꾸어 주는 것이다.

예를 들어 Tvix6600의 경우는 메인 스위칭 파워에서 12V 직류를 만들어 이를 다시 메인 기판에서 5V, 3.3 V 및 1.2V 로 만드는데 이 회로에서도 역시 상당한 고주파 잡음을 낸다.

이 같은 고주파 잡음은 주파수가 높기 때문에 마치 방송용 송신기와 같은 역활을 하여 기기 내부에 뿌려주면 주변의 회로는 안테나 역할을 하여 이 고주파 잡음을 흡수 함으로서 원신호를 오염시키게 된다. DC-DC 컨버터가 있는지는 기판에 조그만 코일이 붙어 있는 지를 보면 쉽게 알 수 있다.

이 스위칭 파워 서플라이의 대표적인 것은 PC의 전원 모듈이다.

PC에 사용하는데는 문제가 없지만 비디오 기기, 특히 오디오 기기에 사용하면 동작시에 내는 고주파 잡음 때문에 음질과 화질에 심각한 폐해를 끼친다.

오디오에서는 주로 고역이 까칠해지고 스테레오 이미징이 넓게 퍼지지 못하고 뭉쳐 있는 듯하게 들리게 된다. 고주파 잡음으로 인한 마스킹 효과로 음의 미세한 뉴앙스 성분이 가리기 때문에 음이 단순하게 들리기도 한다.

비디오에 있어서는 엣지 부분이 깔끔하지 못하고 모스키토 노이즈라고 하는 무작위하게 나오는 잡티 성격의 노이즈가 보이고 또 색의 순도도 떨어뜨린다.

이 같은 폐해가 있으면서도 리니어 파워를 사용하지 않는 이유는 파워 서플라이 부분의 크기가 커지고 부품의 가격이 올라가 경제성을 맞추기 어려워서이다.

반대로 리니어 파워 서플라이는 크기가 커지고 비용이 올라간다. 또한 에너지 사용 효율이 상당히 좋지 않다. 상당히 발열도 심하여 이에 대한 대책도 필요하다.

리니어 파워 서플라이를 구성 할 때는 단순한 78** 계열의 리니어 파워 IC 보다는 비싸지만 리플을 최대한 억제한 리니어 파워 IC를 사용하는 것이 바람직하다.

가장 이상적인 것은 파워 FET 등 개별 소자를 사용하여 리니어 파워 회로를 구성하는 것이다. 이렇게 하면 넓은 주파수에서 평탄하게 리플억제율이 좋으면서도 매우 낮은 임피던스로 구성할 수 있다

디지털 오디오 시스템에 있어 클럭은 가장 기본적이고 중요한 요소이다. 모든 오디오 프로세싱이 이 클럭에 따라 움직인다. 비유하자면 오케스트라의 지휘자와 같은 존재라고도 할 수 있다.

그런데 이 클럭이 지터에 의해 영향을 받으면 이 클럭에 따라 움직이는 프로세싱이 모두 영향을 받게 된다. 즉 지터 (jitter)은 디지털 시스템에 있어 가장 골치 아픈 존재 중의 하나이다.

시간축상의 떨림 현상이라고 표현할 수 있는데 지터가 있다고 해서 바로 알아차릴 수 있는 것은 아니다.

워낙 미세하게 그러나 지속적으로 영향을 미치게 된다. 일반적으로 지터는 피할 수 없는 것인데 이 지터의 양을 가능한 최대로 줄이는 것이 관건이다.

지터의 영향은 주로 청감상으로 고역이 깔그럽고 유연하지 못하던지 스테레오 이미지가 좁게 잡히는 것과 같은 음장 형성에 악영향을 끼치는 것으로 나타난다.

지터는 최초에 아날로그 신호를 디지털 화 하는 과정 중에 하나인 샘플링 단계에서부터 나타 날 수 있다.

그림-1 이 샘플링 과정에서 지터가 나타날 때 그 결과를 나타내는 그림이다.

아날로그 신호를 디지털 PCM 신호로 샘플링 하는 과정에서 일정한 시간 간격으로 그 크기를 재어야 하는데 어떤 이유로 시간 간격이 정확치 않는다면 ( 즉 지터가 생겨서 ) 일직선으로 이어져야 할 크기가 그림 (b)와 같이 변형 되어 버린다.

그림-1 샘플링 과정에 있어서 지터의 영향

이 같은 샘플링 과정 이외에 전송 중에 또 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸는 DA 변환 중에 있어서도 지터는 영향을 미친다.

그림-2는 데이터 전송 중에 외부 영향에 의해 지터가 생겼을 때를 표시한 것이다.

품질이 좋지 않은 디지털 전송 케이블을 사용하거나 일정 길이 이상 ( 일반 가정용인 경우 5 M 이상 )의 케이블을 사용했을 경우 외부의 영향으로 지터가 발생할 수 있다.

그림 (c)가 지터를 나타낸 것이다.

그림-2 데이터 전송 중의 지터에 의한 영향

또 DA 컨버터 내는 클럭을 일반적으로 SPDIF의 동축이나 광입력으로 받는 경우가 많은데 이 경우는 별도의 클럭 라인이 있는 것이 아니고 오디오 데이터와 함께 받게 된다.

DA 컨버터는 이 클럭을 자체에서 생성 시켜 사용하는 것이 아니고 cd 트랜스포트나 파일 플레이어에 내장되어 있는 클럭 발생기로부터 나오는 클럭에 PLL 회로를 통하여 동기시켜 클럭회로를 만들어 낸다.

따라서 지터 저감을 위해서는 이 소스기기에서의 클럭 발생회로가 고품질이 사용 되는 것이 무엇 보다 중요하다. 소스 기기에서 고품질의 클럭을 발생하기 위하여는 다음의 것이 필요하다.

- 일반적인 수정 발진자는 보통 30ppm 급의 정밀도를 사용하는데 이것을 1 ppm 급의 TCXO ( 온도 보상형 수정 발진자 )를 사용한다.

- 극히 적은 리플을 갖는 리니어 파워로부터 독립적으로 TCXO에 전원을 공급한다.

- 수정 발진자가 필요한 IC( 예를 들어 CPU )등에 가급적 근접하여 배치한다.

한편 DA 컨버터에서 입력되는 디지털 신호는 디지털 입력 인터페이스 IC에 입력되어 PLL 회로를 통하여 지터를 저감 시키고 있는데 이를 잘 처리 하기 위해서는 상당한 설계상의 주의가 필요하다.

구체적으로 이 인터페이스 IC는 잘 정류되고 리플이 억제 된 리니어 파워 전원 회로로부터 공급 받아야 하고 아날로그 및 디지털 전용 전원을 각각 사용해야 한다.

또 접지와 디커플링 콘덴서도 충분한 용량으로 또 IC 핀에 근접해서 설치 하여야 한다. 최근의 디지털 인터페이스 칩은 PLL 회로를 칩 자체 내에 내장하고 있지만 과거의 경우 외부에 별도로 수정 발진자를 부착하여 사용해야 했다.

이 경우도 역시 고 품질의 TCXO를 사용하여야 하고 잘 정류된 리니어 파워로부터 전원을 공급 받아야 한다. 가급적 독립적인 리니어 파워 회로를 만들어 이 TCXO에 공급하는 것이 바람직하다.

그림-3 은 지터로 인해 클럭 신호가 있을 때의 오디오 신호가 얼마나 영향을 받는지 나타내는

데 DA 컨버터가 24 비트 처리가 가능하고 오디오 신호가 24 비트여도 지터가 섞이면

그 성능이 16 비트 이하로 떨어짐을 보여 준다. 특히 고역쪽이 영향을 크게 받게 된다.

물론 디지털 케이블도 일정 수준의 것을 사용하여야 겠지만 가장 중요한 것은 소스 기기에서

지터가 적은 깨끗한 클럭을 발생 시키는 것이 무엇 보다 중요하다.

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디지털 시대로 완전히 들어선 현재에도제한 되기는 하지만 일부의 녹음 현장에서는 아직도 릴 테이프 데크가 사용되고 있다.

그 이유는 아날로그 음이 디지털 음과는 달리 따뜻하고 부드러우며 강한 음이 들어와도 소프트 크리핑(Soft Cripping)되기 때문에 귀에 거슬리지 않는 장점도 있지만 더 큰 이유는 아날로그 포맷으로 녹음한 릴 테이프의 음질은 디지털 포맷의 음질보다 뛰어나기 때문이다.

또한 1940년대 말부터는 거의 모든 음반이 릴 테이프에 녹음되었기 때문에 과거의 녹음 테이프를 재생하고 또 다시 디지털로 복원할 때도 필수적으로 릴 테이프 데크가 필요하다.

아날로그 녹음기가 모두 그렇듯이 릴 테이프 데크가 제 성능을 최대로 발휘하기 위해서는 헤드의 조정, 테이프의 종류에 따른 최적 바이어스 설정 등 디지털식 녹음 기기에서는 필요없는 여러 가지 세밀한 조정 과정이 필요하다는 것이 단점이다

릴 테이프와 릴 테이프 데크의 구조

릴 테이프는 얇은 플라스틱 테이프인데 3층 구조로 되어 있다. 위층이 산화철(Ferric Oxide)로 구성된 자성체층이며, 중간층이 플라스틱 필림층이다. 아래쪽에는 테이프가 원활하게 주행할 수 있도록 일종의 윤활 작용을 하는 백코팅층이다.

릴 테이프도 여러 가지 크기와 길이가 있다. 일반적으로 가정이나 업무용으로 사용하는 것은 테이프의 폭이 ¼"의 것이다. 릴 사이즈에 따라서 10 ½", 7" 및 5"로 다시 나누어진다. 가장 일반적인 것은 7"인데 거의 모든 릴 테이프 데크는 7"와 5" 사이즈의 릴을 재생할 수 있다.

이들 릴은 플라스틱 재질이 일반적이지만 10 ½"는 알루미늄 재질이 많이 사용되며 허브(Hub)를 끼운 다음 릴을 장착하도록 되어 있다.

테이프 데크는 2트랙 또는 4트랙용 기기로 나누어진다. 2트랙용은 스튜디오나 방송국과 같은 업무용 또는 세미 프로용으로, 4트랙용은 주로 가정용 릴 테이프 데크에서 사용하였는데 4트랙 데크는 테이프 릴을 뒤집어서 사용할 수 있다. 릴 테이프 데크의 음질은 테이프의 폭이 클수록 그리고 테이프의 속도가 빠를수록 좋아진다.

일반적으로 녹음 스튜디오에서는 ¼" 테이프를 2트랙에 15ips 속도로 사용하고 방송국에서는 7.5ips 속도로 사용한다. 2트랙에 15ips로 녹음된 테이프는 편집이 쉽기 때문에 스튜디오에서는 대부분 이 포맷으로 녹음한다. 따라서 새로이 릴 테이프 데크를 구입하려면 이들 포맷의 테이프를 재생할 수 있어야 하기 때문에 2트랙에 15와 7.5ips 속도가 지원되는 기기를 선택해야 한다.

사용상의 주의점

릴 테이프 데크에서 정확한 주파수 재생을 위해서는 사용하는 테이프를 한 가지로 정해 놓고 그에 따라 바이어스 등을 세팅하는 것이 좋다. 이는 테이프마다 자성체의 성분이 다소 틀리기 때문으로 같은 회사의 제품이라 할지라도 제품 번호가 다르면 적정 바이어스 값이 달라진다. 프로용으로는 미국 암펙스사의 456 테이프나 3M사의 스카치 250 또는 226 그리고 독일 BASF사의 테이프를 많이 사용한다.

테이프에 따른 바이어스 값을 재조정하려면 400㎐와 1㎑ 등의 기준 주파수 신호가 녹음된 테스트용 테이프와 오실로스코프 등의 계측기를 준비해 다소 복잡한 과정을 거쳐야 한다.

추천 릴 데크

리복스(Revox) B-77Mk2

독일 리복스사의 가정용 최고급 릴 데크로 현재는 생산이 중지되었다. 이 회사는 스튜더(Studer)란 이름으로 전세계 대부분의 레코딩 스튜디오와 방송국에서 사용하는 프로용 릴 데크를 만들어 공급하였는데 이런 기술과 부품을 가지고 가정용 릴 데크를 생산하였기 때문에 높은 품질을 가지고 있다.

음질에 결정적인 요소인 헤드와 구동 메커니즘은 프로용 모델의 것을 그대로 사용하고 있다.

특히 구동 메커니즘은 캡스턴, 피드 릴 및 테이크 릴마다 독립적으로 총 3개의 서보 DC 모터로 구성되어 있어 정확한 스피드와 함께 내구성 면에서도 우수한 것이 장점이다.

B-77Mk2 모델 이전에 나온 A-77 모델도 잘 만들어진 기기로서 상태만 좋다면 세미 프로용으로 사용해도 손색이 없다

또한 진공관 시절에 생산된 G-36 모델은 진공관 애호가 사이에서 부품을 개조해 사용하기도 한다.

탠버그(Tandberg) TD-20A SE

노르웨이제의 탠버그사는 리복스사와 쌍벽을 이루던 녹음기 전문 회사로서 이 회사에서 최후로 생산되었던 TD-20A SE는 가정용이지만 프로용 못지 않은 훌륭한 기기이다. 3헤드 데크로서 2트랙 및 4트랙용이 있다.

이 회사의 릴 데크는 리복스와 마찬가지로 서보 제어 DC 모터로 구성된 구동 메커니즘을 갖고 있어 정확한 스피드와 함께 내구성이 뛰어나다.

TD-20A SE의 SE는 이 기기만의 특별한 이퀄라이제이션 회로를 채택한 것으로 보다 다양한 브랜드의 테이프에 대응할 수 있다. 생산이 중단된 모델을 90년대 말 한정 수량으로 재발매한 바 있다.

TASCAM 32 및 BR20

일본 티악(TEAC)사의 프로 브랜드로서 현재까지 릴 데크를 생산하고 있는 몇 안되는 회사이다.

우리 나라에서 가장 보편적으로 구할 수 있는 기종으로 편집 기능이 편리하다. 프로용이기 때문에 2트랙 기기이며 채널당 별도로 녹음할 수 있는 기능 등이 있다.

일본 티악사의 가정용 릴 데크로 최후의 모델인 TEAC XR-2000이나 X-1000R 등도 꽤 괜찮은 모델이다.

암펙스(AMPEX) MR-70, AT-702

미국의 테이프 데크 전문회사로서 주로 스튜디오용 릴 데크를 생산했었다. 최후의 모델인 MR-70과 AT-102는 가장 우수한 성능을 가진 스튜디오용 릴 데크로 평가되고 있다.

70년대에 전세계의 스튜디오에서 사용되었던 AG-440과 진공관식의 350/351 기기는 지금도 개조되어 오디오 파일 전문 레코드 레이블사의 녹음기로 사용되기도 한다.

나그라(Nagra) Ⅳ-S

스위스의 정밀 기계 공업의 정수를 보여 주는 듯한 초정밀 초소형 휴대용 릴 데크를 생산하고 있는 회사. 90년대 이전까지 거의 모든 영화 로케이션시의 동시 녹음은 이 회사의 휴대용 녹음기를 사용해 이루어졌다.

영사기나 비디오 카메라의 화면과 동기를 위한 SMPTE 파일럿 신호를 같이 녹음할 수 있는 기능이 있다. 의외로 모노용이 많은데 이는 주로 영화의 동시 녹음용으로 사용되었기 때문이다.

음악 녹음용으로 적합한 스테레오 모델은 NAGRA Ⅳ-S 기종으로 최대 7" 릴까지 장착할 수 있다. 어댑터를 사용해 10" 릴도 장착할 수 있기 때문에 장시간 녹음도 가능하다.

스텔라박스(Stellavox) SP-7A

역시 스위스의 휴대용 녹음기 전문회사로서 나그라에 있던 엔지니어가 독립해 만든 회사이다. 나그라와 외형 디자인이 거의 흡사하다. 영화 녹음용보다는 음악 녹음용으로서의 사용을 중시하였기 때문에 음질 면에서는 나그라보다 우수하다는 평을 받고 있다.

SP-7A와 SP-8 등이 주력 기종인데 콘덴서 마이크로폰을 직접 사용할 수 있도록 3핀 밸런스드 입력 단자에 팬텀 파워를 공급할 수 있다.

블루 레이 디스크 규격집에 의하면 오디오 부분에서 지원하는 규격은 PCM, 돌비 디지털 및 DTS 의 3 가지 규격이다.

이 중에서 한가지 이상을 골라 사용하면 되도록 되어 있다. 필수로 지원해야 하는 것 3가지와 선택할 수 있는 것 4 가지의 총 7가지 규격이 준비 되어 있는데 이를 정리하면 아래 표와 같다.

블루 레이 디스크 플레이어는 필수적으로 지원해야 하는 규격은 반드시 재생 할 수 있어야 한다.

블루 레이 디스크는 이 같은 규격을 사용하여 주 음성 트랙을 최대 32 트랙, 부 음성 트랙을 최대 32 트랙까지 실을 수 있다. 샘플링 주파수는 48, 96 및 192 Khz 를 지원한다.

단 CD에 사용하는 44.1 Khz 와 88.2 Khz 은 지원하지 않는다.

참고로 돌비 디지털은 DVD 경우 최대 448 Kbps, 블루 레이 디스크의 경우는 640 Kbps까지 지원하는데 비하여 DTS는 기본적으로 768 Kbps 내지 1509 Kbps를 DVD나 블루 레이 디스크에서 모두 지원한다.