2채널 트랜스프리앰프/노이즈필터의 특성 측정

[6dbaudio]

A/V 시스템을 설치하다보면 여러가지 문제들로인하여 발생하는 엔진노이즈나 디지탈노이즈 전자잡음들 때문에 (매칭트랜스 사용)노이즈필터를 사용하는 경우가 대부분입니다.

거의 모든 오디오 시스템마다 한두개씩은 달려있다해도 과언이 아닐정도로 많히 사용되어지고있지만 가격만가지고 경쟁하다보니 저질 제품이 가장많은 부분이 또한 이 (매칭트랜스사용)노이즈필터입니다.

현재의 자동차에서 나오는 소리보다도 조금이라도 더 나은소리나 부족한 부분/없는 기능을 추가하여 편리하게 생활하고자 비싼 돈 들여서 음향기기나 영상 기기들을 설치하는데 장착하는 과정중에 문제가 발생이되면 너 나 할것없이 찿는것 또한 노이즈필터입니다.

이런 (매칭트랜스사용)노이즈필터를 연결하면 노이즈필터 자체의 품질에 따라서 음량이 많히 줄어들며 노이즈가 줄어들기느하나 없어지지않는 경우도있고 다른 노이즈를 만들어버리는 경우도 있습니다.

여러 업체에서 제작하여 보급하고있으며 가격문제로 인하여 중국에서 아주 저렴하게 제작하여 수입해다가 판매하는 경우가 대부분입니다.

음질하고는 상관없이 노이즈만 차단되면 그만이다라는 생각으로 인듯 합니다.

또한 여기에 사용되어지는 트랜스재질을 보면 심하게는 페라이트를 사용해서 만드는 경우까지있을 정도입니다. 

트랜스는 특성상 재질에따른 주파수특성차이가 확연합니다.

이런제품들의 정확한 정보가 없으므로 누구나 만들어 팔수있는것이 또한 매칭트랜스를 이용한 (매칭트랜스사용)노이즈필터입니다.

카오디오 초창기에서부터 지금까지도 주구장창 사용되어지고있는 (매칭트랜스)노이즈필터 특성이야 어찌됐든 노이즈만 잡히면된다라는 의식구조속에 품질은 재껴두고 가격에만 치중하여 만들어졌는데 이제는 변해야합니다.

새로운 자동차환경에 맞게(매칭트랜스이용)노이즈필터도 고급제품이 필요한 시기가되었읍니다.

이런 이유로 자사에서도 매칭트랜스를 이용한 노이즈필터나 오디오링크를 생산합니다.

매칭트랜스는 크기가 동일하다고할때 재질에 따라서 구분하면  아몰퍼스합금 /닉켁코아/규소강판등의 순으로 주파수특성이 많은 차이가 납니다.

매칭트랜스의 크기는 베이스음의 크기와 직결됩니다.

자동차용으로 사용하기에 가장 적당한 크기는 아마도 24m/m 정도의 닉켈코아일것입니다.

대부분의 자동차에서 사용되어지는 6.5인치 스피커는 크기에 따르는 주파수특성 문제로인하여 100hz 보다 낮은 음역대에서는 적당한 감쇄가 필요합니다.

여기에 가장 잘 매칭이되는 트랜스가 닉켈코아 24m/m 정도였읍니다.

이 트랜스를 이용하여 노이즈필터나 오디오링크등을 제작하면 100hz 이하에서 약 -6db 정도의 자연스러운 감쇄특성이 얻어집니다.

그런 이유에서 24m/m 닉켈코아를 선정하게 되었고 크기가 적어지거나 규소강판등에서는 베이스가 확연하게 줄어들어 버리고 디스토션 문제로 인하여  음성이 찌그러지거나 코맹맹이 소리가 나는등의 문제가 발생이됩니다.   

여기에서 페라이트는 고주파용으로 저역특성이 떨어지므로 아예 논하지도 안습니다. 

또한 매칭트랜스를 이용하여 노이즈필터나 오디오링크를 제작하려면 약간의 부품을 이용하여 주파수특성 보정을 해주어야합니다.

또한 1차와 2차간의 교류신호 바이패스 컨덴서를 추가하여 신호접지를 해주어야합니다.

트랜스는 그 특성상 임피던스를 높게하면 고역에 피크가 발생하고1차코일과 2차코일 사이에 교류신호용 바이패스 컨데서를 추가하지않으면 여기에 연결되어지는 쪽에 또다른 잡음을 유도시켜버리는경우가 있읍니다.

이렇게하여 아래와 같은 노이즈필터 회로가 만들어졌읍니다. 

 

이 회로도에서는 3개의 전해컨덴서를 사용합니다.

입력라인에 사용한 컨덴서는 트랜스가 직류가 가해지면 열이나고 코일이 타버릴수도 있으며 반대쪽회로에 문제가 발생이될수있으므로 직류전기를 차단해주는 역할을 합니다.

그 다음 1차코일과 병열로 연결된 저항과 컨덴서는 트랜스의 고역특성 개선용 RC 필터입니다.

그리고 1차와 2차코일간에 연결된 전해 컨덴서는 교류신호 바이패스컨덴서입니다.

이컨덴서가 없으면 1차와 2차 사이의 임피던스가 무한대가 되어서 문제가 발생이됩니다.

이제 부터는 사진을 곁들여서 오디오용 노이즈필터가 지녀야할 기본적인 조건들을 설명해보겠읍니다.

첫째는 음질이 변하지 말아야합니다.

두번째는 교류임피던스가 높아야합니다.

세번째는 실드처리를 잘해주어야합니다.

가능하면 금속케이스로된것을 사용하는것이 좋읍니다.

또한 들어간신호가 변하지말고 출력으로 나와야합니다. 

테스트용으로 사용되어질 오디오제너레이터의 파형 1khz 0db  기준신호 파형입니다.

이파형이 매칭트랜스사용 노이즈필터를 거치고나면 여러가지 파형이 나옵니다.

가장 입력파형과 흡사한 제품이 가장좋은제품입니다.

이제품은 2차 권선비가 높아서 입력에 0.775V 가 들어갔는데 출력에는 0.96V 가 나오는군요.

또한 구파형의 오른쪽부분이 왼쪽부분에 비해서 아래로 내려가있는데 이것은 베이스량이 줄어든이유입니다.

어찌됐든 베이스음량은 약간줄어들었읍니다.

이 그림은 여러가지 문제를 안고있는그림입니다.

고역에서 피크가 심하게 발생하고있으며 바이패스컨덴서가없어서 전체적으로 발진을 하고있는 모습에 구형파의 경사도가 처음 그림보다도 급격한것을 보면 베이스가 많히 감쇄되어지는 파형을 보이고있읍니다.

이그림은 출력도 약 30% 정도가 줄어들었고 고역에서 피크가있으면 베이스도 거의 0 레벨에 가까워지고있읍니다.

확연하게 베이스가 줄어들었읍니다.

첫번째 그림은 닉켈코아 24m/m 제품이고 두번째는 규소강판 24m/m 제품이고 세번째는 규소강판 18m/m 제품입니다.

이외에도 여러가지 메이커 제품들이 있으나 모두를 측정해볼수는 없고 가능하면 구입하실때 어떤트랜스 재료가 사용되어졌는지 입력신호에 비해서 어떤출력파형을 보이는지 그래프를 제시하라고하면 답이 나올것입니다.

아주간단하게 측정이도어지는 특성그래프하나 재시하지못한다면 엉터리제품이거나 판매자가 전자지식이 없다는것이거나 다른목적이 있는것입니다.

노이즈필터를 측정하는것은 간단합니다.

오디오제너레이터와 오실로스코프한대와 간단한 악세사리두개면 측정이됩니다.

측정용 악세사리 코드입니다.

한쪽은 계측기에맞는 BNC 커넥터이고 한쪽은 핀코드실드선을 연결한장치입니다.

임피던스는 무한대이므로 트랜스의 입력력임피던스에 의해서 결정이됩니다.

측정에 사용되어지는 계측기들입니다 여러가지들 중에서 윗쪽에있는 오디오제너레이터와 아랬쪽에있는 오실로스코프만 사용합니다.

오디오제너레이터와 오실로스코프를 바로연결하여 기준주파수 설정을 먼저합니다.

기준주파수는 1khz 0db 실효출력 0.775v 의 구형파를 사용하게됩니다.

그림과 같이 기준주파수 설정을 한 다음

2채널트랜스프리앰프/노이즈필터의 입력에는 오디오 제너레이터의 출력을 연결하고 노이즈필터의 출력에는 오실로스코프의 입력신호선을 연결합니다.

그다음은 오실로스코프의 파형을 관찰해가면서 오디오 제너레이터의 주파수를 100hz일때는 스코프의 time/div 스위치는 2ms/div 에 맞추고 관찰하고 1khz 일때는 200us/div 에 맞추고나서 관찰하고 10khz일때는 20us/div 에서 관찰하면되므로  주파수를 바꾸어가면서 3곳에서만 측정해보아도 전체적인 주파수 특성을 모두 알수있읍니다.

[차카게]

사장님 노이즈필터 누가 비싸다고 했나보네요 ㅋㅋ 진실을 조금씩이라도 알아야 될텐데......--;;

[6dbaudio]

아님니다 그런내용은 아니고 오실로스코프를 이용하여 간단한 음향기기나 악세사리의 성능측정을 설명하려함이 주목적이었으나 그런뜻으로 비춰졌다면 내용을 수정하도록하겠읍니다.

[차카게]

바로 위에 있는 노이즈필터 어떻던가요? 노이즈는 잘 잡던데..^^;;

[6dbaudio]

전체적으로 음량이 줄어들고 특히 베이스가 많히 줄어듭니다.