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왕근하 HL1JV

 

 초보 DXer를 위한 쉬운 무전기 이야기 (1)

 

초보 DXer를 위한 쉬운 무전기 이야기(1)     2001/04/12 (16:39)   왕근하 (kenwang@hanmail.net)

작금 햄 뿐 아니라 사회 이곳저곳에서 심지어는 서울대 신입생들의 기초학력 부족사태에 이르기까지 응용만 위주로 달려왔던 우리사회가 이제야 정신을 차리고 기초실력의 중요성을 깨 닿기 시작했습니다.  

여러분은 어떻습니까?

지금 사용하는 무전기의 발달 역사는 차치하고 이것이 어떻게 동작하고 어떤 소자들이 사용되고 있는지 한번 알려고 노력해 본 일이 있는지?  복잡한 무전기는 아니더라도 혹시 간단한 3소자 야기라도 내 손으로 만들며 희열을 느낀 적이 있는지?

여지껏 이런 문제는 매우 민감한 사항이라 몇 몇 의식 있는 분들이 10여년 전부터 간간이 언급을 했으나 그 소리가 물량최고주의에 밀려 들리지 않았던 것이 사실입니다.
그러나 이제는 그 때가 되었습니다. 지금 DX를 시작하시는 초보 여러분 하나 하나 어렵고 이해하기 힘들더라도 우리 공부를 해가며 궁극적으로는 모든 면이 균형을 이룬 Top Dxer가 됩시다.

이 이야기를 하는 이유는 몇 년 전 Dayton Hamvention 에 두어 번 구경가 Top Dxer들 회합에서 오가는 이야기들을 듣고 너무나 박식한 그들을 보고 부러움을 느꼈고 이에 깨 닳은바 있어 말씀드립니다.

지금부터  우리 햄에 필수적인 무전기의 기본동작과 문제점을 이해하기 쉽게 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

무전기는 송신기와 수신기가 기본이었습니다만, 요즘은 송수신기가 한데 있는 트랜시버가 주류를 이룹니다. 이유는 간단합니다. 사용 편의성 때문이지요.

1960년대 말까지는 송수신기 분리형이 대부분이었으나 60년대 초반부터  하나 둘 선보이기 시작한 트랜시버가 70년대 들어와 지금까지 완전히 대세를 이루었습니다. 여기서는 지난 세월의 진공관 식이 아닌 반도체식 무전기를 다루겠습니다. 진공관식도 구성은 동일합니다.

1. 수신기
우리가 현재 사용하는 수신기는 수퍼헤테로다인이라는 회로를 채택한 것입니다. 이것의 가장 간단한 구조인 싱글수퍼헤테로다인 형식은 아래와 같습니다.

ANT - RFA - MIX - IFA - IFA - DET - AFA -SP

                    I                         I

                 OSC                    BFO

ANT: 안테나,
RFA: 수신 초단증폭단(고주파증폭단)
MIX: 믹서
OSC: LOCAL 발진부
IFA: 중간주파수 증폭단
DET: 검파단
BFO: BEAT FREQUENCY 발진부
AFA: 저주파 증폭단
SP : SPEAKER

ANT: 이것은 잘 아시지요?
RFA: 수신부 초단입니다. 안테나로부터 들어온 미약한 신호를 적정 수준으로  증폭을 합니다. 이 소자는 매우 중요하여 고급기일수록 엄선된 소자를  사용합니다. 증폭만 많이 하는 소자가 아니라 혼변조에 강하며, 잡음지수 적은 것을 우선으로 택합니다. 증폭도는 요즘 소자들에서는 별로 중요한  사항이 아닙니다.

MIX: RFA에서 어느 정도 증폭된 신호가 이곳에서 중간주파수로 변환됩니다.  이 소자가 매우 중요하여 초단의 RFA소자와 더불어 수신부의 성능을  거의 결정한다 해도 과언이 아닙니다.     안테나에서 들어온 신호를 중간주파수로 변환하려면 여기서 로칼발진부  에서 들어온 신호와 혼합하여 중간주파수를 커냅니다.  이 때 불필요한 신호들도 일부 나오는데 이것이 적게 나오는 믹서단이 수한 것입니다. 현재까지는 DBM(Double Balanced Mixer)이 최고라  여깁니다. 물론 이 DBM은 다이오드로 구성된 것과 능동소자인 반도체로  특히 FET나 IC로 만들어진 것들이 있습니다.

    예) 중간주파수를 9MHz라 할 때, 안테나로부터 들어온 14MHz가 신호는  고주파초단(RFA)에서 약간 증폭하여 MIXer로 들어옵니다.
이 신호를   중간주파수인 9MHz로 변환하기 위해 Local 발진부에서 14 + 9 = 23     혹은 14 - 9 = 5 ,즉 23MHz나 5MHz의 신호를 믹서에 주입합니다.  그래야 9메가의 신호가 믹서에서 나오지요.

    기술적으로는 이 경우 23MHz를 택합니다. 수신주파수보다 위 주파수를 선택해야 스프리어스의 방해에서 벗어날 수 있습니다. 이 로칼발진주파수와  중간주파수를 선택하는데 매우 신중을 기하지 않으면 내부에서 발생하는  불필요 신호에 의해 수신성능이 저하되므로 특히 요즘같이 믹서단이     3-4개씩 있는 무전기를 설계할 때는 Computer를 이용 이 주파수를 계산,  결정합니다.

    이렇게 결정되다 보니 중간주파수가 9MHz 처럼 딱 떨어지는 숫자가  아니라 9.0115 나 또는 8.830 등과 같이 Fileter를 만들기도 복잡한  숫자로 되었습니다.

         수신기나 트랜시버의 수신부의 잡음은 대개 이 믹서단에서 나오는 것이  제일 많은데 그러므로 저잡음 DBM을 선호하나 요즘같이 믹서단이 서너개  되는 무전기들은 이 믹서단에서 발생하는 잡음 때문에 다른 성능이   우수해도 다시 생각해볼 여지가 많은 부분입니다.

오히려 예전 진공관식  무전기 중에서 명기라는 것들과 요즘 유명한 무전기들을 비교해보면 숫자적인 면에서는 요즘 것이 우수하나 실제 비교해 들어보면  예전 것이나 요즘 것이나 비슷한 성능을 나타내며 3.5나 7메가 같은 Low Band에서는 오히려 예전의 무전기가 우수한 점도 느낌니다.

다만 기타  PBT이나 DSP혹은 NB, 또는 Split장치들과 같은 유용한 악세사리회로들의  불비한점,그리고 튜닝의 불편한 점등이 예전 것들의 약점이랄 수 있습니다.

OSC: Local 발진부라 말하며 이곳에서는 원하는 주파수와 고정된 중간주파수 의 차나,합(+-)의 주파수를 발진시켜 믹서에 주입합니다. 이곳에 바로  VFO(가변 주파수 발진기)라는 것을 사용합니다. 여기에 손잡이를 붙이면  이것이 무전기메인 다이알이 됩니다.
이것을 예전에는 코일과 바리콘으로  사용하여 안정성이 요즘 PLL로 만든 것보다 형편없었으나 실용상은 지장이 없었습니다.
다만 LC(코일과 콘덴서)발진기는 경년변화에 약해  오래된 것 중에는 교신중 상대방의 목소리가 변하는( 즉 VFO주파수가 변해서)현상도 일부 있습니다. 다만 이 단순한 회로가 다시 주목  받은 것은 1980년대 초기 PLL로 만든 무전기들이 주파수직독할 수 있는 점과 주파수안정도는 좋으나 내부 노이즈가 많아, 문제가 대두되면서  한때 그래도 쓸만하다는 이야기가 있었으나 요즘은 저잡음 DDS로  바꾸어 무전기들을 만들므로 역시 옛날회로로 되었습니다.

IFA: 그야말로 믹서에서 나온 신호를 SSB나 CW에 맞는 대역폭을 가진 크리스탈 필터를 맨 앞에 넣고 이 신호를 한번 증폭합니다. 그러나 증폭을 한번해서는 적정량의 신호세기를 못 만들므로 다시 한번   증폭을 합니다. 이것이 중간증폭단입니다. 수신 선택도의 좋고 나쁨은  제일 앞에 있는 필터의 성능에 의해서 좌우됩니다.

DET: 중간증폭단에서 충분히 증폭된 신호는 우리 귀에 들리도록 가청 주파수로 바꾸어야 하는데 이 일을 이곳에서 합니다.    DET는 DETECTOR의 약자입니다. 우리말로는 검파단이라 칭합니다.

BFO: 중간주파수신호는 고주파이므로 우리 귀에 들릴 수 있도록 저주파로 바꿔야 하는데 이것을 도와주는 역할을 이곳에서 합니다. 즉 우리 가청 주파수중 SSB에 필요한 300-3000hz를 뽑으려 중간주파수에서 이 주파수의 중간인 1500hz가 높던지 낮은 신호를 검파단에 주입합니다.  이 신호를 만드는 곳이 이곳입니다.

AFA: 검파단에서 가청주파수로 변환된 신호는 이 저주파증폭단에서 스피커를 울릴 수 있게 더욱 증폭을 합니다.

이것이 수신기(라디오)의 기본적인 구성입니다.

 

 

 

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