피셔 진공관튜너 FM-200B 오버홀

 

진공관 튜너를 들이고난후 튜너의 즐거움에 푹 빠져있습니다.
은은한 불빛의 다이얼창과 노브들이 한데 어울려 연출되는 빈티지한 모습이 매력적입니다.

일요일 아침에 나즈막히 울려오는 KBS 1FM의 클래식은 정겹습니다.
휴일의 나른함과 넉넉함 속에 여유로운 느낌이 즐겁습니다.
지금껏 잊고 있었던 음원의 재발견입니다.

 

처음에 들인 피셔 KM-60에서 튜너의 편리함과 괜찮은 소리를 발견하고 조금 더 상위 기종을 찾게 되었습니다.
내심 매킨토시 튜너를 점찍어 뒀지만 집근처에 피셔 FM-200B이 나왔길래 냉큼 업어왔습니다.

피셔에는 3대 진공관 튜너중 하나라고 불리는 FM-1000 이 있는데 FM-200B는 바로 아래급의 튜너입니다.
프론트엔드 샤시의 은도금된 검은 얼룩이 고급기임을 알려 주는듯 합니다.
FM-200B 또한 명기라 불리며 많은 이들의 사랑을 받아왔습니다.

 

피셔 기기들중 여전히 인기 높은 것은 400, 500, 800 등등의 시리즈로 대표되는 리시버일 겁니다.
여기에 내장된 튜너는 어떤 회로가 들어갔는지 궁금해서 들여다보니 전용튜너에 비하면 조금 더 단순한 회로가 들어 있더군요.
튜너를 독립상품으로 판매해야하는 피셔 입장에서는 어찌보면 당연하다 하겠습니다.

아무튼 FM-200B를 집에 가져와 처음 들어본 소리는 실망감을 안겨 주기에 충분했는데...
KM-60으로 잘 듣고 있었는데 괜히 산거 아닌가 하는 생각이 들 정도였습니다.
하지만 60년이 지난 기기인 만큼 점검과 조정을 거친후 다시 판단해 보기로 했습니다.

 

내부 점검하면서 교체한 부품 내역입니다.

오디오신호쪽 커플링캡은 세라믹이든 필름이든 모두 비머 MKP10급으로 전량 교체했습니다.
수명이 다했을 전해캡은 전량 교체하기로 하기로 하고 신호부쪽은 탄탈캡으로 교체했습니다.
MPX부에는 커플링캡용으로 전해캡을 사용한 데가 한곳 있는데 이건 용량이 작아 비머로 교체 가능했습니다.
비머 MKP10는 가성비가 훌륭하고 단일 모델내에서 다양한 용량을 선택할수 있다는 장점이 있습니다.

전원부 40uF+40uF+40uF+40uF 멀티전해캡은 신품 구매가 어려워 리스토어했습니다.
리스토어 과정은 아래에 따로 정리했습니다.
진공관도 전부 측정하여 수치가 떨어진 것은 교체했습니다.

전원부 전해캡을 리스토어 했음에도 여전히 전압이 10% 낮게 나옵니다.
셀렌정류기의 노화로 인한것으로 판단되어 실리콘 브릿지 다이오드로 교체했습니다.
교체로 인해 초과된 전압은 저항을 추가하여 설계값내로 들어오게 조정했습니다.

떼어낸 전해캡 용량측정 결과(공표값 >> 측정값)입니다. 노화가 심각했습니다. 교체필수!
C11 : 25uF >> 1.46uF
C71 : 4uF >> 0.19uF
C85,C86 : 8uF >> 0.55uF, 8uF >> 1uF
C210 : 1uF >> 0.56uF
전원부 C28(40uF+40uF+40uF+40uF)은 떼자마자 해체하여 측정못함 

 

MPX는 38kHz 위상이 약간 틀어져 있어서 정확하게 조정했습니다. 스테레오 분리와 관련이 있는 부분입니다.
리사주 모양이 조금 일그러졌는데 38kHz 코일이 의심스럽긴 하지만 신호가 들어오는 문을 열고 닫는 역할을 하는 다이오드를 스위칭만하는 용도이므로 음질과는 무관한 것으로 판단됩니다.

 

두번째 튜너를 들인 계기로 이번에는 RF쪽을 제대로 조정을 해보려고 공부를 계속 하고 있습니다.
RF는 워낙 깊은 지식과 많은 경험이 필요한 분야라서 단순히 조정법만 익히려고 해도 쉽지 않습니다.
어디에 물어볼곳도 없고 혼자서 독학하자니 모든것이 막연하기만 합니다.

그래도 계속 파고드니 작은 실마리, 단서들이 보이기 시작합니다.
아직 미흡하나마 드디어 응답곡선도 찍어보고 S커브도 찍어볼수 있었습니다.
유튜브에 올라온 외국 동영상으로부터 많은 도움을 받았습니다.

 

서비스매뉴얼 절차와 응답곡선을 혼합하여 I/F, 리미터, 복조기의 정렬을 마쳤습니다.
수신 미터가 반칸 정도 더 올라갔는데 스테레오시 잡음이 더 줄어든것으로 보아 수신율의 향상이 있는것 같습니다.

이제 소리에서 불만족스러운 부분에 집중할 시간입니다.
처음 들었던 소리의 인상은 음상이 가늘고 고음이 거칠다는 느낌이었습니다.
정렬이 흐트러지면 소리가 나빠지는데 정렬후에도 크게 개선되지 않아 원인이 무엇인지 찾아 나섰습니다.

한가지 특이한 현상은 남성 아나운서의 굵직하고 부드러운 목소리가 어느땐 괜찮다가도 또 어느땐 저음이 쪽 빠져버린채 건조하고 아주 이상하게 들리는 것이었습니다. 어디가 원인인지 몰랐는데 우연히 AFC회로의 문제라는것을 알게 되었습니다. AFC 스위치를 마이크로튠 위치에 놓으면 선국하려고 튜닝노브를 잡았을때 선국이 쉽도록 AFC가 자동으로 꺼지게 되어 있습니다. 어느날 튜닝노브를 만지는 순간 AFC가 꺼지면 저음이 정상적으로 나오다가 놓으면 AFC가 켜지면서 저음이 줄어드는것을 발견했습니다.

AFC는 복조기에서 출력된 신호를 프론트엔드로 피드백해서 수신을 안정화 시키는 회로입니다.
LPF(로우패스필터)를 거쳐 음성신호는 차단시키고 DC성분만 피드백하는건데 저음이 새어들어가면서 발생하는 현상이었습니다. 원래는 통상 저음이 약간 빠지긴 하지만 이 정도로 심하게 저음이 빠지는것이 아닌데 어느 부분이 잘못된것 같습니다. 그래도 이런 경우를 통해 AFC가 저음을 빠지게 한다는 사실을 알게 되어 다행입니다.

 

AFC를 끄고 하루종일 켜놔도 수신상태가 매우 안정적이라서 그냥 꺼놓고 사용해도될 정도입니다만 있는 기능이니 수리하기로 했습니다.
점검해보니 부품은 문제가 없습니다. 현재는 정상이라 어느 부위가 고장인지 정확히 찾기가 어려웠습니다.
일단 저항의 시정수를 더 보강해서 교체했습니다만 그래도 AFC 작동시 저음이 아주 약간 줄어드는 현상은 없어지진 않네요. 이건 LPF가 완벽한것이 아니라서 어쩔수 없는것 같습니다. 장시간 들어보니 AFC를 켜고 사용해도 되겠네요.

추가) AFC의 오동작이 또 발생하길래 다시 들여다보니 원인은 LPF에 있는 필름커패시터의 노화에 있었습니다. 필름커패서터를 전량 교체하니 안정화됐습니다.

소리를 가늘게 만들었던 AFC 문제는 해결했으니 이제 고음을 거칠게 만드는 원인을 찾을 차례입니다.
최종출력부에는 여느 증폭부와 마찬가지로 피드백회로가 있습니다.
그런데 자세히 검토해 보니 피드백회로내 커패시터가 들어가 있습니다.
롤오프되는 고음부를 끌어 올려서 고음쪽 평탄도를 조금이라도 더 확보하려는 의도로 보이는데
고음은 올라갔을지 모르지만 반대급부로 질감이 너무 떨어져 전체적으로는 오히려 역효과가 나는것 같습니다.

 

측정해보니 커패시터에 의해 강제로 끌어 올려진 고음은 커패시터가 없을때에(0.071% @10kHz) 비해 왜율이 생각 이상으로 꽤 높아지는걸(0.63% @10kHz) 알게되었습니다. 게다가 커패시터 없이 롤오프되는 양은 무시해도 될정도의 적은 양(10kHz -0.73dB @1kHz 0dB)이라서 청감상 전혀 문제가 되지 않았습니다. (최종출력부만 독립적으로 테스트한 결과입니다)
빨간색 원으로 표시한 커패시터를 모두 제거하고 자연스럽게 롤오프된 상태로 들어보니 이제서야 고음이 차분해지고 질감이 살아납니다.

이상태로 몇일 들어봤는데 커패시터 삭제한것만으로는 고음이 여전히 만족스럽지 않습니다.
더욱 적극적인 수정이 필요합니다. 이에 회로구성이 유사한 존브로스키 CCDA 회로를 응용하여 수정하기로 했습니다. 

 

회로중간의 커플링캡은 삭제하고 직결했습니다. 이제서야 고음의 거친 맛이 사라지고 아주 자연스러워졌습니다.
조금 더 부드러운 맛을 내기위해 진공관 12AT7은 12AY7으로 교체했습니다.
여기는 이제 더 이상 손대지 않아도 될것 같습니다.

역시 음색을 결정하는것은 최종출력부에 있었습니다.
전파를 잘 잡는 능력 못지 않게 마지막 마무리도 중요했습니다 

 

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중요한 문제들이 슬슬 정리가 되어 가면서 밖으로 눈을 돌려보니 다이얼창의 흐릿한 불빛이 거슬립니다.
알리익스프레스에 주문해 LED램프로 교체하고나니 다이얼 스케일이 선명해져서 아주 보기 좋았습니다.
그랬더니 이제 한걸음 더 나가 유리 안쪽에 있는 약간의 얼룩도 눈에 거슬리기 시작합니다.

욕심을 한번 더 내서 유리를 떼어내 비눗물로 살살 딱았습니다만..... 망했습니다 ㅠㅠ
아주 살살 딱았는데도 그만 제비 로고가 일부 날라갔습니다. 제비 로고는 너무 약하게 붙어 있더라구요. 
다이얼 스케일은 견고하게 인쇄되어 있는데 제비 로고는 마치 전사지로 붙인것 처럼 약했습니다.
그냥 놔둘껄 욕심이 화를 불렀네요.

 

다이얼창 관련해서 한가지 팁이 있는데 램프를 그냥 놔두면 다이얼창 양옆에 불빛이 뿌옇게 번지는 현상이 있습니다.
원래 전면판넬 안쪽에 불빛막이 검정 쿠션이 있었는데 이게 삭아 없어지면서 불빛이 전면판넬 내부에 반사되어 그런겁니다.
이럴땐 다이얼창 양옆의 전면판넬 안쪽에 검정 쿠션을 덧대주면 쿠션이 불빛 반사를 막아서 아주 깔끔한 다이얼창을 볼수 있습니다.

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[ 낡은 전해커패시터 리스토어 ]

얼마전 들여놓은 피셔 진공관튜너 FM-200B의 전원부 전해커패시터가 상태가 안좋습니다.
뚜껑을 열어보니 전에 전압이 부족으로 전주인이 이미 전해캡을 덧대어 놨더군요.

신품로 교체하는것이 좋겠지만 40uF+40uF+40uF+40uF 멀티캡은 흔하지도 않고 있어도 너무 비쌉니다.
그냥 놔두고 선만 떼어내 신품 전해캡을 4개 설치하기에 내부공간도 넉넉하지 않습니다.
결국 기존 전해캡을 분해해서 리스토어 하기로 했습니다.

전해캡을 샤시에서 탈거하는것도 쉽지 않았는데
샤시에 납땜된 부분이 인두용량 부족으로 납을 녹일수 없었습니다.
할수없이 전동조각기로 납을 깍아내고서야 겨우 뗄수 있었습니다.

사전에 외국사이트에서 전해캡 리스토어를 참조하여 작업했습니다.

문제의 전해캡입니다. 60년의 세월이 지났으니 이제 교체가 필요합니다.

 

사진 오른쪽에 덧대놓은 전해캡이 보입니다.

 

작업가위로 밀봉부위를 잘라냅니다.

 

철제 고정링도 잘 챙겨놔야 합니다. 분해할때 다리 하나가 떨어졌습니다.

 

커버를 벗기니 내부가 타르로 잘 밀봉되어 있습니다.

 

커버를 하나 더 벗기면 둘둘 말린 전해지가 보입니다. 여기서부터 고약한 냄새에 시달려야 합니다. 환기는 필수.

 

몽땅 들어낸 모습입니다.

 

새로 교체할 전해캡입니다. 우연히도 높이가 딱 맞아 떨어집니다. 까딱하면 교체 못할뻔.....

 

다리를 납땜하고 공통 마이너스 선을 빼냅니다.

 

분해의 역순으로 집어넣고 케이스 끝을 구부려 밀봉하면 끝~~!

 

교체후 내부 모습입니다. 덧대 놓은 전해캡도 떼어냈습니다.

 

교체후 외부 모습입니다. 감쪽같죠? 살짝 티나 보이긴 하네요 ^^;

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2022. 7. 9

[ 출력 RCA단자 교체 ]

 

숙원사업(?)이었던 출력 RCA단자를 교체했습니다.

기본 RCA단자는 체결력이 너무 약해서 인터케이블을 조금만 건드려도 쑥 뽑혀버려 불만이었습니다.
교체할 RCA단자는 몇달전 준비해놨는데 리벳 빼는게 손이 많이가서 미루고 있었습니다.

더운 날에 땀좀 흘리고 교체했습니다.
기존 단자대는 제거하고 베클라이트판은 재활용했습니다.
교체완료하고 인터케이블 꽂으니 탄탄하게 체결되는것이 기분 좋습니다.

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2022. 9. 17

[ MPX 개선 ]

 

FM-200B로 93.1MHz KBS 1FM을 즐겨 듣고 있습니다.
FM방송국은 여러개 있지만 음질면에서는 단연 KBS 1FM이 최고인것 같습니다.
FM-200B는 RF부 교정도 나름 잘 된것 같고 AF부도 마음에 드는 소리로 개선해서 이제 즐기기만 하면 되겠다 싶었습니다.

그런데 왠걸 '삐이~~'하는 신경에 거슬리는 고주파음이 섞여 들리기 시작합니다.
특히 무음구간이나 아나운서멘트구간에서 심하게 나옵니다.
그냥 '삐~'도 아니고 '삐이삐 지지지~' 신경을 마구 긁어댑니다.
음악구간에서는 소리도 작아지고 잘 안들립니다.

검색을 해봐도 이런 증세를 얘기하는 글은 찾아볼수가 없습니다.
또다른 피셔 튜너 KM-60도 동일한 증세가 나오는데 남들은 괜찮다는 것인가? 의아합니다.
모노에서는 이런 증세가 싹 사라집니다. 아무래도 피셔 MPX의 문제인것 같습니다.

방송전파 스펙트럼을 살펴봤습니다. 무음구간에 다섯손가락과 같은 특유의 스펙트럼이 보입니다.
가운데 반송파와 좌우에 19kHz 파일롯신호, 그 옆으로 제일 작은 피크는 19kHz의 2차 고조파 38kHz입니다.
이들 피크는 음악구간에서는 크기 줄어들며 음악신호에 파묻혀버립니다.

 

스피커에서 나는 '삐이~' 소리의 정체를 알아보려고 스피커 앞에 핸드폰을 대고 FFT를 찍어봤습니다.
무음구간에서 4.5kHz의 피크가 보입니다. 음악구간에서는 안보이지만 간간이 음악소리가 약음일때면 보이곤합니다.
오른쪽 끝에 크기가 작지만 19kHz 파일롯신호도 보입니다.
하필 12인치 풀레인지로 듣던중이라 실제 보다 작게 보입니다. (12인치 풀레인지인데도 19kHz가 재생되는 군요!)

 

4.5kHz면 파이롯신호 19kHz의 1/4배 고조파입니다.
파일롯신호가 가청대역으로 넘어오는것이 확실합니다.

피셔 MPX회로를 살펴보면 스테레오 복조를 위해 19kHz를 2체배하여 생성한 38kHz는 노치필터로 제거합니다.
그러나 원래 신호에 포함되어 있는 19kHz 파일롯신호는 그대로 흘려보냅니다.
왜 이렇게 설계한것인지 의아합니다.

그것도 그렇지만 모노로 전환했을때도 여전히 파일롯신호는 존재하는데 고주파음은 발생하지 않습니다.
MPX를 거치면 발생합니다. MPX단 안에서 영향받는 어떤 요인이 있는것 같습니다.
아무튼 원인을 알았으니 파일롯신호를 제거하기위한 19kHz 노치필터를 38kHz 노치필터에 병렬로 달아줬습니다.

 

기기에 연결해 들어보니 '삐이~'소리가 확연하게 줄어들었습니다.
청취위치에서는 안들릴 정도가 되었습니다. 이제 마음 편히 FM을 즐겨도 되겠네요.

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2022. 10. 9

[ FM-200B 녹음 ]

오늘 한글날 비가 옵니다.
비가 오면 우리동네 전파상태가 좋던데... 하고 튜너를 켜니 역시나~ 좋습니다.

얼마전 튜너의 ‘삐이~지지지~’를 거의 잡았다고 좋아했는데 날이 바뀌니 전과 거의 비슷비슷했습니다.
허탈했습니다. 그래서 또다른 필터를 하나 더 달았는데도 여전히 비슷합니다.
KBS 1FM 클래식방송이 음질이 제일 좋은데 유독 이 현상이 제일 심합니다.
다른 방송에선 아예 안들리거나 거의 안들리는데 많이 아쉽습니다.
어떻게든 잡아보고 싶은데...

추가)
계속 들어보니 상태가 아주 안좋은 날을 빼면 건질수 있는 날이 상당히 늘어났음을 알수 있었습니다.
예전에는 10일중 2~3일 정도 좋았다면 이제는 반대로 7~8일은 건질수 있습니다.
처음엔 실망했지만 이젠 어느정도 만족하고 있습니다.

전파상태에 따라 튜너 소리가 왔다갔다 하는건 잘 알려진 현상이지만 오늘같이 비가 오기만 바랄수도 없고…
아무튼 전파가 제일 좋은 상태를 기록으로 남겨볼 생각으로 녹음해봤습니다.

생생클래식을 녹음했습니다.
‘삐이~지지지~’소리는 약간 남아있습니다만 매일 이정도만 된다면 더 이상 바랄게 없겠네요.

튜너에서 바로 녹음했습니다.

 

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2022. 10. 17

[ MPX 교체 ]

 

피셔튜너 MPX에서 발생하는 ‘삐이~지지~’하는 고음노이즈를 해결하려 두가지 방법을 사용했습니다.
첫번째는 기존 MPX에 필터를 추가해서 고음노이즈를 낮추는 것이고
두번째는 기존 MPX를 새로운 MPX로 교체하는 것이었습니다.

교체한다면 반도체 MPX를 사용하여 직접 제작하기로 했습니다. 먼저 어떤 MPX IC가 있나 알아보았습니다.
여러가지중 LM4500A가 있는데 쿼드 FM4, 맥킨 MR80 등 주로 구미권에서 많이 사용된 IC였습니다.
일본제 IC들 보다 이것에 더 마음이 가서 이것으로 결정했습니다.

 

IC와 기타 부품들을 주문하고 도착을 기다리는 사이 첫번째 방법을 시도하여 충분하지는 않지만 그럭저럭 들을수 있을 만큼 해결되었습니다. 이렇게 되자 굳이 두번째를 시도할 필요가 있을까 싶어졌습니다.
도착한 부품들을 그냥 서랍속으로 넣으려했는데 아무래도 소리가 궁금했습니다.
진공관 튜너에 반도체 MPX를 넣는다면 과연 그 소리는?
진공관 RF - 진공관 IF - 진공관 복조 - 반도체 MPX - 진공관 출력단 구성인데 괜찮을까?

부품 도착전 이미 설계는 끝나있었기 때문에 제작은 어렵지 않았으나 만능기판에 작은 부품들을 실장하려니 평소 쓰던 돋보기로는 잘 보이지가 않았습니다.
정밀작업 할때만 쓰려고 돗수 높은 돋보기를 마련해 둔게 있었는데 이것 덕을 톡톡히 봤습니다.
그사이 노안이 더 깊어진 모양입니다.

 

아무튼 제작을 다 마친후 전원 +,-를 거꾸로 물려서 테스트 시작 몇초만에 MPX IC를 1개 태워먹은것 말고는 조정은 잘 끝났습니다. 설치가 문제였는데 튜너 내부에는 실장할 공간이 없으므로 상판 빈공간에 꾸역꾸역 배치했습니다.

 

조정 결과입니다.
1kHz 신호에 얹혀있는 작은 파형은 스테레오를 만들기 위한 38kHz 부반송파입니다. MPX단 이후 필터로 제거할수 있으나 굳이 필요성이 없어서 필터는 생략했습니다. 과거시절 FM방송 녹음할때 녹음기 헤더의 주파수와 간섭현상이 발생해서 38kHz, 19kHz 필터가 필요했다고 합니다. 어느 튜너의 설명서에는 녹음하는 경우외는 필터를 사용하지 말라고 써있기도 하더군요.

L = R

 

L only (트리거가 잡히지 않아 파형이 몇개로 중첩된것을 하나만 남기고 대충 지웠습니다)

 

R only

 

L = -R

시스템에 물리고 처음 느낌은 들을만하다였습니다.
반도체 튜너가 있긴한데 잘 듣지 않는 이유가 피셔에 비해 소리가 생생하지 않아서였는데 이건 꽤 좋습니다.
물론 목표였던 고음노이즈는 완전히 해결되었습니다. 역시 최신(40년전?ㅎ)기술입니다.

좀 더 들어보고 계속 갈지 원복할지 판단해 봐야겠습니다.

2022. 12. 11) 대략 2달이 지난 현재까지 만족스럽게 운용중입니다. 원복할 일은 없을것 같습니다.

 

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2024. 2. 8

샤시 위에 얼기설기 설치했던 반도체 MPX를 샤시 안으로 집어넣었습니다.
덩치 큰 비마캡이 너무 커서 도저히 공간이 안나와 결국 니치콘 뮤즈 무극성 전해캡으로 교체해서 키를 낮췄습니다.
그리고는 전원트랜스 설치가 문제였는데 샤시 안에 넣을수 있는 키가 작은 전원트랜스를 구해 해결했습니다.