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최근 수정 시각 : 2024-12-12 21:44:25

DSP 수신기

DSP라디오에서 넘어옴
1. 개요2. 장점3. DSP 라디오 방송 수신기
3.1. 장점3.2. 단점3.3. 결론
3.3.1. 반드시 DSP 수신기를 써야 하는 경우3.3.2. 재래식 수신기가 더 나을 수 있는 경우
3.4. 추세3.5. FM 난청 지역용 추천 기종
3.5.1. 일반 라디오3.5.2. 단파 라디오
3.6. 주요 기종 목록
3.6.1. TECSUN3.6.2. 산진3.6.3. DEGEN3.6.4. 파나소닉3.6.5. 소니3.6.6. XHDATA
4. 관련 문서

1. 개요

디지털 신호 처리를 사용하는 수신기. 기존 재래식 수신기와 달리 RF 신호 처리 과정을 디지털 연산으로 해결한다.

이 문서는 DSP 수신기만 서술했으나, DSP 송신기도 존재한다.

2. 장점

중간주파수(Intermediate Frequency, IF) 없이 직접 변환하므로 선택도가 높아지고 이미지 현상[1]이 감소한다는 이점이 있다. IF가 없다는 점 때문에 'Zero-IF 수신기'라는 이칭도 있다. 그러나 DSP 수신기 대부분은 IF가 아예 없지는 않고, 재래식 수신기보다 IF가 상당히 낮다. 예를 들어 DSP 수신기인 PL-330은 IF로 AM 45 kHz, FM 128 kHz를 사용한다. 일반적인 재래식 수신기가 각각 455 kHz, 10.7 MHz를 사용하므로 DSP 수신기를 'Low-IF 수신기'라고도 한다.

RF 처리를 추상적인 소프트웨어로 진행하기 때문에 실제 하드웨어를 기반으로 한 아날로그 변복조 회로보다 개발하기 편하고, 유연하게 개발할 수도 있다. 따라서 여러 기능을 같은 회로로 동시에 구현하기 쉬우며, 복잡한 아날로그 전자 회로 대신 기본적으로는 비교적 수월하게 접근할 수 있는 고급 프로그래밍 언어를 통해 프로그래밍하기 때문에[2] 이동통신이나 Wi-Fi 같은 복잡한 상용 무선 기술도 비교적 손쉽게 구현할 수 있다. 통신 이론 대부분은 아날로그 시절 등장하였지만 구현 문제가 가장 컸다. 아날로그 변조 방식조차도 복잡성으로 인해 DSP 수신기 시대가 도래하고 나서야 간단해지는 경우가 많다. 특히 무전기에서 사용하는 SSB나 FM 라디오는 아날로그 변조 방식이지만 DSP 덕을 엄청나게 받았다.

또한 DSP 수신기에서는 하드웨어도 중요하지만 가장 중요한 것은 하드웨어가 아닌 변복조를 수행하는 소프트웨어이기 때문에 이를 무한대로 복사할 수 있다는 장점이 있고, 디지털 방식은 아날로그 방식에 비해 가격 대비 정밀한 처리가 가능하기 때문에 경제적으로도 메리트를 가진다.[3] 아날로그의 경우 수율이 들쑥날쑥해서 대량생산과 원가절감에 있어서 디지털 방식을 따라올 수가 없다.

3. DSP 라디오 방송 수신기

카오디오 및 MP3 플레이어에서 일찍이 사용했다. 이들 기기, 특히 MP3 플레이어는 소형화가 가장 중요하기 때문에 일찍부터 DSP 수신칩을 적용했다. MP3 플레이어 등에 들어가는 DSP 수신칩은 Silicon Labs뿐만 아니라 필립스 등 여러 업체들도 만들고 있다.

2009년 이전에는 DSP 회로를 채용한 중/단파 수신기는 고가 통신형 트랜시버뿐이었다. 라디오 방송 수신 전용 기기에 DSP 기술을 사용화한 것은 2009년 단파수신기 메이커인 TECSUN과 DEGEN이 미국 Silicon Labs 사(공식 홈페이지) DSP 수신칩을 사용한 제품을 출시하면서부터다. TECSUN DSP 수신기로 잘 알려진 기종으로 PL-380, PL-310ET, PL-330 등이 있다.

3.1. 장점

라디오 방송 수신기(튜너)에서 DSP 수신기의 가장 큰 장점은 높은 선택도와 우수한 이미지 신호(잡신호) 대처 능력이다. 검파 및 변환 과정에서 아날로그 세라믹 필터 대신에 디지털 연산을 사용하다 보니 비교적 저렴한 가격으로 높은 선택도를 구사할 수 있다. 특히 50만 원 이상 최고급 수신기가 아니면 엄두도 안 났던 단파 수신 필터 대역폭 다단계 설정 기능[4]을 비교적 저렴한 중저가형 DSP 단파수신기에서도 구현이 가능하다. 그리고 엄청나게 낮은 중간 주파수로 변환하다 보니 기존 슈퍼헤테로다인 수신기 고질적 문제인 이미지 신호 현상이 많이 줄어들었다.

높은 선택도가 진가를 발휘하는 때는 중파, 단파 대역대에서 인접 방송 간섭을 많이 받는 주파수를 수신하는 경우다. 물론 대역 필터폭을 4 kHz 이하로 설정해야 한다. 5 kHz 이상으로 설정하면 저가 재래식 기기와 다를 바가 없다. 기존 재래식 수신기에서 나타나던 인접한 간섭 신호에 가려졌다 나갔다 하는 현상이 없이 비교적 안정적으로 잡힌다는 것이다.

그리고 동조 자체도 PLL 재래식 수신기와 비슷하게 돌아가기 때문에 폴리바리콘을 이용한 아날로그 재래식 수신기에 비해서 상당히 튜닝 안정도가 높으며, 특히 PLL 재래식 수신기보다도 저렴하게 생산 가능하기 때문에 저렴하면서도 튜닝 안정도가 매우 우수한 수신기(특히 단파라디오)가 만들어질 수 있다. 특히 DSP 단파수신기와 비슷한 가격대인 싱글 컨버전 재래식 단파수신기는 튜닝 안정도가 나쁘므로 차이를 확연히 비교 가능하다.

FM방송에서는 절대적 우위를 발휘한다. 특히 서울특별시(특히 청계천 주변)와 같이 FM 주파수 포화로 신호가 번잡한 강전계 지역은 잡신호에 대단히 취약한 곳인데[5][6], DSP 수신기 이미지 신호 억제 능력 덕택에 기존 재래식 수신기에 비해 실질적인 수신 성능이 많이 올라간다. 감도가 좋다면 포터블 라디오로도 카오디오에 대적할 만한 FM 수신 성능 구현이 가능하다. 이를테면 DSP 수신기인 TECSUN PL-606로 대전 계룡산에서 송출하는 KBS 1라디오 94.7MHz를 미약하게나마 서울 여의도에서도 수신이 가능한 것. 이는 일반적인 포터블 라디오 수준에서 재래식 수신기로는 상상하기조차 힘든 것이었다.[7] 따라서 서울과 같은 도심지에서는 FM DX 활동에는 무조건 DSP 수신기가 유리하다.

수신기 내부에서 음 일그러짐 등 아날로그 RF로 인한 왜곡 현상이 없기 때문에 일부 오디오필들은 아날로그 FM 튜너 대신에 포터블 DSP 수신기에 고급 오디오를 연결해서 FM 방송을 청취할 정도라고 한다.

우수한 선택도 및 이미지 대처 능력 때문에 DSP 방식 단파수신기들은 재래식 기종과 다르게 신호 감쇄 기능(보통 ATT 기능이라고 한다.)[8]이 없는 것이 일반적이다.

그리고 기기 내부 잡음 측면에서는 어느 정도 손해 보는 측면은 있어도 제대로 설계한 제품이라면 외부 잡음 저항력이 재래식 기종(특히 저가형)보다 나은 편이다. 디지털 필터 때문인지 몰라도 중파/단파 방송은 고주파 잡음을 필터링해 실질적으로 재래식보다 잡음이 적게 들리며, 음성도 보다 더 또렷하게 들린다. 따라서 전파 방해가 심한 대북방송을 위주로 청취할 목적이거나 전기 잡음이 많은 지역에 거주하고 있다면 DSP 수신기를 택하는 것을 추천한다.

FM 방송은 19 kHz 음성 대역에 걸쳐 있는 스테레오 방송용 파일럿 신호를 필터링하며, 멀티패스 대응 알고리즘은 일반적으로 수신칩에 내장한다.

게다가 DSP 기술을 통해 회로 간략화가 가능해져 부품 수요도 그만큼 줄어들어 기기 크기를 줄일 수 있었고, 제작 비용도 크게 줄어든다는 장점도 있다. TECSUN 소형 PLL 단파라디오 중에서 재래식 수신기인 PL-210은 여러 부품이 복잡하고 빼곡하게 들어차 있지만, DSP 수신기인 PL-606은 부품 배열이 비교적 단순하다... 게다가 중파 수신용 페라이트 바 안테나를 제외하고는 어떠한 코일이나 트리머와 같은 부품이 필요 없기에 부품 노후화로 인한 변형이나 공장에서 기기 출하 시에 별도 조정이 필요 없다. 다시 말해, 제조 공정에서 손이 덜 가기 때문에 그만큼 생산 원가를 절감할 수 있다는 얘기. LTE나 Wi-Fi, Bluetooth 같은 복잡한 무선통신은 상용화 자체가 어려웠을 것이다.

일본 파나소닉은 2016년부터 기존 휴대용 재래식 기종을 DSP 버전으로 개편하여 출시하였다.링크

바리콘 품질이 전반적으로 폭풍하락한 현재에 다이얼 방식 DSP 수신기 내 가변저항기 신뢰성은 저질 바리콘보다 훨씬 나으므로 최근 생산분 아날로그 바리콘 라디오와 다르게 튜닝 불량이 두드러지지 않는다.

그리고 대역마다 감도에 편차가 존재하는(예: 600kHz 근방은 감도가 좋지만 1400kHz 근방은 감도가 별로인 수신기)[9] 재래식 수신기와 다르게 감도가 고르다는 장점이 있다.

3.2. 단점

물론 DSP 수신기에도 단점이 존재한다.

DSP 신호 처리 과정에서 아날로그 RF 신호는 모조리 디지털로 변환한다. 이는 아날로그 마이크로 들어오는 음파 신호가 디지털 녹음기 회로 내에서 디지털 PCM 신호로 모조리 샘플링하는 것과 다름없다. FM 방송은 디지털 음색이 잘 티 안 나지만[10], 중파 방송/단파 방송은[11] 디지털 전환을 거치다 보니 유선전화와 비슷한 사각사각거리는 음색이 나타날 수 있다. 즉, 디지털 오디오에 존재하는 양자화 잡음이라는 것. 특히 Silicon Labs 사 수신칩이 AM(LW/MW/SW)에서 이런 양자화 잡음이 심한 편이며, AKC나 KT[12]와 같은 타사 수신칩에서는 이게 덜한 편. 이해하기 힘들다면 여러분이 소장하고 있는 음악 파일을 샘플링 8kHz mono 사양 WAV 파일로 변환해서 그 재생음을 감상해 보자. 기존 아날로그 재래식 수신기가 구현하는 그 생생한 음색이 아니라는 것이다. 이것은 중파, 단파 방송 애호가들 사이에서 DSP 수신기에 대한 호불호가 갈리는 이유이기도 하다.

또한 Soft Muting 기능을 구현했다면 귀에 거슬릴 수 있다. 이 기능은 일정 신호 강도 이하이면 음소거를 시키거나 음량이 뚝 떨어지는 기능으로, 특히 중파/단파 방송 수신 시에는 귀에 거슬릴 수 있다. 재래식 수신기는 이런 기능이 없으므로 갑자기 음량이 줄어드는 등 드롭 현상이 나타나지 않고 그냥 부드럽게 넘어간다. 이것도 중파, 단파 방송 애호인 사이에서 호불호가 갈리는 이유이다. 따라서 선택도나 이미지 대처 능력 및 FM 성능이 그렇게 중요한 것이 아니라면 차라리 소니 ICF-SW7600GR이나 텍선 PL-660과 같이 오랜 시간 검증받은 재래식 수신기를 택하라는 충고를 하는 동호인들이 아직도 많다. 그런데 웃긴 것은 Silicon Labs 사이트에 있는 스펙 세부 내역 및 내부 펌웨어 세팅 문서에 따르면 Soft Muting 기능 적용 여부는 수신기 제조사 재량이라는 것(...).

DSP 수신 회로 자체가 복잡한 디지털 연산을 하다 보니 그 과정에서 내부 잡음이 많이 생긴다. 따라서 기존 아날로그 PLL 수신기에 비해서도 내부 잡음이 좀 더 있는 편. 이는 미약한 신호를 DX할 때 살짝 불리한 점. RF부 회로를 어떻게 잘 설계하느냐에 따라 실질적인 S/N비가 크게 차이가 나는데, TECSUN DSP 수신기들은 대체적으로 S/N비가 우수한 편(특히 FM 대역)이지만, 일반적인 MP3[13] 및 휴대폰 내장 FM 튜너는 S/N비가 구린 경우가 허다하다. 상당수 효도용 라디오도 마찬가지다.

그리고 디지털 연산을 하다 보니 전력 소모가 더 많다는 단점도 있다. 다만 TECSUN PL-310ET/380처럼 전력 효율을 높인 제품은 재래식 PLL 수신기보다 전력 소모량이 낮은 경우가 있다. 사실 TECSUN DSP 수신기는 전력 효율성이 우수한 편이고 DEGEN DSP 수신기는 전력 효율성이 별로이다. 똑같이 AAA 건전지를 쓰지만 TECSUN PL-118은 건전지 가용 시간이 42시간이지만, DEGEN DE215는 20시간 정도이다.

다이얼 튜닝 방식 DSP 수신기는 최근접 주파수 튜닝이 어려울 수 있다는 문제도 있다. 인접 주파수를 자동으로 잡는 기능이 들어가 있기 때문. 특히 약전계 지역은 다이얼을 돌리다가 신호를 놓치기 쉽다.

디지털 변환을 하며 지연시간이 생기기도 한다. 카오디오나 MP3 플레이어는 짧으면 0.1, 길면 0.5 초 넘게 지연시간이 존재한다. 단독 수신기인 TECSUN, 파나소닉 기기는 무시할 수 있을 정도로 지연시간이 짧다.

3.3. 결론

재래식 수신기와 DSP 수신기는 서로 장단점이 있기에 사용 목적에 맞추어 선택하여야 한다.

3.3.1. 반드시 DSP 수신기를 써야 하는 경우

3.3.2. 재래식 수신기가 더 나을 수 있는 경우

3.4. 추세

2000년대 MP3 플레이어 내장 튜너용으로 DSP 수신칩을 적용한 이래 2010년대인 현재는 순정 카오디오, 탁상용 오디오 등에도 적용하고 있으며, 2009년 이후로 TECSUN, DEGEN을 중심으로 DSP 수신칩을 적용한 단파수신기가 널리 쓰이고 있다.

카오디오 튜너도 DSP화가 이루어진 상태다. 아날로그 재래식 라디오와 비교 청취 시 요즘 카오디오가 지연 시간이 있는 것도 이 때문.

장기적인 관점에서는 재래식 수신기(특히 바리콘 사용 기종)가 DSP 수신기와 경쟁에서 패배하여 역사의 뒤안길로 사라질 것이라고 보는 사람도 있다. 폴리바리콘 생산이 줄어들어 폴리바리콘이 비싸지거나 아예 사라지면 재래식 수신기(특히 다이얼 방식 수신기)도 사라질 것이라고 전망하는 이들도 있다. 어쨌거나 재래식 수신기 중요 부품인 가변코일이나 폴리바리콘 생산 단가가 큰 폭으로 높아지거나 라디오 메이커들이 품질 클레임을 감당하기 힘들어질 정도로 전면적인 저질화가 이어진다면 이는 재래식 수신기 존립에 위협일 수 있다. 반면에 DSP 수신기는 재래식 수신기보다 필요한 부품 수가 적어서 수신기 생산 단가가 싸지기 때문에 라디오 생산 업체들이 생산 단가 저하를 위해 본격적으로 저가형 라디오들을 죄다 DSP 방식으로 바꾸어 버릴 수도 있다. 2016년 11월에 파나소닉이 기존 재래식 바리콘 방식 포터블 기종을 초소형 포켓탑 기종을 제외하고는 DSP 버전으로 재출시함에 따라 점점 현실로 다가오고 있다. 다만 소니는 파나소닉과 달리 얼마 전까지만 해도 아날로그 바리콘 라디오를 고집했으나 2017년 ICF-506 출시로 조금씩 변화가 일고 있다. 바리콘 제조업체들이 망할 날이 얼마 남지 않았다 바리콘, 아날로그 수신칩 생산량이 갈수록 줄어들고 있다고 한다. 중국 DEGEN도 2017년 전후로 DE13, DE333 DSP화를 이루었고 기타 군소업체도 알게 모르게 포터블 라디오 DSP화를 많이 진행해 오고 있는 상황이다. 다이소에서 판매했던 5천 원짜리 라디오도 DSP 방식인 것을 보면 다이얼 방식 라디오에서 DSP 방식은 일반화하였다. 주요 업체인 소니와 TECSUN은 기존 바리콘 기종 DSP화가 상대적으로 더딘 편이었으나, 소니마저도 2021년에 ICF-P27 등 DSP 버전을 출시하는 등 추세를 보아, 2030년대에는 재래식 바리콘 라디오를 생산하지 않을 것으로 보인다.

FM 수신기는 카오디오, MP3 플레이어 내장형 튜너, 효도용 라디오 영향으로 초저가 제품을 제외하고는 DSP 수신기가 널리 쓰인다. 하지만 중파, 단파 방송 수신기는 PL-660을 위시한 재래식 제품이 아직도 지분이 있다.

최고급 포터블 기종 중에서는 TECSUN PL-660이 마지막 재래식 수신기로 남을 것으로 보인다.

3.5. FM 난청 지역용 추천 기종

수신 감도가 같으면 DSP 수신기는 FM방송에서 재래식 수신기에 절대 우위를 지니며, 신호가 번잡한 지역이나 난청 지역에서는 이것이 매우 유리한 특징이라 할 수 있다. 하지만 모든 DSP 수신기가 감도가 뛰어난 것은 아니며, 어떤 회사에서 만든 DSP 수신기는 잘 만들어진 재래식 수신기보다 FM 성능이 못한 경우도 있으며[18], 어떤 DSP 수신기는 FM 성능이 그저 평범한 경우도 있다.

3.5.1. 일반 라디오

3.5.2. 단파 라디오

3.6. 주요 기종 목록

3.6.1. TECSUN

3.6.2. 산진

3.6.3. DEGEN

3.6.4. 파나소닉

3.6.5. 소니

3.6.6. XHDATA

전 기종이 DSP 수신기이다.

4. 관련 문서


[1] 원 주파수가 아닌 다른 주파수에서 신호가 잡히는 현상.[2] 당연하게도 최적화를 위해 어셈블리어나 HDL을 다루기도 하겠지만 아날로그 회로 설계에 비하면 매우 쉽다.[3] 아날로그도 IC 회로를 사용하면 비슷한 장점을 가질 수 있다.[4] 보통 6/4/3/2/1 kHz를 제공한다. 일반적인 수신 환경에서는 3-4 kHz 설정이 가장 무난하다. 참고로 재래식 단파 수신기 필터 대역폭은 일반적으로 4 kHz로 설계한다.[5] 재래식 수신기 중에서 FM 이미지 신호 대처 능력이 개떡인 TECSUN R-9012와 비교 수신해 보자. 천당과 지옥 수준 차이를 느낄 것이다.[6] 사실 재래식 수신기라 하더라도 FM 이미지 대처 능력이 천차만별이다. 웬만한 소니 라디오들은 중간 정도는 가는 편이다(물론 예외도 있지만...). 이 부분에서 최악으로 꼽을 수 있는 물건은 TECSUN R-9012. DEGEN DE1103은 재래식이지만 이쪽 방면에서는 나름 우수한 편이라고 한다. 소니 재래식 라디오 중에서는 ICF-8, ICF-T46, ICF-SW22가 FM 이미지 잡음 대처 능력이 비교적 우수한 편.[7] 재래식 포터블 라디오는 아무리 감도가 좋아도 서울과 같은 강전계 지역에서는 이미지 신호 문제로 대전 주파수 FM DX가 힘들거나 아예 불가능하다.[8] ICF-SW7600GR처럼 가변 저항기 형태인 경우도 있고 DX/Local 모드라는 이름으로 스위치 형태로 구성한 경우도 있다. 재래식 수신기에는 저가형이 아니면 이러한 기능이 달려있는 것은 DSP 수신기와 다르게 재래식 수신기는 강전계 지역에서는 과하게 강한 신호가 들어오면 수신 상태가 오히려 나빠지는 경우가 있어 이 문제를 해결하기 위해 ATT 기능을 달아 놓은 것이다.[9] 재래식 수신기 트래킹 감도 조정의 가장 큰 골머리다. 1400kHz 근방 감도가 시원치 않아 조정했더니 700kHz 근방 감도가 형편없어지는 등 문제가 발생한다. 파나소닉 재래식 바리콘 기종이 이런 경향이 심했다. 감도가 대역 상관없이 고른 수신기가 괜히 우수한 것으로 평가받는 게 아니다.[10] 어차피 오늘날 FM 방송은 전파만 아날로그(FM)이지 방송 장비가 죄다 디지털화한 지 10여 년이 넘었다. 디지털 음색이고 뭐고 따지는 것이 무의미하다.[11] 이쪽도 방송 장비는 다 디지털화하였지만 음성 대역폭 5kHz가 아날로그 방식으로 필터링하는 경우와 디지털로 필터링하면 음색이 엄연히 다르게 나타난다.[12] 베이징 KT마이크로사. DSP 수신칩 제조사 중 하나다.[13] 아이리버 T50 등과 같이 튜너부를 잘 설계한 일부 기종 제외.[MW/SW] [MW/SW] [16] 대북방송, 대남방송 등을 포함할 수 있다. 수도권, 강원권 FM 난청지역이라 KBS 1라디오 AM을 들으려고 하는 경우도 여기 해당한다. 북한발 방해전파가 시도 때도 없이 날아온다.[17] 위에서 언급한 양자화 노이즈.[18] MP3 플레이어 내장 FM 튜너가 DSP 방식인 것처럼 효도용 라디오도 마찬가지인데, 효도용 라디오는 FM 수신 성능이 형편없거나 그저 그런 경우가 많다.[19] 번호를 지정하여 주파수를 저장하는 방식.[20] 전체 영역을 스캔하여 잡히는 주파수를 저장하는 방식.[21] SR-286은 FM방송 주파수 간격을 200 kHz로 설정하면 짝수로 넘기는 치명적인 펌웨어 오류가 있다. DX-286은 이 오류를 수정하였다. 때문에 한국에서 FM방송 수신용으로 쓰려면 SR-286은 피해야 한다.

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