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최근 수정 시각 : 2024-03-08 01:26:33

DSP 수신기

1. 개요2. 장점3. DSP 라디오 방송 수신기
3.1. 장점3.2. 단점3.3. 결론
3.3.1. 반드시 DSP 수신기로 가야 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

아날로그 재래식 라디오 수신 회로 대신, 디지털 신호 처리를 사용하는 수신기로, 기존의 재래식 수신기와 다르게 RF 신호 처리 과정을 디지털 연산으로 해결한다.

DSP 기반으로 된 수신기에 대해서만 서술되어 있지만 DSP로 된 송신기도 존재한다.

2. 장점

중간주파수(Intermediate Frequency, IF) 없이 직접 변환하므로 선택도가 향상되고 이미지 현상이 감소한다는 이점이 있다. IF가 없다는 점 때문에 'Zero-IF 수신기'라는 이칭도 있다. 그러나 시중에 판매되는 DSP 라디오 수신기들은 IF가 아예 없지는 않고, 다만 재래식 수신기의 IF에 비해 IF가 엄청 낮다.[1] 그래서 'Low-IF 수신기'라고도 한다.

RF 처리 부분이 추상적인 소프트웨어로 되어 있기 때문에 실제 하드웨어를 기반으로 한 아날로그 변복조 회로보다 개발의 편의성이 높고 유연하다. 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.

또한 DSP 수신기는 변복조를 수행할 소프트웨어만 만들고 이를 복제하여 찍어내기만 하면 되는 데다가, 디지털 방식은 아날로그 방식에 비해 가격 대비 정밀한 처리가 가능하기 때문에 경제적으로도 메리트를 가진다.[3]

3. DSP 라디오 방송 수신기

라디오 방송 수신기의 경우 DSP 수신기가 본격 상용화된 것은 중국의 일부 단파수신기 메이커인 TECSUN과 DEGEN이 미국 Silicon Labs 사(공식 홈페이지)의 DSP 수신칩을 내장한 단파수신기 및 일반 라디오를 2009년에 출시하면서부터다. 2014년 현재는 TECSUN의 DSP 수신기로 잘 알려진 기종으로 PL-380, PL-310ET, PL-606 등이 있다.

2009년 이전에는 DSP 회로를 채용한 중, 단파 수신기는 고가의 일부 통신형 트랜시버뿐이었다.

단파 라디오 및 일반 순수 라디오 수신기보다 더 일찍 DSP 수신 회로가 응용되기 시작한 분야는 카오디오 및 MP3 플레이어에 내장된 라디오 수신기이다. 이들 기기, 특히 MP3P의 경우 제품의 소형화 문제가 가장 중요하기 때문에 일찍부터 DSP 수신칩이 적용된 것으로 보인다. MP3 플레이어 등에 들어가는 DSP 수신칩은 Silicon Labs뿐만 아니라 필립스 등의 여러 업체들도 만들고 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 이상의 최고급 수신기가 아니면 엄두도 안 났던 단파 수신 필터 대역폭 다단계 설정 기능(6, 4, 3, 2, 1kHz)[4]을 비교적 저렴한 중저가형 DSP 단파수신기에서도 구현이 가능하게 되었다. 그리고 엄청나게 낮은 중간 주파수(FM의 경우 약 168kHz)로 변환하다 보니 기존의 슈퍼헤테로다인 수신기의 고질적인 문제점이었던 이미지 신호 현상이 많이 줄어들었다.

DSP 수신기의 높은 선택도가 진가를 발휘하는 때는 중파, 단파 대역대에서 인접 방송의 간섭을 많이 받는 주파수를 수신하는 경우다. 물론 대역 필터폭을 4kHz 이하로 설정해야 한다. 3kHz 정도면 적당하다. 다만 6kHz 설정 시 저가형 재래식 기기와 다를 바가 없다는 점을 유념할 것. 기존의 재래식 수신기에서 나타나던 인접한 간섭 신호에 가려졌다 나갔다 하는 현상이 없이 비교적 안정적으로 잡히게 된다는 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 그닥이기에 이 둘의 차이는 확연히 비교 가능하다.

또한 DSP 수신기가 절대적인 우위를 발휘하는 분야가 FM방송. 특히 서울특별시(특히 청계천 주변)와 같이 FM 주파수가 포화되어 신호가 번잡한 강전계 지역은 잡신호에 대단히 취약한 곳인데[5][6], DSP 수신기의 이미지 억제 능력 덕택에 기존의 재래식 수신기에 비해 실질적인 수신 성능이 많이 향상된다. 감도가 좋다면 포터블 라디오로도 카오디오에 대적할 만한 FM 수신 성능 구현이 가능하다. 이를테면 DSP 수신기인 TECSUN PL-606로 대전 계룡산에서 송출되는 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. 그리고 DSP 수신기의 경우 재래식 수신기와 다르게 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.

DSP의 우수한 선택도 및 이미지 대처 능력 때문에 DSP 방식의 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 설계된 제품이라면 외부 잡음에 대한 저항력이 재래식 기종(특히 저가형)보다 나은 편이다. 디지털 필터 때문인지 몰라도 중파, 단파 방송의 경우 고주파 잡음이 필터링되어 실질적으로 재래식보다 잡음이 적게 들리며, 음성도 보다 더 또렷하게 들린다. 따라서 전파 방해가 심한 대북방송을 위주로 청취할 목적이거나 전기 잡음이 많은 지역에 거주하고 있다면 TECSUN의 DSP 수신기를 택하는 것을 추천한다. 이런 거 써도 되나[9]

FM 방송의 경우는 19kHz 음성 대역에 걸쳐 있는 스테레오 방송용 파일럿 신호가 필터링되며, 멀티패스에 대한 대응 알고리즘이 수신칩에 내장되어 있는 경우가 일반적이다.

게다가 DSP 기술을 통해 회로의 간략화가 가능해져 부품 수요도 그만큼 줄어들어 라디오의 크기를 줄일 수 있었고, 제작 비용도 크게 줄어든다는 장점도 있다. TECSUN의 비슷한 크기의 소형 PLL 단파라디오 중에서 재래식 수신기인 PL-210은 부품들이 복잡하게 배열되어 있지만, DSP 수신기인 PL-606은 부품 배열이 비교적 단순화되어 있다. 게다가 중파 수신용 페라이트 바 안테나를 제외하고는 어떠한 코일이나 트리머와 같은 부품이 필요 없기에 해당 부품의 노후화로 인한 변형이나 공장에서 기기 출하 시에 별도의 조정이 필요 없다. 다시 말해, 제조 공정에서 손이 덜 가기 때문에 그만큼 생산 원가가 절감될 수 있다는 얘기. LTE나 Wi-Fi, Bluetooth 같은 복잡한 무선통신은 상용화 자체가 어려웠을 것이다.

일본의 파나소닉은 기존의 휴대용 재래식 라디오 기종들을 DSP 버전으로 개편하여 출시하였다.링크

바리콘 품질이 전반적으로 폭풍하락한 현재에 다이얼 방식 DSP 수신기의 가변저항기의 신뢰성은 저질 바리콘보다 훨씬 나으므로 최근의 아날로그 바리콘 라디오와 다르게 튜닝 불량이 두드러지지 않는다.

그리고 대역마다 감도에 편차가 존재하는(예: 600kHz 근방은 감도가 좋지만 1400kHz 근방은 감도가 별로인 수신기)[10] 재래식 수신기와 다르게 DSP는 감도가 고르다는 장점이 있다.

3.2. 단점

물론 DSP 수신기에도 단점이 존재한다.

DSP 신호 처리 과정에서 아날로그 RF 신호가 모조리 디지털로 변환된다. 이는 아날로그 마이크로 유입된 음파 신호가 디지털 녹음기 회로 내에서 디지털 PCM 신호로 모조리 샘플링되는 것과 다름없다. FM 방송의 경우는 디지털 음색이 잘 티 안 나지만[11], 중파 방송/단파 방송의 경우[12] 디지털 전환을 거치다 보니 유선전화의 그것과 비슷한 특유의 사각사각거리는 음색이 나타날 수 있다. 즉, 디지털 오디오에 존재하는 양자화 잡음이라는 것. 특히 Silicon Labs 사의 수신칩이 AM(LW/MW/SW)에서 이런 양자화 잡음이 심한 편이며, AKC나 KT[13] 등의 수신칩에서는 이게 덜한 편. 이해가 안 된다면 여러분이 소장하고 있는 음악 파일을 샘플링 8kHz mono 사양의 WAV 파일로 변환해서 그 재생음을 감상해 보자. 기존의 아날로그 재래식 수신기에서 구현되던 그 생생한 음색이 아니라는 것이다. 이것은 중파, 단파 방송 애호가들 사이에서 DSP 수신기에 대한 호불호가 갈리는 이유이기도 하다.

또한 DSP 튜너 안에 Soft Muting 기능이 들어 있는데 일정 신호 강도 이하이면 음소거가 되거나 음량이 뚝 떨어지는 기능으로, 특히 중파, 단파 방송 수신 시에는 이게 좀 귀에 거슬릴 수 있다. 재래식 수신기였다면 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 검증된 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 기존의 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, TECSUN의 DSP 수신기들은 대체적으로 S/N비가 우수한 편(특히 FM 대역)이지만, 일반적인 MP3[14] 및 휴대폰 내장 FM 튜너의 경우 S/N비가 구린 경우가 허다하다. 상당수의 효도용 라디오도 마찬가지다.

그리고 디지털 연산을 하다 보니 건전지 소모가 더 많아져 아날로그 다이얼 라디오보다 전력 소모가 더 많다는 단점도 있다. 다만 전력 소모의 최적 효율화가 이루어진 일부 DSP 라디오(TECSUN PL-380, PL-606 등)는 재래식 PLL 수신기보다 전력 소모량이 낮은 경우가 있다. 사실 TECSUN의 DSP 수신기는 전력 효율성이 우수한 편이고 DEGEN의 DSP 수신기는 전력 효율성이 별로이다.[15]

다이얼 튜닝 방식의 DSP 수신기의 경우 최근접 주파수 튜닝이 어렵다는 문제도 있다. 특히 약전계 지역의 경우 다이얼을 돌리다가 신호를 놓치기 쉽다.

디지털 변환에 따른 레이턴시 문제 때문인지 카오디오나 MP3P의 경우 0.1~0.5초가량의 딜레이가 있기도 하다. 단독 수신기인 TECSUN, 파나소닉 수신기의 경우는 딜레이는 체감상 무시할 수준.

3.3. 결론

재래식 수신기와 DSP 수신기는 서로 장단점이 있기에 자신의 사용 목적에 맞추어 선택하면 된다.

3.3.1. 반드시 DSP 수신기로 가야 하는 경우

3.3.2. 재래식 수신기가 더 나을 수 있는 경우

3.4. 추세

2000년대 MP3 플레이어 내장 튜너용으로 DSP 수신칩이 적용된 이래로 2010년대인 현재는 최근의 순정 카오디오, 탁상용 오디오 등에도 적용되고 있으며, 2009년 이후로 TECSUN, DEGEN을 중심으로 DSP 수신칩이 적용된 단파수신기들이 활발히 보급되고 있다.

카오디오의 튜너도 DSP화가 이루어진 상태다. 아날로그 재래식 라디오와 비교 청취 시 요즘 카오디오 쪽이 0.1~0.5초가량의 딜레이가 있는 것도 이 때문.

장기적인 관점에서는 재래식 수신기(특히 바리콘 사용 기종)가 DSP 수신기와 경쟁에서 패배하여 역사의 뒤안길로 사라질 것이라고 보는 사람도 있다. 아무튼 폴리바리콘의 생산이 줄어들어 폴리바리콘이 비싼 부품이 되거나 폴리바리콘 자체가 역사의 뒤안길로 사라진다면 재래식 수신기(특히 다이얼 방식의 수신기)도 역사의 뒤안길로 사라질 것이라고 전망하는 이들도 있다. 어쨌거나 재래식 수신기의 중요 부품인 가변코일이나 폴리바리콘의 생산 단가가 큰 폭으로 높아지거나 라디오 메이커들이 품질 클레임을 감당하기 힘들어질 정도로 바리콘의 전면적인 저질화가 이어진다면 이는 재래식 수신기의 존립에 위협이 될 수 있다. 반면에 DSP 수신기의 경우 재래식 수신기보다 소요되는 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 기존의 재래식 바리콘 방식의 포터블 기종을 초소형 포켓탑 기종을 제외하고는 DSP 버전으로 재출시함에 따라 이게 점점 현실화되어 가고 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. 중국의 DEGEN도 2017년 전후로 DE13, DE333의 DSP화를 이뤄냈다. 중국의 기타 군소업체들도 알게 모르게 포터블 라디오의 DSP화를 많이 진행해 오고 있는 상황이다. 다이소에서 판매되었던 5천 원짜리 라디오도 DSP 방식인 것을 보면 다이얼 방식의 라디오에서 DSP 방식은 일반화되었다고 보면 된다. 단 주요 업체인 소니와 TECSUN은 기존 바리콘 기종의 DSP화가 상대적으로 더딘 편이었다. 그런데 소니마저도 2021년에 ICF-P27 등 DSP 버전을 출시하는 등의 추세를 보아, 2030년대에 이르면 재래식 바리콘 라디오가 아예 멸종될 것으로 보인다.

FM 수신기 분야 한정으로, 2015년 현재는 DSP 칩이 적용된 카오디오와 MP3P 내장형 튜너, 효도용 라디오 등이 많이 보급되어 저가형 재래식 라디오를 제외하고는 DSP화가 많이 된 상태이다. 하지만 중파, 단파 방송의 경우 특정 중국 회사를 중심으로 상용화가 많이 되었지만 PL-660을 위시한 재래식 수신기는 아직도 지분이 있다.

TECSUN의 최고급 재래식 기종인 PL-660이 최후의 재래식 라디오가 될 것으로 보인다.

3.5. FM 난청 지역용 추천 기종

같은 수신 감도라는 조건이라면 DSP 수신기는 FM 수신 문제에서 재래식 수신기에 비해 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[19], 어떤 DSP 수신기는 FM 성능이 그저 평범한 경우도 있다.

아래에 나온 수신기의 FM 감도는 모두 3uV이며, FM 선택도는 PL-118은 55dB, PL-606/PL-380은 60dB이다.[20]

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

4. 관련 문서

[1] 예를 들어 DSP 수신기인 PL-330의 IF는 AM부 45kHz, FM부 128kHz이다. 참고로 일반적인 재래식 수신기의 경우 각각 455kHz, 10.7MHz의 IF를 사용한다.[2] 당연하게도 최적화를 위해 어셈블리어나 HDL을 다루게 되는 경우도 있겠지만 이 또한 아날로그 회로에 비하면 매우 쉽다.[3] 아날로그도 IC 회로를 사용하면 비슷한 장점을 가질 수 있다.[4] 일반적인 수신 환경에서는 3~4kHz 설정이 가장 무난하다. 참고로 재래식 단파 수신기의 필터 대역폭은 기본적으로 4kHz로 설계되는 경우가 일반적이다.[5] 재래식 수신기 중에서 FM 이미지 신호 대처 능력이 개떡인 TECSUN R-9012와 비교 수신해 보자. 천당과 지옥 수준의 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 최악의 수신기로 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 주파수의 FM DX가 힘들거나 아예 불가능하다.[8] ICF-SW7600GR처럼 가변 저항기의 형태로 되어 있는 경우도 있고 DX/Local 모드라는 이름으로 스위치의 형태로 되어 있는 경우도 있다. 재래식 수신기에는 저가형이 아니면 이러한 기능이 달려있는 것은 DSP 수신기와 다르게 재래식 수신기는 강전계 지역에서는 오버로드(신호 과다입력) 현상으로 인하여 수신 상태가 오히려 나빠지는 경우가 있기에 이 문제를 해결하기 위해 ATT 기능을 달아 놓은 것이다.[9] 북한방송(대남방송)도 아니고 대북방송 청취는 법적으로 아무런 문제 없다. 남한에서 방송하는 대북방송에 북한을 찬양하는 내용이 당연히 있을 리가 없다. 대남방송의 경우에는 청취 자체로는 문제가 되지 않지만 유포하거나 찬양하는 등의 행위는 문제가 된다.[10] 재래식 수신기 트래킹 감도 조정의 가장 큰 골머리다. 1400kHz 근방의 감도가 시원치 않아 조정했더니 700kHz 근방의 감도가 형편없어지는 등의 문제. 파나소닉 재래식 바리콘 기종이 이런 경향이 심했다. 감도가 대역 상관없이 고른 수신기가 괜히 우수한 것으로 평가받는 게 아니다.[11] 어차피 오늘날의 FM 방송은 전파만 아날로그(FM)이지 방송 장비가 죄다 디지털화된 지 10여 년이 넘었다. 디지털 음색이고 뭐고 따질 것이 못 된다는 의미다.[12] 이쪽도 방송 장비는 다 디지털화되었지만 음성 대역폭 5kHz가 아날로그 방식으로 필터링되는 경우와 디지털로 필터링되는 경우는 음색이 엄연히 다르게 나타난다.[13] 대한민국의 통신 회사가 아니라, 베이징 기반의 KT마이크로사.[14] 아이리버 T50 등과 같이 튜너부가 잘 설계된 일부 기종 제외.[15] 똑같이 AAA 건전지를 쓰지만 TECSUN PL-118은 건전지 가용 시간이 42시간이지만, DEGEN DE215는 20시간 정도밖에 안 된다(...).[MW/SW] [MW/SW] [18] 위에서 언급된 양자화 노이즈를 의미한다.[19] MP3 플레이어에 내장된 FM 튜너가 DSP 방식인 것처럼 효도용 라디오도 마찬가지인데(따라서 넓은 의미에서는 이들 라디오도 DSP 수신기이다.) 효도용 라디오는 FM 수신 성능이 형편없거나 그저 그런 경우가 많다.[20] 재래식 수신기는 FM 선택도가 아무리 좋아도 40dB 정도밖에 안 된다.[21] DSP 수신칩이 2개 사용된 기종. Si4831과 Si4836-A10 사용.

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