Qucs(16)-오디오용 불평형 신호 회로

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불평형 신호

아날로그 오디오 신호는 크게 평형 신호(balanced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)를 사용합니다. 두 신호에 대해 서는 아래의 글에서 잠깐 다루었습니다. 평형 신호는 신뢰성을 확보하면서 장거리 전송이 가능하기 때문에 산업용 즉 프로 오디오에서 주로 사용합니다. 반면 불평형 신호는 가정용 또는 가까운 거리에서 오디오 신호를 전송할 때 사용합니다. 

이 글에서는 오디오 장치에서 불평형 신호를 입력 또는 출력하는 버퍼 회로에 대해서 다루겠습니다.  

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매우 간단한 불평형 신호 입력 회로

먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다.

https://medialink.tistory.com/111
https://medialink.tistory.com/112?category=959576
https://medialink.tistory.com/113?category=959576

 특별한 기능이 추가되지 않은 매우 간단한 불평형 신호의 입력 회로는 다음과 같습니다. 이 회로는 오피 앰프의 전압 플로어 회로를 활용해서 입력 신호를 버퍼링 하여 입력과 출력 신호의 크기가 같습니다. 

아래 그림을 보면 입력 신호와 출력 신호가 완전히 일치한 특성을 보이고 있습니다. 주파수 출력 특성도 거의 0dB입니다.

주파수 특성은 다음과 같이 가청대역에서 평탄합니다. 

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증폭이 가능한 불평형 신호 입력 회로

필요에 따라서 입력 신호를 증폭하고 싶으면 다음과 같이 전압 플로어 회로를 간단하게 비반전 증폭 회로로 변형하여 사용하면 됩니다. 주파수 특성은 위의 회로와 같이 평탄합니다. 

 

 

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오피 앰프를 이용한 불평형 신호 출력 회로

아래의 회로는 오디오 회로에서 불평형 신호를 출력하는 버퍼 회로로 전압 플로어를 사용했습니다. 주파수 출력 특성은 가청 대역에서 평탄합니다.

 

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이득 조정이 가능한 불평형 신호 출력 회로

위의 회로에서 전압 플로어를 비반전 증폭 회로로 변경하면 이득이 1 이상인 조건으로 증폭이 가능합니다. 주파수 출력 특성도 훌륭합니다. 

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두 개의 반전 증폭 회로를 이용한 불평형 신호 입출력  회로

아래 그림과 같이 반전 증폭 회로를 두 개 이용해서 불평형 신호의 회로를 구성해 보았습니다. 그리고 두 반전 증폭 회로 사이에 이득 조정 기능을 추가하였습니다. 이 회로는 입력 및 출력 회로로 활용이 가능합니다. 

두 개의 반전 증폭 회로와 트림을 사용해서 입출력은 동위상이며 이득 변화를 가지고 출력되고 있습니다. 

주파수 출력 특성도 평탄해서 좋습니다.

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참조 :

https://sound-au.com/articles/balanced-2.htm 
https://www.learningelectronics.net/circuits/balanced-unbalanced-converter-for-audio.html

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