팬텀 파워
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1. 개요
팬텀 파워는 1919년 유선 전화 서비스에 처음 사용되었으며, 마이크에 전원을 공급하는 데 사용되는 기술이다. 1964년 Schoeps 모델 CMT 20이 최초의 상업용 팬텀 파워 마이크로 출시되었고, 1966년 노르웨이 방송 공사(NRK)가 48V 팬텀 파워를 사용하면서 널리 사용되었다. IEC 61938 표준은 P12, P24, P48의 세 가지 팬텀 파워 변형을 정의하며, 현재 대부분의 마이크는 P48 표준을 사용한다. 팬텀 파워는 밸런스 오디오 커넥터의 두 신호 라인을 통해 직류 전압을 적용하는 방식으로 작동하며, 마이크 외에도 액티브 안테나, 저잡음 블록 다운컨버터, 이더넷을 통한 전력 공급 등 다양한 용도로 사용된다.
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2. 역사
팬텀 파워는 1919년 회전식 다이얼 전화기 도입과 함께 유선 전화 구리선을 기반으로 하는 구식 전화 서비스에 처음 사용되었다. 전화 시스템에서 팬텀 파워의 활용 사례 중 하나는 아날로그 회선 전송 시스템과 같이 변압기 연결 증폭기 주변에 DC 신호 경로를 제공하는 것이었다.[1]
최초로 상업적으로 판매된 팬텀 파워 마이크는 1964년에 출시된 Schoeps 모델 CMT 20이다. 이 마이크는 프랑스 라디오의 사양에 따라 9–12V DC 팬텀 전원을 사용했으며, 전원의 양극은 접지되었다. Nagra IV 시리즈 테이프 레코더의 마이크 프리앰프는 수년 동안 이러한 유형의 전원을 옵션으로 제공했으며, Schoeps는 CMT 시리즈가 1970년대 중반에 단종될 때까지 "음성 팬텀"을 계속 지원했지만 현재는 사용되지 않는다.[2]
1966년, 노이만(Neumann GmbH)은 노르웨이 방송 공사(NRK)에 새로운 유형의 트랜지스터 마이크를 선보였다. NRK는 팬텀 파워 작동을 요청했고, 이미 비상 조명 시스템을 위해 스튜디오에 48V 전원을 갖추고 있었기 때문에 이 전압을 새로운 마이크(모델 KM 84)에 전원을 공급하는 데 사용했다. 이것이 48V 팬텀 전원의 기원이며, 이 방식은 나중에 DIN 45596에 표준화되었다.[2]
2. 1. 초기 역사
팬텀 파워는 1919년 회전식 다이얼 전화기 도입과 함께 유선 전화 구리선을 기반으로 하는 구식 전화 서비스에 처음 사용되었다. 전화 시스템에서 팬텀 파워의 활용 사례 중 하나는 아날로그 회선 전송 시스템과 같이 변압기 연결 증폭기 주변에 DC 신호 경로를 제공하는 것이었다.[1]최초로 상업적으로 판매된 팬텀 파워 마이크는 1964년에 출시된 Schoeps 모델 CMT 20으로, 프랑스 라디오의 사양에 따라 9–12V DC 팬텀 전원을 사용했다. 이 전원의 양극은 접지되었다. Nagra IV 시리즈 테이프 레코더의 마이크 프리앰프는 수년 동안 이러한 유형의 전원을 옵션으로 제공했으며, Schoeps는 CMT 시리즈가 1970년대 중반에 단종될 때까지 "음성 팬텀"을 계속 지원했지만 현재는 사용되지 않는다.[2]
1966년, 노이만(Neumann GmbH)은 노르웨이 방송 공사(NRK)에 새로운 유형의 트랜지스터 마이크를 선보였다. NRK는 팬텀 파워 작동을 요청했고, 이미 비상 조명 시스템을 위해 스튜디오에 48V 전원을 갖추고 있었기 때문에 이 전압을 새로운 마이크(모델 KM 84)에 전원을 공급하는 데 사용했다. 이것이 48V 팬텀 전원의 기원이며, 이 방식은 나중에 DIN 45596에 표준화되었다.[2]
2. 2. 상업적 마이크의 등장
최초로 상업적으로 판매된 팬텀 파워 마이크는 1964년에 출시된 Schoeps 모델 CMT 20이다. 이 마이크는 9–12 볼트 DC 팬텀 전원을 사용한 프랑스 라디오의 사양에 따라 제작되었으며, 전원의 양극은 접지되었다. Nagra IV 시리즈 테이프 레코더의 마이크 프리앰프는 수년 동안 이러한 유형의 전원을 옵션으로 제공했으며, Schoeps는 CMT 시리즈가 1970년대 중반에 단종될 때까지 "음성 팬텀"을 계속 지원했지만 현재는 사용되지 않는다.[1]1966년, 노이만(Neumann GmbH)은 노르웨이 방송 공사(NRK)에 새로운 유형의 트랜지스터 마이크를 선보였다. 노르웨이 라디오는 팬텀 파워 작동을 요청했다. NRK는 이미 비상 조명 시스템을 위해 스튜디오에 48볼트 전원을 갖추고 있었기 때문에 이 전압을 새로운 마이크(모델 KM 84)에 전원을 공급하는 데 사용했으며, 이것이 48볼트 팬텀 전원의 기원이다. 이 방식은 나중에 DIN 45596에 표준화되었다.[1]
2. 3. 48V 팬텀 파워의 탄생
1966년, 노이만(Neumann GmbH)은 노르웨이 방송 공사(NRK)에 새로운 유형의 트랜지스터 마이크를 선보였다. 노르웨이 라디오는 팬텀 파워 작동을 요청했다. NRK는 이미 비상 조명 시스템을 위해 스튜디오에 48볼트 전원을 갖추고 있었기 때문에 이 전압을 새로운 마이크(모델 KM 84)에 전원을 공급하는 데 사용했으며, 이것이 48볼트 팬텀 전원의 기원이다.[1] 이 방식은 나중에 DIN 45596에 표준화되었다.[1]3. 표준
국제전기기술위원회(IEC) 표준 "멀티미디어 시스템 – 상호 운용성을 달성하기 위한 아날로그 인터페이스 권장 특성 가이드"(IEC 61938:2018)는 마이크 팬텀 파워 공급에 대한 매개변수를 명시하고 있다.[2] 이 문서에서는 P12, P24, P48의 세 가지 변형을 정의한다. 특수 응용 분야를 위해 P12L 및 SP48의 두 가지 추가 변형도 언급되어 있다.[3][4] 현재 대부분의 마이크는 P48 표준을 사용하며(최대 사용 가능 전력은 240mW), 12V 및 48V 시스템이 여전히 사용되고 있지만, 이 표준은 새로운 시스템에 24V 전원 공급 장치를 권장한다.[5]
팬텀 파워는 밸런스 오디오 커넥터의 두 신호 라인(현대 장비에서는 XLR 커넥터의 2번 핀과 3번 핀 모두)을 통해 동일하게 적용되는 팬텀 회로로 구성된다. 전원 전압은 케이블 실드 또는 케이블의 접지선, 혹은 둘 다에 연결되는 커넥터의 접지 핀(XLR의 1번 핀)을 기준으로 한다. 팬텀 파워가 도입되었을 때 장점 중 하나는 스튜디오에서 이미 다이내믹 마이크에 사용하던 것과 동일한 유형의 밸런스드, 실드 마이크 케이블을 콘덴서 마이크에도 사용할 수 있다는 점이었다.
IEC 61938 표준은 48V, 24V, 12V 팬텀 파워를 정의한다. 신호 도체는 양극이며, 동일한 값의 저항(48V의 경우 6.81 kΩ, 24V의 경우 1.2kΩ, 12V의 경우 680Ω)을 통해 공급되며, 실드는 접지된다. 6.81 kΩ 값은 중요하지 않지만, 회로에서 좋은 공통 모드 제거를 유지하려면 저항을 0.1%[6] 이상으로 일치시켜야 한다.
4. 기술 정보
팬텀 파워는 밸런스 오디오 커넥터의 두 신호 라인(XLR 커넥터의 2번 핀과 3번 핀)을 통해 동일하게 직류 전압을 적용하는 팬텀 회로로 구성된다. 전원 전압은 커넥터의 접지 핀(XLR의 1번 핀)을 기준으로 하며, 이 핀은 케이블 실드나 접지선에 연결된다.[6] 팬텀 파워를 사용할 경우 다이내믹 마이크에 사용하던 밸런스드, 쉴드 마이크 케이블을 콘덴서 마이크에도 사용할 수 있다는 장점이 있다. 이는 진공관 회로가 있는 마이크와는 대조적이다.
팬텀 파워는 밸런스 마이크(대부분의 다이내믹 마이크)에는 전원 전압이 보이지 않게 한다. 밸런스 신호는 두 신호 라인 간의 전압 차이로만 구성되기 때문이다. 팬텀 파워는 밸런스 연결의 두 신호 라인에 동일한 DC 전압을 배치한다. 이는 "병렬 파워링" 또는 "T-파워링"(''Tonaderspeisung'')과는 대조적이다.
IEC 61938 표준은 48V, 24V, 12V 팬텀 파워를 정의한다. 신호 도체는 양극이며, 동일한 값의 저항(48V의 경우 6.81 kΩ, 24V의 경우 1.2kΩ, 12V의 경우 680Ω)을 통해 공급되며, 실드는 접지된다. 회로에서 좋은 공통 모드 제거를 유지하려면 저항을 0.1%[6] 이상으로 일치시켜야 한다.
대부분의 현대 믹싱 콘솔에는 팬텀 파워를 켜거나 끄는 스위치가 있다. 고급 장비에서는 채널별로 제어할 수 있지만, 소형 믹서에서는 단일 마스터 스위치가 모든 채널을 제어할 수 있다. 팬텀 파워는 1:1 절연 변압기나 차단 커패시터를 사용하여 모든 채널에서 차단할 수 있다. 팬텀 파워는 입력의 한쪽을 접지에 연결하는 케이블이나 어댑터와 함께 사용하거나, 마이크가 아닌 장비를 연결하면 장비 오작동이나 손상을 일으킬 수 있다.
악기 앰프는 팬텀 파워를 거의 제공하지 않는다. 따라서 팬텀 파워가 필요한 장비를 사용하려면 별도의 전원 공급 장치를 라인에 삽입해야 한다. 이러한 장치는 상업적으로 쉽게 구할 수 있다.
5. 주의사항
일부 마이크는 내부 배터리 전원을 사용하거나, 외부에서 팬텀 전원을 공급받을 수 있다. 팬텀 전원을 사용할 때에는 배터리 부식으로 인한 화학 물질 누출의 위험이 있으므로, 배터리를 제거하는 것이 좋다. 몇몇 마이크는 외부 전원 공급이 끊길 경우 내부 배터리로 자동 전환되도록 설계되어 있다.[7]
팬텀 전원은 전문적인 프리앰프, 믹서, 레코더에서 항상 올바르게 작동하지 않을 수 있다. 초기(1960년대 후반~1970년대 중반) 48V 팬텀 전원 콘덴서 마이크는 회로가 간단하고 전류가 적게 필요했기 때문에(대체로 마이크당 1mA 미만), 당시의 장비들은 이 정도의 전류 공급량으로도 충분하다고 가정하고 설계되었다. 원래 DIN 45596 팬텀 전원 규격은 최대 2mA를 요구했고, 이러한 관행은 현재까지 이어져 오고 있다. 많은 48V 팬텀 전원 공급 회로, 특히 저가형이나 휴대용 장비는 1~2mA 이상을 안정적으로 공급하기 어렵다. 일부 회로는 각 마이크 입력에 표준 쌍의 공급 저항과 직렬로 상당한 추가 저항이 있는데, 이는 저전류 마이크에는 큰 영향이 없을 수 있지만, 더 많은 전류를 필요로 하는 마이크는 작동하지 않을 수 있다.[7]
1970년대 중반 이후에 설계된 48V 팬텀 전원 콘덴서 마이크는 더 많은 전류를 필요로 한다(예: 슈어 KSM 시리즈 마이크는 5~6mA, Earthworks는 10mA). IEC 표준은 마이크당 최대 10mA를 허용한다. 필요한 전류를 사용할 수 없을 때, 마이크는 신호를 출력할 수 있지만, 의도한 성능을 낼 수 없다. 일반적인 증상으로는 마이크가 과부하(왜곡) 없이 처리할 수 있는 최대 음압 레벨이 감소하거나, 감도가 낮아지는 현상이 나타난다.[7]
대부분의 접지 리프트 스위치는 팬텀 전원을 차단하는 부작용을 일으킨다. 전원이 마이크에 도달하려면 마이크 핀 1(주로 접지)과 48V 전원 공급 장치의 음극 사이에 DC 전류가 흐를 수 있는 경로가 있어야 한다. 접지를 들어 올리면 이 경로가 끊어져 팬텀 전원이 꺼진다.[7]
다이나믹 마이크나 리본 마이크를 팬텀 전원 입력에 연결하면 마이크가 손상될 수 있다는 통념이 있다. 케이블에 결함이 있으면 팬텀 전원이 마이크 출력에 전압을 가하여 마이크를 손상시킬 수 있다.[7] 또한 팬텀 전원 입력이 불균형 다이나믹 마이크[8] 또는 전자 악기[9]에 연결된 경우에도 장비 손상이 발생할 수 있다. 마이크를 팬텀 전원이 켜진 입력에 연결할 때 발생하는 과도 현상은 마이크와 입력 프리앰프 회로를 손상시킬 수 있다.[10] 이는 마이크 커넥터의 모든 핀이 동시에 접촉하지 않고, 전류가 팬텀 전원 입력의 한쪽에서 케이블의 정전 용량을 충전하고 다른 쪽에서는 충전하지 못하는 순간이 있기 때문이다. 긴 마이크 케이블을 사용할 때 특히 문제가 된다. 따라서 팬텀 전원이 필요하지 않은 장치에는 팬텀 전원을 끄는 것이 좋다.[11][12]
5. 1. 마이크 호환성 문제
모든 마이크가 팬텀 파워를 지원하는 것은 아니다. 일부 마이크는 내부 배터리나 외부 팬텀 전원을 선택할 수 있도록 설계되어 있다. 팬텀 파워를 사용할 때는 배터리 부식으로 인한 화학 물질 누출을 방지하기 위해 내부 배터리를 제거하는 것이 좋다. 또한, 외부 전원 공급이 실패할 경우 내부 배터리로 자동 전환되도록 설계된 마이크도 있다.[7]팬텀 전원은 프리앰프, 믹서, 레코더 등에서 항상 올바르게 구현되지 않을 수 있다. 초기(1960년대 후반~1970년대 중반) 48볼트 팬텀 전원 콘덴서 마이크는 적은 전류(일반적으로 마이크당 1mA 미만)를 필요로 했기 때문에, 당시 장비들은 이러한 낮은 전류에 맞춰 설계되었다. 원래 DIN 45596 팬텀 전원 사양은 최대 2mA를 허용했지만, 현재까지도 많은 장비들이 이 제한을 따르고 있다. 특히 저가형이나 휴대용 장비는 1mA 또는 2mA 이상을 안정적으로 공급하지 못하는 경우가 많다. 일부 회로는 각 마이크 입력에 추가 저항을 가지고 있어 저전류 마이크에는 큰 영향을 미치지 않지만, 더 많은 전류를 필요로 하는 마이크는 작동하지 않을 수 있다.[7]
1970년대 중반 이후 설계된 48볼트 팬텀 전원 콘덴서 마이크는 더 많은 전류를 필요로 한다. 예를 들어, Neumann 무변압기 마이크는 2mA~4mA, Schoeps CMC 시리즈 및 Josephson 마이크는 4mA~5mA, 슈어 KSM 시리즈 마이크는 5mA~6mA, CAD Equiteks는 8mA, Earthworks는 10mA를 필요로 한다. IEC 표준은 마이크당 최대 10mA를 허용한다. 필요한 전류가 공급되지 않으면 마이크가 신호를 출력하더라도 성능이 저하될 수 있다. 예를 들어, 마이크가 과부하(왜곡) 없이 처리할 수 있는 최대 음압 레벨이 감소하거나, 감도가 낮아질 수 있다.[7]
대부분의 접지 리프트 스위치는 팬텀 전원을 차단하는 부작용이 있다. 팬텀 전원이 마이크에 도달하려면 마이크의 핀 1(일반적으로 접지)과 48볼트 전원 공급 장치의 음극 사이에 DC 전류 경로가 있어야 하는데, 접지를 들어 올리면 이 경로가 끊어져 팬텀 전원이 차단된다.[7]
다이나믹 마이크나 리본 마이크를 팬텀 전원 입력에 연결하면 손상될 수 있다는 믿음이 있지만, 이는 세 가지 경우에 발생할 수 있다. 첫째, 케이블에 결함이 있으면 팬텀 전원이 마이크 출력에 전압을 가해 일부 마이크를 손상시킬 수 있다.[7] 둘째, 팬텀 전원 입력이 불균형 다이나믹 마이크[8] 또는 전자 악기[9]에 연결된 경우 장비 손상이 발생할 수 있다. 셋째, 마이크를 활성 팬텀 전원이 있는 입력에 핫 플러그할 때 발생하는 과도 현상으로 인해 마이크와 입력 프리앰프 회로가 손상될 수 있다.[10] 이는 마이크 커넥터의 모든 핀이 동시에 접촉하지 않아 전류가 불균형하게 흐르기 때문이다. 긴 마이크 케이블을 사용할 때 특히 문제가 된다. 따라서 팬텀 전원이 필요하지 않은 장치에는 팬텀 전원을 비활성화하는 것이 좋다.[11][12]
5. 2. 전원 공급 불량 문제
일부 저가형 및 휴대용 장비에 내장된 48볼트 팬텀 전원 공급 회로는 많은 전류를 공급하지 못할 수 있다. 일부 회로는 각 마이크 입력에 대한 표준 쌍의 공급 저항과 직렬로 상당한 추가 저항이 있어, 더 많은 전류가 필요한 마이크를 비활성화할 수 있다.[7]IEC 표준은 마이크당 최대 10mA를 허용한다. 필요한 전류를 사용할 수 없는 경우 마이크는 여전히 신호를 출력할 수 있지만, 의도한 성능을 제공하지 못할 수 있다. 일반적인 결과는 마이크가 과부하(왜곡) 없이 처리할 수 있는 최대 음압 레벨이 감소하는 것이다. 일부 마이크는 감도가 낮아질 수 있다.[7]
5. 3. 접지 리프트 스위치 문제
대부분의 접지 리프트 스위치는 팬텀 전원을 차단하는 원치 않는 효과가 있다. 전원이 마이크의 전자 장치에 도달하려면 마이크의 핀 1과 48볼트 공급의 음극 사이에 DC 전류 경로가 항상 있어야 한다. 일반적으로 핀 1인 접지를 들어 올리면 이 경로가 끊어져 팬텀 전원 공급이 비활성화된다.[7]6. 디지털 팬텀 파워
AES 42 표준을 준수하는 디지털 마이크는 오디오 리드선과 접지선 모두에 10V의 팬텀 파워를 공급받을 수 있다. 이 전원은 디지털 마이크에 최대 250mA까지 공급할 수 있다. 일반적인 XLR 커넥터의 변형인 XLD 커넥터는 아날로그 및 디지털 장치의 우발적인 호환 오류를 방지하는 데 사용될 수 있다.[13]
7. 다른 마이크 전원 공급 방식
팬텀 파워 외에도 T-파워, 플러그인 파워(PiP) 등 다른 마이크 전원 공급 방식이 있다. T-파워는 A-B 전원 공급 방식[14] 또는 T12라고도 불리며, 영화 사운드 분야에서 주로 사용된다. 플러그인 파워는 휴대용 레코더나 컴퓨터 사운드 카드 등 소비자 장비에서 사용되는 저전류 3–5V 전원 공급 방식이다.[16] 일부 콘덴서 마이크는 1.5V 건전지로 작동하기도 한다. 항공 전자 분야에서는 항공 마이크에 DC 바이어스 전압을 공급하는 방식을 팬텀 파워라고 부르기도 하는데, 이는 전문 오디오 마이크보다 낮은 전압을 사용한다.[19]
7. 1. T-파워 (A-B 파워링)
T-파워는 A-B 전원 공급 방식[14] 또는 T12라고도 불리며, 영화 사운드 분야에서 여전히 널리 사용된다. 젠하이저와 쇼웁스의 많은 구형 마이크들이 이 전원 공급 방식을 사용하지만, 최신 레코더 및 믹서는 이 옵션을 단계적으로 없애고 있다. T-파워 마이크를 수용하기 위해 어댑터 배럴과 전용 전원 공급 장치가 제작된다.이 방식은 180옴 저항을 통해 12볼트 전압을 마이크의 "핫" 단자(XLR 핀 2)와 마이크의 "콜드" 단자(XLR 핀 3) 사이에 가한다. 이는 핀 2와 3 사이에 상당한 전류 용량을 가진 12볼트의 전위차를 발생시키는데, 다이내믹 또는 리본 마이크에 적용될 경우 영구적인 손상을 유발할 수 있다. 출력 오디오 신호에 전원 공급 잡음이 추가되므로 구식으로 간주된다.[15]
7. 2. 플러그인 파워 (PiP)
플러그인 파워(PiP)는 휴대용 레코더 및 컴퓨터 사운드 카드와 같은 일부 소비자 장비의 마이크 잭에서 제공되는 저전류 3–5V 전원 공급 장치이다. IEC 61938에도 정의되어 있다.[16] 팬텀 파워와 달리, 플러그인 파워는 슬리브를 통해 반환되는 신호 도체에 연결된 낮은 전압(약 +5V)을 가진 언밸런스 인터페이스이다. DC 전원은 마이크의 오디오 신호와 공통으로 사용된다. 커패시터는 DC가 후속 오디오 주파수 회로에서 차단되도록 사용된다. 플러그인 파워는 전원이 없으면 작동하지 않는 일렉트릿 마이크에 전원을 공급하는 데 자주 사용된다. 이는 이 유형의 전원 공급 장치와 함께 사용하도록 특별히 설계된 마이크에 전원을 공급하는 데 적합하다. XLR 쉴드를 3.5mm 슬리브에 연결하는 3.5mm - XLR 어댑터를 통해 이러한 마이크를 진정한 (48V) 팬텀 파워에 연결하면 손상이 발생할 수 있다.[17] 플러그인 파워는 일본 표준 CP-1203A:2007에 적용된다.[18]이러한 대체 전원 공급 방식은 때때로 부적절하게 "팬텀 파워"라고 불리기도 하는데, 이는 위에서 설명한 진정한 48V 팬텀 파워와 혼동해서는 안 된다.
7. 3. 기타 전원 공급 방식
T-파워는 A-B 전원 공급 방식[14] 또는 T12라고도 불리며, 팬텀 파워의 대안으로 제작 영화 사운드 분야에서 여전히 널리 사용된다. 하지만 출력 오디오 신호에 전원 공급 잡음이 추가되므로 구식으로 간주된다.[15] 젠하이저와 쇼웁스의 구형 마이크 모델에서 이 방식을 사용하지만, 최신 레코더 및 믹서는 이 옵션을 단계적으로 없애고 있다.플러그인 파워(PiP)는 휴대용 레코더 및 컴퓨터 사운드 카드와 같은 일부 소비자 장비에서 제공되는 저전류 3–5V 전원 공급 장치이다.[16] IEC 61938에도 정의되어 있다.[16] 팬텀 파워와 달리 언밸런스 인터페이스이며, DC 전원은 마이크의 오디오 신호와 공통으로 사용된다. 주로 일렉트릿 마이크에 전원을 공급하는 데 사용된다. 플러그인 파워는 일본 표준 CP-1203A:2007에 적용된다.[18]
이러한 대체 전원 공급 방식은 때때로 "팬텀 파워"라고 잘못 불리기도 하지만, 진정한 48V 팬텀 파워와는 다르다.
일부 콘덴서 마이크는 마이크 자체 또는 외부 하우징에 포함된 1.5V 건전지로 전원을 공급받을 수 있다.
항공 전자 분야에서는 항공 마이크에 전원을 공급하기 위해 DC 바이어스 전압을 사용하기도 하는데, 이를 팬텀 파워라고 부르기도 한다. 이는 전문 오디오 마이크보다 낮은 전압을 사용하며, 항공 무선 기술 위원회(RTCA Inc.) 표준 DO-214에 명시된 대로 470옴 저항과 직렬로 연결된 8–16V DC이다.[19]
8. 기타 용도
팬텀 파워는 마이크 외에도 다음과 같은 분야에서 사용된다.
- 액티브 안테나
- 저잡음 블록 다운컨버터
- 이더넷을 통한 전력 공급(Power over Ethernet)
참조
[1]
서적
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[3]
뉴스
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웹사이트
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[7]
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서적
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[9]
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[18]
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[19]
문서
RTCA DO-214
http://www.rtca.org/
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