Layout 자료 (이길범님 굽신굽신)

김병진

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바쁘시면 안하셔두 되구요. 전 만들긴 했으니까.. 사용중이라 바쁜건 아니고..
레이아웃해서 소형화되면 여기 분들도 같이 쓸 수 있지 않을까 해서요.

전원도 Discrete로 한게 아니라서 좀 더 안정적일꺼 같기도 하구요.

하나는 PDF 회로도구요. 하나는 ORCAD에서 PADS로 넷리스트 뽑은겁니다. 이렇게 하면 넷리스트가 생성된다고 하는데, 제대로 뽑혀나온건지 잘 모르겠어요.

작업에 도움이 되면 좋겠습니다. padspcb 로 넷리스트 뽑은겁니다.

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Comments '38'

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이길범 2011.04.18 14:12

OPA2134에서 +6dB, TPA6120A2에서 +6dB 이렇게 게인이 잡히는데, 이정도라면 그냥 TPA6120A2에서 +12dB게인을 맞추는 방법이 나을지도 모르겠습니다. (부품수 절감)

그리고, 전원을 스플리터 쓰는 것보다 real ground로 하는 것이 좋지 않을까요? AC고정전원 사용이라면 양전원 transformer를 바로 쓰는 방법을 생각해 볼 수 있고, 휴대용이라면 9V배터리 2개 쓰는 형태로 하면 가능.

그리고, 정확한 layout을 하려면 코넥터류, 볼륨같은 부품은 정확한 layout을 위한 데이터시트가 있어야 합니다. 물론, 데이터시트에 맞춰 설계해 놓고, 동일부품 못구하면 대략 낭패가...

회로상에 그려놓으신 잭은 제가 사운드카드 만들던 시절에 즐겨 쓰던 부품과 동일한 것 같네요.

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이길범 2011.04.18 14:13

참, Inductor도 footprint가 워낙 다양해서 사용할 부품을 확실히 정하고, 데이터시트에 맞춰서 설계해야 합니다.

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이길범 2011.04.18 14:17

어제, Style Audio에서 나오는 TOPAZ 열어보았습니다. 아날로그 전원을 5V에서 DC-DC를 써서 +12/COMMON/-12V로 만들어서 쓰고 있었습니다. DC-DC 내부에는 Booster와 Inverting Booster를 이용해서 만들어내는 걸로 생각됩니다. 모듈은 찾아보니 가격이 좀 비싸네요... 1만원 내외...

회로가 좀 복잡해질 수 있지만 별도로 DC-DC칩을 선정해서 on-board로 만들면 비용은 줄일 수 있겠지만...

스위칭 주파수를 1MHz 내외로 하면 리플 제어도 훨씬 쉬워지긴 합니다.

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김병진 2011.04.18 14:49

아..제가 전원쪽 어떻게 하는게 좋을지 잘 몰라서... 시뮬레이션 결과는 전원이 흔들림이 없어보여서 그렇게 했습니다.
건전지를 외부에서 같은 잭으로 만들면 큰 문제가 없어 보여서요. 아답터로 책상에서 쓸려고 한거거든요. 아답터 다음에 리니어 레귤레이터를 추가해서 쓴다면 좀 더 좋은 성능이 나올지도...9V 이상이면 충분하거든요.(테스트해보니..)

전원을 그정도를 투자해서 할 메리트가 있을까요? 그걸 저도 잘 몰라서...MP3 입력전압과, 출력 전압 찍어봤는데, 굳이 +,- 양전원을 안써도 될듯하던데요. 클림핑 생길일도 없고, 충분할듯 하던데..
아답터라면 집에있는거 아무거나 써도 되니까... 비용절감도 되구요.

게인은 다른회로보고 제가 그렇게 한건데, 한번에 잡는것보다 나누는게 더 좋지 않을까요? 아니면 OPA2134에 12dB를 주는게 더 나을지도..
OPA2134가 오디오 신호 증폭용으로 노이즈도 적고 좋은데, TPA6120에서는 그다지 좋지 않아서... TPA6120은 그냥 드라이빙 용으로 사용하는거라... TPA6120 데이터 쉬트에도 OPA4134 사용하거든요. 6120입력전단에..

인덕터는 그냥 저항과 동일한 부품입니다. 리드타입 저항과 동일한 풋프린트구요. 나머지 부품은 일반적인거고..

커넥터인 볼륨저항은 http://www.sellarz.co.kr/shopping/shopping-detail.php?pi=1695 셀라즈껀데.. 일반 커넥터 2x3으로 하면 동일하구요.
스테레오 잭은 가지고 계신거 그냥 하시면 될꺼같아요. 제가 그거 사서하면되니까.. 굳이 따로 만들필요가..
http://www.devicemart.co.kr/mart7/mall.php?cat=013023010&query=view&no=36850 여기꺼 사용했거든요.

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이길범 2011.04.18 15:01

일반적으로 게인이 10배 이내라면 여러단계 거치는 것보다 한단에서 해결하는 것이 나을 수 있습니다.

그리고, 사용하고자 하시는 헤드폰과 소스 스펙이 어떻게 되는지요? 일반적으로 MP3P의 경우 Volume
MAX시 600mV 내외정도 되고 (아이팟 터치는 300옴 이상 로드시 RMS 1V 내외) 로드 임피던스가
적당히 높은 경우 Volume MAX 또는 한두레벨 낮춘 정도에서 제일 좋은 특성을 보입니다.

적어도 250mV정도는 되는 셈이죠. 여기서 4배 증폭해 주면 출력 레벨이 RMS 1V가 나옵니다. 여기서
32옴 헤드폰이면 18mW 정도가 실제 출력으로 걸립니다.

만약 쓰시는 플레이어가 아이팟터치라면 1V RMS내는 MAX에서 가장 좋은 특성을 보이므로 그대로 해서
4배 증폭이 일어나면 290mW까지 출력이 나오게 됩니다. 이정도 출력이면 아무리 능률이 낮은 헤드폰이라
하더라도 음량이 너무 크지 않을까 생각됩니다.

제나이저 HD600의 경우 300옴 임피던스라 이렇게 했을 때 52mW정도가 걸립니다. 아이팟에 직접 걸고
MAX로 했을 때 출력이 3.3mW정도 되는데, 이정도 레벨에서도 한시간 이상 음악 듣기에 소리가 큰편입니다.

솔직히 여러가지 이것저것 생각해 보고는 있는데, 단독 헤드폰 앰프의 용도가 좀 애매합니다. MP3P같은
기기를 받아서 헤드폰 쓰기에는 MP3P 자체의 출력이 모자라지 않고 (앰프를 쓰면 달라진다는 말이 있지만
솔직히 레벨이 모자라지 않는다면 앰프를 한단 더 거쳐서 못하던 소리가 더 좋아질 수는 없죠) 노트PC는
MP3보다 출력이 조금 더 여유가 있고...

해서... 현재로선 DAC+Amp가 맞지않나 하는 생각입니다.

좌우지간, 보내주신 회로로 짬을내서 그려보겠습니다.

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이길범 2011.04.18 15:08

다음 부분만 확인해 주시면 되겠습니다.

1. 이어폰잭
- 3.5mm Jack : target=_blank>http://www.eleparts.co.kr/front/productdetail.php?productcode=004013003002009877&sort=

이걸로 하면 되는지요? 이 부품은 footprint를 가지고 있습니다.

2. DC-Jack
- PCB상에 마운트할지, 아니면 수납땜 배선으로 뽑을지 (PCB마운트면 부품선정, 스펙 필요)

3. 볼륨
- 이것도 PCB마운트로 할지, 수납땜 할지 결정과 PCB마운트시 부품선정, 스펙필요

4. 22uH Inductor
- 부품선정 및 Spec 필요.

5. 칩부품
- 제가 사용하는 footprint가 1005는 수납땜이 조금 어렵습니다. SMT 수율에 최적화되다 보니. 해서 조금 더
큰 size인 1608이나 2012를 쓰는 것은 어떨까요? 저항의 경우 마킹이 들어가는 size입니다.

6. 전해 cap의 경우 SMD는 어떨까요?
- 알루미늄 solid cap으로 footprint를 가지고 있습니다.

7. BUF634의 경우 방열판이 필요한가요? 필요하다면 부품선정, 스펙 필요.

이정도만 fix해 주시면 나름 깔끔하게 레이아웃 가능할 것 같습니다. (물론 Jack과 Volume과 같이
케이스와 관련있는 경우는 부착위치도 잡아주시면 좋습니다.)

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이길범 2011.04.18 15:13

참, 그리고 TPA6120A2 데이터시트 첫페이지에 OPA4134는 초단증폭회로가 아니라 PCM1792 DAC이 전류출력형이라 I-V컨버터로 쓰인 소자입니다. 물론 피드백 저항치에 의해 I에서 V로 변환되는 비율이 결정되니 게인 효과로 볼 수도 있지만 무조건 그 위치에 -입력과 +입력에 저항없이 들어가는 구조로 있어야 하는 회로입니다.

그리고 TPA6120A2는 OPA4134를 거쳐서 나온 differencial 신호를 받아서 헤드폰 구동하도록 되어 있습니다.

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김병진 2011.04.18 16:53

시험때문에 좀 있다가 저녁에 확인 다 해드릴께요 ^^ 죄송합니다.
저도 OPA4134로 디퍼런셜로 할려다가 그냥 했습니다. OPA134가 노이즈적은 앰프라 하면 더 좋지 않을까해서.. 제가 본 설계 회로가 다른 OPAMP로 앞단에 설계되어있거든요. 그거보고 OPA134로 교체해서 바꾼겁니다.
아.. 나중에 앞단에 DAC도 만들 생각입니다.
지금은 그냥 PC에 물려서 사용하고 있습니다. 저는 책상에서 사용해서 PC에 사용중이구요.
헤드폰을 PC에 연결하면 너무 조절이 어려워서 헤드폰앰프 만들었습니다. PC에서는 조금만 올려도 차이가 확 나서.. 너무 크거든요.
이거는 해보면 그리 크지 않습니다. 32옴 헤드폰쓰는데, 최대로 올리면 아파서 못듣긴하지만, 대부분의 제품모두 최대로 할일이 없어서...
저보다 더 잘 아시니까, 수정하면 더 좋겠다 하시는 부분 있으시면 수정해주시면 더 좋구요. 전 오디오쪽으로는 최근에 관심을 가져서...

확인사항은 조금 이따가 해드릴께요.

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이길범 2011.04.18 17:02

Library는 현재 Inductor와 Volume, DC-Jack만 빼고 준비되어 있습니다.

그리고, 노파심에... 신호단에 들어가는 CAP은 MLCC도 실측정 해보면 Audio Precision같은
장비로 측정해도 차이가 없긴 하지만 실제 소리가 다르다는 주장들이 있어서, 이 부분들은
WIMA 5mm pitch로 하시겠다면 WIMA 5mm pitch와 MKP시리즈는 모두 준비되어 있습니다.

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윤성훈 2011.04.18 17:09

와.....댓글들이 완전 대박이네요....^^ 작품하나 나올거 같습니다...^^

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김병진 2011.04.18 18:01

1. 이어폰잭 : 그대로 하시면 됩니다. 빨강은 입력, 초록은 출력으로 표시나게 하면 좋을꺼같아요.

2. DC-Jack : target=_blank>http://www.devicemart.co.kr/mart7/mall.php?cat=013023009&query=view&no=5779

- 필요없으면 점프하면되니까 마운트 하는걸로 ^^

3. 볼륨 : target=_blank>http://www.sellarz.co.kr/shopping/shopping-detail.php?pi=1695#

- 마운트하는걸로.. (스펙은 그림클릭하면 나옵니다. - 핀헤더소켓이랑 같은것 같습니다(핀헤더 2x3).)

4. 22uH Inductor : target=_blank>http://www.devicemart.co.kr/mart7/mall.php?cat=078005000&query=view&no=7140

- 일반 리드저항과 같습니다. (일반저항 만능기판 2.54미리 3칸에서 4칸이면됩니다.)

5. 칩부품 : 2012 하시면됩니다. 그거보다 작으면 납땜하기도 힘들고, 처음하시는 분들은 어려울듯..

6. 전해 cap의 경우 SMD는 어떨까요? -> 찬성입니다. 가지고 계신걸로 하시는게 저로써도...
- 이 부품은 어디파나요?

7. BUF634의 경우 방열판이 필요한가요? 저같은경우 방열판 달았는데, 없어도 될듯합니다. (전류소모 작음)
- TPA6120 원래 히트싱크 있어야되는데, 아래에 있어서... 저는 위에 써멀구리스 발라서 붙여뒀습니다.
- 근데 큰 필요없을듯..

P.S : WIMA 5mm pitch한다는 말이 무슨뜻인지? 도움이 된다면 편하신데로 해주세요. 저 보다 더 잘 아시니까..

OPA134는 제가 주파수 시뮬레이션 해봤는데, 입력대 출력 Bode Plot 그려보면 성능 엄청 좋습니다. 대박수준..
그래서 증폭을 OPA134에서 하고, TPA6120에서는 증폭없이 드라이빙만 하는건 어떤지...
(어짜피 이건 PCB 설계 후 사용자가 바꾸면 되는 부분인지라...)

I/V 변환겸 필터용으로 데이터시트에서도 쓰여서, 저도 사용했구요.TPA6120 다른 회로 설계한거 참고했는데, 거기서도
앞단에 오디오용 앰프를 사용했길래, 같이 넣었습니다.
- 부분은 같이 필터링 하려다가 굳이 안해도 되지 않을까해서 안했습니다. 제가 본 설계에도 그렇고, 보통 - 단은 안하길래
그냥 GND 연결되는 부위라 사용할 필요 없을것 같아서요.

OPA134부분은 제가 뭐 어떻게 해야 할지 정확히 잘 몰라서, 이길범님께서 굳이 필요하지 않을꺼 같다 하시면 빼셔도 됩니다.
혹은 다른 OPAMP로 교체하셔도 되구요.

DC잭, 입력 스테레오 잭은 뒤쪽
스위치, 볼륨, 출력 스테레오잭 앞쪽
요렇게 하면 깔끔하지 않을까요?

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이길범 2011.04.18 18:45

OP-AMP와 TPA6120 2단 구성하고 게인을 OP-AMP에서 주려면 둘다 Inverting 회로로 구성하는 것이 나을 수 있습니다.

2번 Inverting이니까 위상은 정위상으로 돌아옵니다. 그리고 Inverting으로 해야 gain을 0으로 할 수 있습니다.

일단 올려주신 회로로 copy는 거의 다 했습니다. OP-AMP입력단 필터와 OP-AMP to TPA6120A2 사이의 필터회로 시정수가 좀 안맞습니다. -6dB Cut-Off 주파수를 20KHz 2배 조금 넘는 선에서 잡는다고 봤을 때 저항값을 그대로 두면 Capacitance는 앞쪽이 0.068uF, 뒷쪽이 3300pF로 하면 얼추 48~50kHz 사이에 형성됩니다.

전단과 후단을 모두 Inverting으로 다시 바꾸고 Gain을 앞쪽에 두는 구성은 조금 생각해 보고 손대면 금방 수정이 될 수 있을 것 같습니다.

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김병진 2011.04.18 18:52

아~ 전에 인버팅 하라는 말을 누가 했었는데.. 그게 그말이군요. 굳이 인버팅 회로로 할 필요가 있을까 싶어서..
게인을 - 로 할일이 없는데, 굳이 할필요가 있을까 했었는데...
인버팅보다 넌인버팅이 더 좋은거 아니에요? 상관없는건가... 아날로그는 잘 몰라서..

아~ 감사합니다. 아날로그계의 귀공자시군요. ^^; 아날로그 아~ 복잡해서... 아날로그를 손 떼버리는 바람에 ㅜㅜ 디지털 설계해도 아날로그가 필요한데, 공부좀 할껄 그랬네요 ㅜㅜ
적절히 조절하셔서 더 좋아지면 저도 더 좋죠 ^^
전 시뮬레이션만 해봐서... 더 좋아질꺼같아서 저도 다되면 에칭해보고싶네요. 에칭도 아직 한번도 안해봐서..

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이길범 2011.04.18 18:59

TPA6120도 OP-AMP의 일종이라고 보시면 됩니다. 다만, 일반 OP-AMP와 달리 전력구동을 염두에 두고 만들어진 OP-AMP입니다.

OP-AMP는 Non-Inverting으로 하는 경우 Gain은 무조건 1 이상이 됩니다. 정확히는 1을 오버하죠. 반면에 Inverting은 0~-무한대입니다.
한개의 OP-AMP만 거치는 경우 Inverting으로 하는 경우 위상이 180도 뒤집어져서 문제를 안게 되지만 2단의 경우 다시 정위상으로 돌아
오므로 게인을 앞단에서 -4로 주고 TPA6120A2쪽에서 -1로 주면 결국 4가 됩니다.

그리고, 앞에서 질문하신 내용중 답변입니다.

6. 요즘 컴보드에 종종 보이는 알루미늄색 SMD타입은 이레캡에서 구하실 수 있습니다.

7. 방열판 이야기는 만능기판에 이미 한번 만드셨기 때문에 실물 기준으로 발열이 어떻게 되는지에
따라서 김병진님께서 판단하는 것이 맞다는 생각입니다.

그리고, WIMA 5mm pitch는 MKP2계열이었을 겁니다. WIMA의 빨간색 비싼 CAP인데, 오디오 매니아
사이에서 많이 선호하는 cap입니다만... 개당 가격이 천단위라, 저같은 경우는 그리 선호하지 않습니다.

다만, 오디오쪽이 워낙에 플라시보 효과를 느끼는 경우가 많아서, 적어도 신호단에는 WIMA 정도는 써줘야
한다는 분들도 많습니다. (심지어 진공관 쪽에서는 오일캡으로 커플링 캡만 채널당 거의 1백만원 투자를
하시는 분들도 있다보니)

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이길범 2011.04.18 19:06

target=_blank>http://www.digihobby.co.kr/front/php/product.php?product_no=50&main_cate_no=114&display_group=1

WIMA 5mm pitch의 MKP2중 0.15uF의 링크입니다. 220K일 때 Low Freq의 Cut-Off가 4.8Hz로 저역 특성이 아주 괜찮은 수준으로 시정수가 잡힙니다. 저항을 100K로 하고, CAP을 0.33uF로 해도 동일수준입니다. 임피던스를 낮추면 노이즈 내성이 좋아지지만 대신 그만큼 입력단 커플링 CAP의 용량이 증가해야 합니다.

0.33uF는 http://www.digihobby.co.kr/front/php/product.php?product_no=52&main_cate_no=114&display_group=1 여기에 있는데, 가격이 개당 1천원 더 올라갑니다.

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김병진 2011.04.18 19:20

아~ 이거 봤습니다. 근데 전해로 해도 동일하게 들어갈꺼같습니다.
그냥 전해로 소형, 저가로 하는게 낫지 않을까요? 저 정도의 캡을 써서 할꺼같으면 설계를 좀 더 고수준으로 맞춰야 할듯해요.
그건 다음 차기버전으로 좀 더 공부하고, 부족하다고 싶으면...^^
굳이 쓸 필요는 없을꺼같습니다.
다른데서 쓴걸 보니
http://www.devicemart.co.kr/mart7/mall.php?cat=077015000 여기있는 적층 필름캡을 쓰는 자료도 많이봤는데, 이정도 캡이라면 괜찮을듯하구요.
(캡도 위치에 따라 사용이 조금 다르니.. 그걸 잘몰라서..)

이길범님도 말씀하셨듯이 플라시보 효과라고.. 저도 그렇게 생각합니다. 적당한 선에서 잘라내도 별 문제 없어보입니다.
그래픽카드처럼 고주파에서는 고체캡 비싼걸 써야지 도움이 되긴하겠지만....그냥 일반 캡으로 해도 충분할듯합니다.

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김병진 2011.04.18 19:24

참..방열판은 안해도 될듯합니다. BUF634에서 드라이빙하는 전류에 비해 많이 적게 소모하기때문에 안해도 될듯하구요.
TPA6120도 일반적인 헤드폰이라면 굳이 안써도 될듯합니다.

알토이즈 같은 통에 넣어서 한다면 케이스로 방열판 사용하는 용도로 케이스 근처에 달아도 될꺼같아요.
BUF634의 경우는 자리가 남는다면 세우지않고, 눕혀버리면 그것도 방열이 되서...(대신 PCB 그리기가 짜증나니까...^^) - 방열은 제외해도 될것같습니다. (필요하면 케이스에 DIY로 충분할듯합니다)

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김병진 2011.04.18 19:30

캡..아~ 그 전해 캡 말씀하신거구나... 네 그거 쓰시면됩니다. PCB 에칭시 구멍뚫는거 없이 보드 만드는게 가장 좋으니까 DC 잭, 스테레오잭도 SMD가 있으면 구멍뚫을일 없어서 에칭에 훨씬 편하겠네요^^

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이길범 2011.04.18 19:58

일단, 칩저항, MLCC로 시작하면 단면은 배선이 안됩니다. 해서 자가에칭은 무리입니다. PCB주문해서 제작해야 합니다. 그리고 잭이나 코넥터류 같이 힘을 받을 수 있는 부품은 절대로 SMD는 피해야 합니다. 조금만 힘을 받으면 사용중에도 그냥 PCB 들고 일어나서 불량 일으킵니다.

그리고 커플링캡은 일단 링크주신 것과 WIMA 5mm가 동일 피치이니 그걸로 해놓고 그거 쓰기 싫으면 MLCC로 붙일 수 있게 해 놓겠습니다. (특히나 커플링에 전해 사용하는 것은 저도 별로이고, 많이들 싫어하십니다.)

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김병진 2011.04.18 20:41

MLCC 칩세라믹 캡 말하는거 아닌가요? 칩세라믹, 칩 저항으로 하는데, 왜 에칭이 안된다는건지...
자가에칭시 동판이 일어나나요? (이해를 못한건가 ㅜㅜ)

커플링캡은 전해아니고 세라믹으로 했는데, 전해는 커플링 캡으로 사용하는 용도가 아니잖아요. 전 세라믹으로 한 상태라...뭐 필요한 사람 용도대로 한다니까 효율적이게 되었네요^^

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김병진 2011.04.18 20:44

PCB 업체에 맡기는거면, 돈이... 혼자 만들어보기가 어려운데...
PCB 업체 맡겨서 하는거면 단면이나 양면이나 가격 거의 비슷하던데, 2 layer나 4layer나 가격이 거의 동일해서 4 layer로 VCC, GND 깔아놓고 하는게 더 좋지 않나요?
전 개인이 에칭으로 해 볼 수 있으면 했는데...SMD칩 에칭해서 하던데.. 안되나요? ㅜㅜ

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박용민 2011.04.18 20:56

김병진 // 세라믹은 NP0 등의 Class I가 아니면 오디오에 적합하지 않은 걸로 압니다. 오히려 전해가 더 적합할 거에요. 가장 좋은 건 필름 캡이고...

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김병진 2011.04.18 21:03

그래요? 납땜한거 바꿔야겠네 .. 지금 이길범님이 하시는부분이 필름캡 다는것으로 해놨습니다. 아.. 그런 이유가 있었군요. 아날로그란 참.. ^^; 심오해..

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이길범 2011.04.18 21:23

아무래도 SMD로 하다 보면 패턴폭도 0.2mm 이내로 하게 되고, 그러다 보면 아무래도 개인에칭 실패율이 높습니다. 배선 안빠지는 것은 적당히 점퍼선 자리 만들어두면 설계는 가능합니다.

Inverting으로 바꾸는 안은 일단, 입력 임피던스 문제가 있어서 그대로 했습니다. 시정수만 조금 손봤습니다. (Cut-Off Freq관련부분만)

내일 저녁 퇴근해서 1차 회로도랑 부품배치 초안 정도를 올려보겠습니다.

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김병진 2011.04.18 21:26

너무 빨리 하시는듯 ^^; 천천히 하셔도 되는데...
SMD 에칭하는 방법을 노하우를 배워야하나... 좋은하루 되세요 좀 쉬세요. 천천히 하셔도 됩니다. ^^ 쉬세요~~

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이길범 2011.04.18 21:26

PCB 주문하는 건은 아무래도 전원부부터 해서 완성도를 충분히 갖춰서 같이 진행하실 분들을 모아서 하는 것이 좋을 것 같습니다. 2년전에 개인적으로 프리앰프부 설계해서 양면으로 주문해 봤었는데 PCB비용만 10수만원 넘어갔습니다... (물론 완전 discrete에다 모든 부품 장착을 넉넉하게 하다 보니 크기도 좀 컸지만)

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이길범 2011.04.18 21:30

digi-key에서 뒤져보니 독일 마이어씨 제작에 쓰인 아담한 PCB마운트형 트로이달 트랜스도 있더라구요... 이런걸 써서 아예 AC전원 받아서 구보다식 리니어 레귤레이터부터 해서 완전 Full-Option으로 PCB 설계해서 공제로 한번 진행하는 것도 괜찮지 않을까 하는 생각도 듭니다. (아무래도 재활용을 위해서 PCB 한장 보다는 파워 따로, 증폭부 따로, 버퍼/드라이버부 따로 하는 것이 좋을 수도 있고)

어제 TOPAZ를 잠시 열어봤었는데, 헤드폰 앰프에 OPA2134 2개가 쓰였다고 해서 어떻게 구성했을까 하는 궁금증이 있었습니다. 뒷단에 버퍼를 달았나 하는 생각도 해봤는데 OPA2134 2개로 끝냈더라구요... 대충 봤는데 다른 부품은 없었던 것같고... 아무래도 OP-AMP 게이트 2개씩 병렬처리 하지 않았나 하는 생각이...

이 부분을 TPA6120A2로 살짝 개조해 볼까 하는 생각도 들었습니다...^^

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이길범 2011.04.18 21:32

일단은, 상황봐서 TOPAZ를 회사에 갖고와서 한 1주일쯤 실험을 해볼까 하는 생각입니다. Audio Precision이랑 제품검사용 RMAA지그등을 동원해서 성능을 분석해 보고, TPA6120A2로 개선할 여지가 있으면 질러보려구요...^^

TOPAZ에 HD600을 쓰고 있는데, 현재로선 청음적으로는 특별히 불만사항은 없습니다만... 괜히 그런거 있잖아요... 바꾸면 뭔가 바뀔지도 모른다는 막연한 기대감 같은거요...ㅋ

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김병진 2011.04.18 22:50

OPA2134 2개가 쓰였다면 OPA4134 하나로도 가능하겠군요.
근데 출력부에 TR이 쓰이지 않았나요? 그게 없다면 드라이빙 능력이 떨어질텐데.. OPA134는 전류가 안되는데..

우아..완전 그렇게 하는거면 사이즈가 커지지 않을까요? 가격이 조금 상향되는 제품이 나올듯하네요. PCB 마운트형 다른제품에서 보긴했는데, 가격이 좀 비싸지 않나요? 그 부분 필터도 써야겠네요. 브릿지 회로부터해서 필터까지...

PCB 가격은 대충 아는데, 2레이어나 4레이어가 가격차가 거의 없어서.. PCB 뜰려면 4레이어로 설계하는게....
1판 가격 자체가 있으니까 1판 사이즈 내에 갯수가 정해져있으니까...

TPA6120은 Class D라는 TI에서 개발한 드라이빙 칩이라서, TPA6120으로만 구성하는것보단 2단 구성이 더 좋을꺼같아요. (잘은 모르지만...)
Class T가 토핑 제품에 들어간 기술이고...

오디오쪽 관련 일하시는군요? 어쩐지 술술 나오시더라니...
좋은 것을 위해서 하신다면 저도 찬성입니다. 6120을 임피던스가 큰 제품을 쓴다면 히트싱크는 고려해야 할 사항일듯...

그리고 부품이 있다면 납땜 후 테스트 같은건 제가 해볼수 있긴한데... 파워부와 회로부만 분리하는게 좋을것 같습니다.
아날로그 회로 구성시 L과는 멀리 떨어지게 하고, 신호는 가까이 두라는 말이 있으니까... C는 칩 근처에..
파워만 따로하고 나머지는 온보드가 소리에는 좀 더 좋지 않을까요?

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이길범 2011.04.18 23:48

single PCB로 전원부터 다 넣더라도 중간에 fence만 쳐줘도 쓸만할 겁니다. 어차피 Transformer와 앰프 사이에 정류부와 구보다식 리니어 레귤레이터가 들어가면 거리는 꽤 떨어지기도 하구요.

Transformer는 7W급으로 하면 ±12V에 거의 300mA정도 나오니 충분할 겁니다. Size는 49.7x49.7x23.1mm입니다. 가격은 1~9개 가격이 $17.15, 10~24개 가격이 $15.435정도 하네요. 이정도면 앰프 구동용으론 차고 넘칠 것 같습니다.

만약 DAC이랑 USB I/F등등이 다 들어가야 한다면 7W로 될지, 아니면 10W나 15W급으로 올려야 할지는 모르겠습니다.

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김병진 2011.04.19 00:12

한번에 너무 이것저것 다 신경쓰시는게 아닐지.. 약간 우려가 ^^
보통 트랜스포머를 뒤쪽 케이스 근처에두고 케이스와 접지하잖아요. 방열도 하고..
그러니까 전원부가 따로되고, 앰프부 하나, 있으면 되지 않을까요? 나중에 DAC도 업글하며 추가 시키는 방향으로 가면...
전원부는 트랜스만 바꾸면 되게 한다면 범용성을 가질꺼같은데...

오디오에서 7W 라고 하는거랑 트랜스포머에서 보는 W는 다른거죠?
인티앰프 3W만 되도 방안에서 충분히 크게 듣는데... (TP30 + PSB Alpha B1 볼륨 9시 이상 넘어가본적이 없다는..너무 커서..)

이길범님이 생각하시는건 인티앰프 되겠는데요 ^^ㅎ 올인원..

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이길범 2011.04.19 00:26

여튼, 여러사람이 같이 하려면 아무래도 쪼개는 것이 편할겁니다. 돈이 좀 들더라도 한방에 하려면 single PCB가 나을거구요....^^

생각하는 것이 있어서 일단 digi-key에서 파는 PCB 마운트타입 트로이달 트랜스는 전부다 library를 다 만들어뒀습니다.

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김병진 2011.04.19 00:33

-0-; 대단하십니다. 그냥 뚝딱뚝딱해서 바로 만드시네요.
그런 재주있으면 부러운데 ^^ㅎ
그래도 너무 잘게 쪼개면 효율성이 떨어지지 않을까요?
DAC 부, 헤드폰앰프부, 전원부, USB I/F 부..(이건 DAC에 들어가도..) 요렇게가 낫지 않을까요?
헤드폰 앰프부분을 아에 개조해서 쓴다면 모를까.. 조각 조각 되어있는걸 연결해서 사용하기에 사이즈도 작은데 나누기는 조금...
만드신다는데 태클 거는건 아니구요^^ 전 TPA6120을 소형화해서 깔끔하게 듣고자 하는게 목적이었기때문에.. 여기 분들도 들어보시라는 의미도 있고..
제가 원하는걸 얻을 수 있다면 어떻게 하셔도 찬성합니다. (너무 비싸지면 학생 등 영세민들은 조금 힘듭니다.ㅜㅜ)

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김병진 2011.04.19 10:40

근데 트랜스포머로 +,- 양전원을 사용할 필요가 있나요?
스윙폭이 +,- 5V만 되어도 충분한데, 굳이 양전원을 쓸 필요가 있을까 싶어서요.
GND가 단전원보다 안정적이긴 하지만, 그건 가상접지 보완하면 될꺼같은데, 파워소모 부분을 높일수 있다면 그것도 조정 가능할꺼같고...
가로,세로가 5Cm 정도면 작아서 좋긴한데, 양전원을 써야 될 이유가 있는건가 싶어서요.(궁금사항..)

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이길범 2011.04.19 11:29

오디오 파워앰프의 변천사가 그렇죠...

처음에 진공관시절, 진공관 특성상 임피던스 매칭을 위한 출력 트랜스포머가 필수였고,
진공관 회로 구조를 답습한 초기 TR앰프도 비슷한 형태였습니다.

여기서 푸시풀 구조로 가면서 트랜스포머를 없애고 대신 1/2VCC 기준 스윙으로 인해
출력 CAP이 들어가는 OTL (Output Transformer Less)방식으로 발전했습니다.

여기서 다시 출력 CAP을 없애기 위해 양전원 푸시풀 구조로 넘어갔죠.

아무래도 균형이 제대로 잡힌 양전원과 Real Ground로 구동회로를 갖추는 것이
회로 동작의 안정성등 여러가지 측면에서 분명 유리합니다.

요즘 모바일용 오디오회로에서도 칩내부에 Charge Pump를 내장해서 출력단을
양전원 기반의 푸시풀로 구성해서 만들고 있습니다. (여기에 전력효율 개선을 위해
신호 레벨에 따른 동작전압 조절을 하는 G Class, H Class, W Class등의 기술로 발전을
해왔습니다.)

Virtual Ground시스템이 Load를 지난 전류를 스플리터를 통해 순환시킨다는 원리인데
전원 공급쪽의 임피던스도 낮추려고 애를 쓰는 상황에서 어쩔수 없이 Ground쪽에도
임피던스 상승이 생기는 것은 어쩔 수 없습니다. 이런 요소가 당장은 Crosstalk에 영향을
줄 수 있고, THD등에도 나쁜 영향을 줄 수 있습니다.

TPA6120A2는 이상적인 회로구성 조건에서 SNR, THD, Crosstalk등 모든 면에서 HiFi
중에서도 스펙적으로는 월등한 수준을 내주는 칩입니다. 이를 충분히 발휘하게 해보려고
고민하고 있습니다..

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김병진 2011.04.19 13:04

아~ 답변 감사합니다.
정리가 싹 되네요.
다 기억할 수는 없겠지만..^^ 그렇군요.
저도 이것저것 좀 찾아봐야겠네요. 정보 나오면 바로 바로 피드백할께요.

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이길범 2011.04.19 14:36

일단은 김병진님 회로에서 가능한 손대지 않고 정해주신 부품에 맞춰 밑그림을 잡아봤습니다.

PCB Size는 65x40mm가 나옵니다. 좀 많이 빠듯하게 잡았는데, 단면으로 패턴이 다 빠지기는
어려울 것 같습니다. (그렇다고 양면으로 해봐야 한쪽면은 거의 대부분 GND처리가 될것 같지만)

이번건은 점퍼선 처리할 생각을 하고 최대한 배선을 맞춰보도록 하겠습니다.

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김병진 2011.04.19 14:50

65x40이면 사이즈 소형으로 딱이네..^^
개인 에칭이 안된다는 약간 아쉬움이...
천천히 하세요. 너무 빠르시다는 ^^;

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