아래에 소개 드린 것들 중에서 먼저 전 진공관 방식에 대한 소개를 드려 보겠습니다.

추후에 나머지 것들도 상세 사항 올려 보겠습니다.


저의 헤드폰 앰프 디자인 철학은 더작게 더 우수하게 프로답게 하자 입니다.
제가 IT관련 업종에 근무하는지라 시간나면 공부 또 공부 하였습니다.
예전부터 진공관 앰프를 자작 하고자 하는 마음이 있었으나, 아시는 분들은 알고 계실 아남의 샤콘 정도를 조립해보고는 마음으로 접어 두었는데, 우연한 기회에 하스를 접하여 전 진공관 방식으로 시도를 해보았습니다.

진공관으로 헤드폰 앰프를 만드려면 제일 어려운 것이 B+전원 입니다.
저도 큰 트랜스를 사용하여 시도하려고 했으나(지금은 트랜스 사용하는 큰 버젼으로 한번 재미 삼아 해보려 합니다만... H5 프로토타입이라고 합니다.), 손바닥 만하게 만드려면 역시 다른 방법으로 접근을 해야 했습니다.

아래 각 회로부와 특징을 써 보았습니다. 자작 과정에는 오랜 기간 제작하여 사진이 없습니다. 사진과 현재 완성된 것도 약간의 차이는 있지만 콘덴서 벤더 정도만 살짝 바뀌어 있습니다.

입력부 특징

별다른 특이 사항없습니다.

진공관 증폭부

출력 임피던스를 낮추기 위해 케소드 팔로워 방식으로 설계 되어 있습니다. 그래서, 증폭율이 거의 1입니다. 회로도 정수 값으로 연결 시 케소드 바이어스는 약 40V 정도입니다.

전원부 특징

B+전원부는 스텝업 컨버터 LM2585를 두개 이용하였고, 출력이 아이솔레이트 된 25W급의 DCDC컨버터(Nemic-Lambda사 등)를 이용하여 분리된 또다른 12V를 만들어서 LM2585의 입력으로 넣어서 63V를 만듭니다.
공통 접지에 있는 LM2585도 역시 63V를 만들어서 위의 분리된 63V와 직렬 연결을 합니다.
그럼 63 + 63 = 126V의 DC전압이 만들어 집니다. 전원 투입 시에 초기 돌입 전류가 조금 많이 소모되므로 아답터는 12V 5A급이면 한번에 켜지고 3A급이면 몇번 깜박인 후에 켜집니다. 실제 사용시에는 20W미만을 소모합니다.

헤드폰 딜레이부 특징

전원 투입 시 잡음을 방지하고자 약 11초 정도의 딜레이를 FET와 컨덴서를 이용하여 구현하였습니다. FET의 특성 상 딜레이 회로에 사용하기에는 아주 좋습니다. 특이할 점은 FET게이트 보호용 제너다이오드가 추가되어 있다는 점입니다. 사소한 실수에서 FET가 파괴되는 것을 막습니다. 전원이 불안정하여 FET의 파괴전압까지 이를 수 있는데 이를 완벽하게 잡아냅니다.

전원 스위치부 특징

일반적인 미니 스위치로는 전류 용량이 지속적으로 ON/OFF 시 인가(특히 이앰프의 경우 돌입전류가 큼)되면 접점 수명이 짧아집니다. 이를 방지하기 위하여 FET를 이용하여 전원 투입을 합니다. 많은 장비에 적용하는 기술이며, 단지 단가는 조금 올라가지만 신뢰성이 좋아서 제가 애용하는 스위치 방식입니다.

동작 시 발열은 진공관 만큼 있습니다. 펄펄 끓어서 열 폭주가 있는 건 아니고, 아주 적당한 정도의 열이 발생합니다. 히터와 플레이트 손실과 저항에서 열이 발생합니다. 케이스가 작은 만큼 발열이 걱정되었으나, 다행히 그렇게 많지 않습니다. Class A 동작 치고는 작다고 봐야겠지요.

그리고, 가능하면 진공관 4개의 페어를 맞추는게 유리합니다. 소브텍의 현대 진공관을 적용하면 카랑카랑한 투명한 음색(고음이 강조됨, 간단히 착색됨... 트랜지스터의 특성에 좀더 가까워지지만 진공관 고유의 하모닉은 살아있으므로 아주 맑은 고음)이 되며 군용 JAN 6922을 이용하면 조금더 부드러운 음색(실제 착색되지 않은 쪽에 가까운...)으로 바뀝니다.
현대진공관은 상대적으로 저렴하며 페어맞추기가 쉽습니다. 그러나, 고증폭이 아니므로 페어가 그리 중요하지는 않을 것으로 보입니다.

저는 페어를 모두 맞추어 듣고 있습니다. 전단과 후단의 콘덴서 부가 어느정도의 음색을 좌우하겠지만 그리 큰 팩터가 아니고, 실제로 들어보면 전 진공관 방식의 매력에 푹 빠집니다.

증폭율이 크지 않으므로 입력부는 4.5V RMS출력의 전문가용 DAC의 출력에 연결하여 사용하면 아주 좋습니다. 일반 CDP의 출력레벨인 2V RMS에서 32옴 헤드폰 기준으로 125mW가 출력되지만, 200옴 헤드폰을 사용하시는 분은 4.5V RMS입력이 되어야 약 100mW 출력이 됩니다. 저는 PALM DAC1의 출력레벨을 4.5V RMS로 맞추어 사용하고 있습니다.

사양을 정리하면

사용 전압 : DC12V 5A 아답터(Step up의 기동시 대전류 소모)
소모 전류 : 20W 이하(미측정)
진공관 : 6922
왜율 : 미측정
출력 :
[2V rms 입력 조건]
- 32옴 헤드폰 : 125mW rms
- 200옴 헤드폰 : 20mW rms
[4.5V rms 입력 조건]
- 32옴 헤드폰 : 600mW rms
- 200옴 헤드폰 : 100mW rms

적층형 하드와이어링

동선으로 다층 PCB와 비슷한 배선을 구현하였습니다. 작은 장소에 넣다 보니 배치가 아주 어려웠지만, 그런대로 재미난 작업이었습니다. 약 1달간 천천히 작업 한 결과 입니다. 부품 구하고 회로 수정하고 하는 등의 시간이 다 더해진 것이고, 부품 과 완벽한 준비가 되어 있다면 며칠이면 가능 할겁니다. 다심의 실드 처리용 케이블(녹색)에서 심선을 한가닥씩 펴서 사용한 것 입니다.

동작 중인 전 진공관 방식 PALM H3


따라 만들기 하기에는 그리 복잡하지 않은 회로라고 생각됩니다. 저는 FET등의 소 부품들은 SMD부품을 사용했지만 일반 DIP타입도 사용해도 차이 가 없습니다. 저는 상대적으로 SMD가 작게 만드는 데 유리하므로 SMD를 선호합니다만...
기구 작업은 홀 가공을 위하여 위치를 그린 도면을 기구에 75번으로 붙이고 드릴로 작업 하였습니다. 역시 기구 작업이 제일 어렵습니다.

전 진공관 방식 도전하시는 분 계시다면 추천합니다. 저항 값등은 되도록 회로 대로 따르시고 와트가 표시되지 않은 저항은 일반 1/4w저항입니다. 회로도 대로 고급 부품 사용안하셔도 아주 좋은 소리 납니다. 회로의 벤더 지정 콘덴서류 들은 범용 사용하셔도 충분히 감동 하실 소리는 나옵니다.