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작은 선물 USB Audio CODEC + Headphone Amp


친구의 대학 졸업과 대학원 입학을 축하하기 위해 작은 선물을 하나 만들었습니다. 노트북과 함께 쓰기 좋은(?) USB 코덱과 헤드폰 앰프가 결합된 선물입니다.

Simple Class-AB Headphone Amp
헤드폰 앰프는 하스 신정섭님의 Simple Class-AB Headphone Amp를 택했는데, 작년 하스 정모에서 만난 김창훈님의 추천도 있었고 그람슬리 솔로를 비롯한 여러 상용 앰프에 사용된 회로이기도 하고 평이 좋은 편이라 호기심이 동했습니다.

배선도는 신정섭님이 공개한 배선도를 참고하여 저의 취향에 맞추어 저항을 눕힐 수 있도록 새로 그렸습니다.


Simple Class-AB Headphone Amp

OP앰프는 저전압에서의 작동에 비중을 두어 듀얼OP앰프와 핀호환이 되는 헤드폰앰프인 필립스의 TDA1308을 사용했습니다.버퍼단의 TR은 원회로의 BC337/BC327을 사용했습니다.


전원부

USB 전원을 사용해야 하기 때문에 전원부는 공급 전압을 -전압으로 바꿔주는 볼테이지 컨버터인 LM2663을 사용하여 양전원부를 구성했습니다.


볼테이지 컨버터


LDO

Simple Class-AB Headphone Amp가 USB 전원에서도 제대로 작동하는지 테스트해봤는데 작동은 하지만 USB 전원의 품질에 영향을 많이 받음을 알 수 있었습니다. 저의 데스크탑 PC에서는 USB 전원을 그대로 사용해도 지장이 없었지만 노트북에서는 그냥 사용할 경우 잡음이 심해서 LDO를 사용해야지 잡음을 잡을 수 있었습니다. 이처럼 경우에 따라 달랐기 때문에 LDO를 사용하여 USB의 5V를 3.3V로 레귤레이팅하여 사용했습니다. 이렇게 레귤레이팅한 3.3V를 볼테이지 컨버터를 통해 -3.3V를 만들어 +-3.3V 양전원을 갖추는 것입니다.


큰 의미는 없지만 원활한 전원공급과 빈 공간을 활용하기 위해 3쌍의 전해콘덴서와 필름콘덴서를 추가했습니다.


만들기



가공하기 쉬운 재질이고 나름대로 휴대하기 편한 사이즈인 실비아 케이스를 사용했습니다.


전체적인 배치


동테이프를 사용해 접지 면적을 가능한 넓게 만들려고 했습니다.




기판 밑면을 볼 일은 드물겠지만 선물로 만드는 만큼 배선 작업에 신경썼습니다.


공간을 확보하게 위해서 콘덴서의 일부를 기판 밑면에 SMD타입의 MLCC으로 사용했습니다.


볼륨은 알프스 미니 스위치볼륨입니다. 좌우 편차가 약간 있는 편이지만 마땅한 대안이 없어서 이정석님이 소개해주신 볼륨의 오차를 줄이는 방법을 적용했습니다.


높이를 낮추기 위해 USB 단자는 A타입을 사용했는데, 그 때문에 양쪽이 A 타입 플러그로 이뤄진 케이블을 사용하여 컴퓨터와 연결해야 합니다.


디지털 입/출력 선택 스위치. 그다지 쓸 일은 없을 것 같지만 추후 디지털 입력이나 출력이 필요할 경우를 대비하여 넣었습니다.


USB 오디오 코덱인 PCM2902. 얼마나 효과가 있을지는 모르겠지만 접지한 동테이프로 감싸주었습니다.


USB 전원 잡음을 조금이라도 줄이기 위해 비드를 추가했습니다.


소감

+-3.3V의 저전압이라 Simple Class-AB Headphone Amp가 제대로 작동할지 조금 걱정했는데 다행히도 괜찮은 편입니다. 이 회로에 있어 최적의 동작 조건은 아니겠지만 이 정도면 나름대로 만족합니다.

전원이 충분하지 않기 때문인지 저임피던스 이어폰일 경우 최대 볼륨에서 클립핑이 발생하지만 32옴에서는 그러한 문제가 없었습니다.

이 USB Audio CODEC + Headphone Amp는 지금까지 취미 삼아 만들었던 앰프와는 달리 처음부터 선물하기 위해 만든 것이라 구상에서부터 배선도 그리기, 부품 준비와 제작, 마무리까지 오랜 시간과 공을 많이 들여서 그런지 큰 애착을 느낍니다. 그래서 부디 잘 쓰이기만을 바랄 뿐입니다.^^