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안녕하십니까.
글로 처음 인사를 드리는군요.
새해 복 많이 받으시기 바랍니다. ^^

저는 앰프 만들기에 관심이 있어 이리저리 해보고는 있지만
전기전자 분야의 기본지식이 거의 없는 초보입니다.
앰프 칩과 데이터쉬트를 구하고 기본회로를 그대로 따라해서
스테레오 앰프를 몇 개 만들어본 경험은 있습니다.

며칠 전에 하스를 발견하고 여러분들의 솜씨에 놀라움을 금치 못하고 있네요.

김태형님과 이혁재님의 LM3886, LM4780 와이어링을 보고 감탄사를 연발하다가
LM3886 와이어링을 한번 시도해 봤습니다.

데이터 쉬트의 맨 처음에 나온 Typical Audio Amplifier Application Circuit을
그대로 따라서 만들었습니다.
한참을 헤맨 끝에 하나를 완성하니 두번째 것은 시간이 오래 걸리지 않더군요.
두 분이 올려주신 사진들이 많이 도움이 됐습니다.

각각을 따로 음원과 연결해서 들어보니 소리가 그런대로 잘 납니다.
그런데 이 둘을 가지고 스테레오로 만들려고 하니 몇가지 궁금한 점과 문제점이 있어서 문의드립니다.

1. 전원공급 방법이 궁금합니다. 지금까지 제가 해본 것은
   두 앰프의 V+ 선을 연결시킨 후 트랜스-브리지 다이오드-평활콘덴서를 거친 + 전원과 연결했고,
   V-도 같은 방법으로 연결했습니다. 이렇게 하는 것이 맞는지요.
  
2. 접지 단자도 두 앰프의 것을 연결한 후 금속케이스에 접지시켰습니다. 이건 별 문제가 없어보입니다만...

3. 두 앰프사이에 다른 연결은 필요없는지요.

4. 이렇게 연결하고 들어본 결과 스피커에서 잡음이 발생하는군요. 웅~ 하는 험이라기보다는
   짧은 주기로 떠는 소리라고 해야 할까요. 그런 소리가 납니다. 한 5m 정도 거리에서는 잘
   들리지 않는데 1m 정도 거리에서는 이 소리가 꽤 들립니다. 이 잡음의 원인이 무엇일까요.
   스테레오 칩을 이용해서 제가 만든 다른 앰프에서는 이런 정도의 잡음이 없었거든요.
  
사진들을 간단히 설명드리면,
처음 와이어링으로 만든 한쪽 채널, 두번째 완성 후 같이 찍은 모습, 스테레오 시험하는 모습입니다.

손재주도, 사진도 시원치 못해 하스에 올리기가 부끄럽긴 하지만 용기내서 올려봅니다. ^^
여러분의 좋은 의견 기대하겠습니다.
 

  • ?
    신정섭 2005.01.06 13:04
    1, 2, 3번 모두 맞는데요. 4번은 모르겠네요. 일단 전원쪽 부터 아무 문제 없는지 확인해 보시고요...
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    김형섭 2005.01.06 17:46
    신정섭님 감사드립니다. 일단 1,2,3번은 괜찮군요.
    그런데, 1번의 경우 www.diyaudio.com에 있는 글을 찾아보니 일단 트랜스 단자에서 각각 두개의 선을
    빼서 두개의 브리지 다이오드로 보내고 각 브리지 다이오드에서 각 앰프로 연결을 하라고 돼있네요.
    채널당 브리지 다이오드를 1개씩 사용하라는 의미네요. 이렇게 하는 경우와 제가 시험한 방법이
    어떤 차이가 있을까요.

    target=_blank>http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?s=&threadid=18421&highlight=


    4번은 제가 좀 더 테스트해 보겠습니다.
  • ?
    송관섭 2005.01.06 22:51
    이글이 문제해결의 핵심을 알려 드리지 못하더라도 다른 분들과도 정보를 공유하는 의미에서
    이것 저것 올립니다.

    1. 파워앰프는 헤드폰 앰프에 비해 전압도 높고,흐르는 전류량도 크기 때문에
    전원과 앰프 회로사이의 배선과 GROUND선(EARTH선,접지선)의 배선에 보다 세심한
    배려가 필요합니다.

    채녈 분리도나 전압 안정성을 위해서 전원부 구성을 다음 순서대로 권장합니다.

    (1) 전원부분과 앰프회로 부분 모두를 L,R 채녈 각기 구성하여 완전한 MONO BLOCK
    두개 만든다.
    (2) 트랜스 하나에 정류부분(다이오드,콘덴서)을 두개 만들어 각 채녈에 따로따로
    공급한다. (위 리플에서 언급하신 방법)
    (3) 트랜스 + 다이오드+ 대용량 콘덴서 까지 하나로 구성한 후, 전압에 따라 0.1옴
    내지 1옴 정도의 직렬 저항+ 중간정도 평활콘덴서를 두채녈분을 만들어 각
    채녈에 공급한다.
    (4) 트랜스+다이오드+평활콘덴서에서 두선을 뽑아 각 채녈에 공급한다.
    다만 전원부와 앰프회로간의 거리가 너무 길면 두채녈 사이나 앰프회로 부근에
    중계 단자를 두어 이곳까지 한선으로 끌어온 후, 여기서 각 채녈로 분기 시킨다.
    (요는 두채녈간에 균형있게 배선길이가 같아지게 배려합니다.)

    파워 앰프는 음원의 교류신호의 변화에 따라 전류의 흐름이 많이 변화
    하는데,큰전류가 흐를때는 상당한 전압강하가 생깁니다.
    따라서 전원 공급선을 한채녈을 경유하여 다른 채녈로 연결하면 한채녈에서의
    전압 강하가 다른 채녈에 영향을 주기 때문에 가능하면 별도로 공급해 주는것이
    좋습니다.
    그러나 헤드폰 앰프나 소출력 파워앰프의 경우는 이 문제를 그리 민감하게
    생각하지 않으셔도 됩니다.
    만약 LM3886을 50와트 이상으로 전압을 공급하신다면 위의 문제를 진지하게
    생각하시고 그 이하의 전압이라면 무시해도 됩니다.

    한편 인터넷 상에서 많이 선보인 GAIN CLONE들을 보면 전원부는 파워트랜스와
    다이오드까지만 두고, 평활콘덴서는 소용량으로 하여 파워IC 가까이 배치하는
    방법을 많이 쓰고있습니다. 게시하신 사진을 보니 이 방법을 쓰신것이기 때문에
    구태여 전원부에 별도의 평활콘덴서를 두지 않으셔도 됩니다.
  • ?
    송관섭 2005.01.06 22:51
    2. 접지선의 문제입니다.
    파워IC는 좁은 면적에 많은 트랜지스터,저항 등을 집적시켰기 때문에
    회로선로폭이 미세하고 부품간의 거리가 밀착되어있어 자칫 발진하거나
    유도험이 생기고 심한 경우 회로 배선이 좀 길어지거나 기판의 회로구성이
    좀 서툴러도 이런 문제가 발생합니다.

    가장 문제가 되는것은 GND선(이하 접지선이라고 합니다)의 처리인데
    기본원칙은 다음과 같습니다.

    (1)모든 접지선은 굵은 선을 이용, 짧게 배선한다.

    (2)소신호가 흐르는 부분의 접지선과 파워부분의 접지선을 분리하여 배선한다.
    실용적으로 파워부분은 +V, -V에 달린 콘젠서의 접지선, ZOBEL 회로를 두는
    경우 ZOBEL의 접지부분,스피커 단자의 -선 등을 한 묶음으로 연결하고,나머지를
    소신호 부분으로 한 묶음으로 연결하여 두가닥의 접지선을 전원부 접지선과
    따로따로 연결합니다.
    제작자에 따라서는 부궤환회로의 접지부분(만드신 회로의 10UF 콘덴서 접지부분)도
    파워쪽에 포함시키시는 분도 있습니다.
    또한 ZOBEL 회로가 있으면 ZOBEL의 접지와 스피커단자 -선 단자를 직접 연결한
    후 아래의 STAR GROUNDING 하는 일점으로 연결하는것이 좋습니다.
    그렇게 하면 파워 부분이 둘로 나뉘어지게 됩니다.

    이들은 CUT AND TRY로 많은 시행착오를 통해 하나의 중요한 제작 KNOW HOW가
    되실것입니다.

    (3) 전원부의 접지선은 트랜스의 센터탭은 교류가 많이 흐르기 때문에 이곳을
    앰프회로 접지 부분과 연결해서는 않됩니다.
    센터탭은 평활콘덴서의 접지부분에 특히 굵고짧게 연결(정전압부분이 있으면
    정전압회로의 접지선을 경유)한 후이 부근에 한 점을 잡아 (2)의 접지선들을
    이 한점에 모두 연결시킵니다.
    즉 L 소신호 부분을 , L 파워부분, R 소신호 부분, R 파워부분의 네 가닥(
    또는 스피커 부분을 별도로 하면 6가닥)의 접지선을 각기 독립적으로 끌어
    이곳 한점에 연결시킵니다.

    이러한 방법은 변형된 STAR GROUNDING 방식인데 여러개의 접지선들이 한군데로
    접지되어 마치 별처럼 보인다는 의미입니다.
    이 방식이 최선은 아니지만 초보자에게는 성공확률이 높은 방법입니다.

    (4) 샤시의 접지는 여러 방법을 시도해야 하나 가장 권장해 드리는 방법은 소신호
    부분에 일점 접지시켜 파워부분과 연결되지 않도록 배려하는 방법입니다.
    실용적으로는 볼륨의 접지 단자에서 샤시에 일점 접지 시키는 것이 무난합니다만
    유도 HUM이 생기면 다른곳도 시험해 봅니다.
  • ?
    송관섭 2005.01.06 22:53
    3. 험 또는 발진
    질의 4번의 이상 음의 문제입니다만 올리신 글로만 추측한다면 가벼운 발진같기도
    합니다.
    위에서 말씀드린 접지선을 확실히 처리하면 험의 문제도 없으리라고 보고
    회로가 안정되어 치유될지도 모르겠습니다.
    접지선에 대해 여러 시도를 해 보시기 바랍니다.

    그리고 올리신 사진으로 보아 테스트하시느려고 배선이 길게 늘어져 있는데 이것
    자체가 문제 원인중의 하나일지도 모르겠고 만약 파워앰프에 연결하는
    음원이 같은 전원을 쓰고 있다면 이를 분리하는것도 시도해 보세요.
    파워 IC는 DISCRETE 앰프보다 훨씬 민감합니다.

    파워IC의 발진은 여러 이유가 있지만 가장 빈번한 것은 파워단에서 스피커로 연결
    될때 스피커 선이 길거나 너무 가늘거나 하여 콘덴서 같이 미세한 용량이 발생,
    초고역 주파수에서 위상이 변화하여 발진이 생깁니다.
    이 경우는 대체로 발진음이 좀 심한 편이라 위의 이상음과 관련은 없어 보입니다만
    이에 대한 대처도 공부삼아 연구해 보시기 바랍니다.

    첫번째 방법은 DATASHEET에 있는것과 같이 스피커로의 출력라인에 코일과 저항을
    병렬도 넣는 방법입니다. 코일은 그냥 만드셔도 되는데 직경 0.6mm~1mm 정도
    굵기의 동선을 저항에 10회정도 감아 병렬 연결하면 됩니다.

    두번째 방법은 ZOBEL회로를 만드는것입니다. 스피커의 +, - 단자 사이에
    10옴(1W정도)과 0.1UF 정도의 콘덴서(적층필름 등이 좋습니다)를 직렬로
    연결합니다.
    (기판에 조립하실것이라면 스피커로의 출력 라인과 접지선 사이에 연결해도 됩니다.)

    그 외에 고주파 부분의 억제를 위해 입력단에 300Pf 전후의 콘덴서를 삽입하는
    방법도 있습니다. DATASHEET TYPICAL APPLICATION의 입력단에 직렬로 있는
    Rg 1k옴 저항 다음에 위의 콘덴서 한쪽을 연결한 후 다른 한쪽은 접지시킵니다.
    콘덴서는 고급일수록 좋지만 없으시면 세라믹이나 마이라로 테스트해 보세요.

    이상 말씀드린것은 모두 절대적인 것이 아니고 조그마한 경험담이기 때문에
    그 외의 여러 시도를 해 보시면 많은 공부가 되리라 생각합니다.
    힘내시고 제 글 중 애매한 곳은 다시 질의해 주시기 바랍니다.

    (그런데 리플에 이런 긴 글을 써도 써버에 문제가 없는지요?
    혹시 문제가 되면 일깨워 주시기 바랍니다.)
  • ?
    김형섭 2005.01.07 02:29

    송관섭님,

    구구절절 제 영혼을 감동시키는 글을 이렇게나 자세히 써주시다니 깊이 감사드립니다.
    저같은 초보에게는 정말 큰 도움이 되겠습니다.

    워낙 자세히 가르쳐 주셔서 말씀하신 내용은 일단 이해할 수 있을 듯 합니다만
    확실히 이해하려면 읽고 또 읽어야할 듯 합니다. ^^
    제가 아는 게 없다는 걸 절실히 느끼게 되네요. 정말 많이 배웠습니다.

    방대한 양이라 시간을 두고 말씀하신 대로 차근차근 따라해 보겠습니다.
    염치없지만 앞으로도 많이 가르쳐주십시오. 다시 한번 감사드립니다.
  • ?
    송관섭 2005.01.07 08:36
    조금이라도 도움이 되신다니 저로서도 매우 기쁩니다.
    접지 문제는 오랜 경험이 필요하기 때문에 많은 자작을 통하여 자연스레
    몸에 밸수 있으리라 봅니다.

    참고로 제가 리플에 그림 올리기가 않될것 같아 말로만 잔뜩 썼습니다만
    다음 싸이트의 글을 보시면 보다 명확히 개념을 잡으실수 있으리라 봅니다.

    www.geofex.com/Article_Folders/stargnd/stargnd.htm
    진공관 앰프로 설명했지만 기본 원리는 반도체 앰프도 마찬가지 입니다.

    기타 다음 싸이트도 방문해 보세요
    www.aikenamps.com/StarGround.html
    www.geocities.com/rjm003.geo/rjmaudio/pho_a4.html

    그리고 혹시 지금의 테스트가 너무 낮은 전압으로 진행하시거나 전원이 강력하지
    못한 경우, 파워IC가 정상 작동하지 않을수 있음으로 참고하시기 바랍니다.
    datasheet에 보시면 공급전압이 아마도 20V(양전원인 경우 +-10V)가 minimum으로
    되어 있을것입니다.

    예를 들어 +-12V 부근에서 작동을 시키면 두개의 채널 공급시 전원트랜스가
    힘이 딸리면 10V이하로 떨어져 IC내부의 트랜지스터 BIAS 전압이 확보되지
    못할수 있습니다. 이런 경우에는 음이 심하게 찌그러진다던지, 주파수가 잘
    맞지 않는 라디오 처럼 치직치직하는 소리가 난다던지 기타 예측할수 없는
    이상 현상이 나타납니다.

    또한 bias 전압이 불안정하면 트랜지스터가 마치 다이오드처럼 on,off를
    반복하여 마치 스위칭회로같은 역할을 하여 주기적이고도 이상한 소리를
    내기도 합니다.

    한편 파워IC는 작은 면적에 큰 열손실을 감당해야 하기때문에 열에
    취약한 단점이 있습니다. 테스트하실때도 몹시 번거롭기는 하지만 방열판을
    단단히 부착시키시어 IC를 보호하시길 바랍니다. 일단 열폭주가 되면
    손쓸 시간도 없이 순식간에 IC가 파괴되어 버립니다.
    제 설명이 부실한 부분은 얼마든지 질의해 주세요. 제가 아는한 정성껏 답해
    드리겠습니다.
  • ?
    김건우 2005.01.07 09:15
    송관섭님 저도 접지에 대해서 많이 배우게 되었습니다^^
    좋은 글 감사드립니다...앞으로도 많은 조언 부탁드리겠습니다( ^^)//
  • ?
    송관섭 2005.01.07 21:17
    김건우님, 도움이 되신다니 정말로 기쁩니다.
    위의 내용은 헤드폰앰프의 경우 대부분 신경 안써도 되는 문제입니다만, 헤드폰 앰프도
    기본기에 충실하게 만들면 보다 완벽한 앰프가 되리라 봅니다.
    자작의 즐거움을 만끽하시길 바랍니다.
  • ?
    이태호 2005.04.07 00:37
    제 영혼도 감동받았습니다 ^^.. 이런글 보면 볼수록 자꾸더 궁금증이 생기는것이... ㅠㅠ 멀리해야될 터인데...

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