[제작법] 단전원 --> 양전원 변환기 (Virtual Ground) - 신정섭
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** 추가: 본 변환기보다 좀더 개선된 ver.2.0이 2002.7.20에 새로 게시되었으니, 아래 본문을 읽으신 후 ver.2.0의 회로로 제작하시길 추천합니다.
이글은 불과 1천원 근처의 재료비로 단전원을 안정적이고 파워풀한 양전원으로 변환시키는 방법을 소개합니다. (이것은 제가 발견한 것은 아니고 Headwize에서 알게된 Tekir라는 친구와 E-mail 과정에서 알게된 것입니다.)
물론 이 회로와 거의 유사한, BUF634를 이용한 가상접지 회로가 이 방법보다는 널리 알려져 있고, 우수할 것이라고 생각합니다. (BUF634의 가상접지 회로도는 BUF634 Datasheeat안에 있지요.)
아시겠지만 저는 항상 [헝그리 정신]을 좋아하는 사람이고, 국내에서 BUF634는 단 한군데에서 10000을 주고 구입할 수 밖에 없는 상황이라 가격면 구입 용이성 등을 고려하여 저는 이 회로를 무척이나 좋아합니다.
또한 널리 알려진 것으로 TLE2426을 이용한 가상접지회로도 있습니다. 이 방법은 전력을 거의 소모하지 않고, 가장 간단한 방법으로 구현된다는 잇점이 있습니다. 만약 포터블 용으로 가상접지를 구현하신다면 가장 현명한 선택이라고 봅니다. 이 또한 꽤 많은 전류를 소화할 수 있으므로 대부분의 OP앰프 기반의 헤드폰 앰프에는 충분하다고 생각합니다. 단점이라면, 국내에서 구입이 어렵다는 것과 MOSFET 기반의 앰프에는 출력이 부족하여 적용이 곤란하다는 점 입니다. 한편, 이 TLE2426을 이용한 가상접지 방법은 이복열님 자작방에 자세히 설명되어 있습니다.
각설하고,
제가 소개하는 OP앰프를 이용한 이 변환기에 대한 제 개인적인 생각은,
이 제작법은 제가 지금까지 소개한 어떠한 헤드폰 앰프의 제작법 보다도 가치가 있다고 생각합니다.
즉 이것은 실로 대박 정보이며 제가 가진 어떠한 자료보다도 아끼고 있습니다.
정말 가장 유익하다고 생각하는 정보이지만, 몇가지 몹시 우려되는 점이 있어서, 메일로 연락을 계속하시던 분들이나 직접적으로 문의를 주셨던 분들께만 소개했었습니다.
하지만 여러가지 우려에도 불구하고 http://www.has.pe.kr 오픈 및 월드컵 기념으로 소개합니다.
★★★ 경고 ★★★
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가장 큰 우려중의 하나는 제가 전에 소개한 [가상접지의 문제점]입니다.
필히 이 [가상접지의 문제점]글을 먼저 읽어 보시고 100% 이해하시지 않는다면 정말 심각한 문제가 생길 수 있습니다.
그렇지 않는 경우 파손이나 화재 등의 재앙(?)이 발생할 확률이 적지 않습니다.
한편, 이러한 방식을 적용한 앰프를 아무것도 모르는 사람에게 주거나하여,
가상접지의 문제점을 모르고 사용하는 경우도 발생할 수 있습니다.
그러므로 이것을 사용시에는 절대적으로 조심하시고 그로 발생하는 책임은 당사자 몫임을 밝힙니다.
저는 현재 거의 이놈을 이용하여 대부분의 양전원을 해결하고 있습니다.
SDS, Tori, 양전원용 Szekeres, Meier앰프 등을 이 놈으로 사용 중입니다.
물론 CMOY나 휴대용 Meier, CHA47 등에도 이놈을 이용하면 좋지요.
제 SDS, Tori, 또는 휴대용-->거치형 변환장치 사진을 보시면 DC 어댑터 잭이 있는 곳에 이 변환장치가 있음을 알 수 있습니다.
이글의 소개로 어쩌면 24V 정전압 어댑터가 불티(?)나게 팔릴지 모르겠습니다.
자 시작합니다.
원래의 회로 출처
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http://sound.westhost.com/project43.htm 에서 Figure.2
http://sound.westhost.com (또는 http://www.sound.au.com)은 정말로 놀라운 곳입니다. 많이들 알고 계시겠지만요.
아무거나 싸구려 듀얼형 OP앰프를 이용한 Virtual Ground 방법입니다.
제가 해본 결과 Perfect 그 자체입니다.
좌우 출력전류의 불균형이 30mA 정도까지는 전압이 균형을 유지한다고 합니다.
저는 실제 출력 410mA까지 해 보았습니다만 좌우 전류편차가 크지만 않는다면 그 이상도 가능할 것입니다.
LM6171 네알의 거치형 코다가 A급 동작에서도 50mA밖에 안 사용하니 대부분의 경우 충분합니다. 저는 그 보다 더 오버하여 190mA인 SDS나 260mA인 Tori에서 현재 아무 문제나 느낄 수 있는 음질 저하없이 듣고 있으니까요. 물론 이 경우 전해 콘덴서를 좀 큰놈으로 썼지요.(SDS=4700uF이상, Tori=2200uF이상 추천)
실체배선도
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왼쪽은 듀얼 OP앰프를 이용한(제가 사용하는) 방법이고,
오른쪽의 배선도는 원래 회로를 직접 응용하여 Quad 형으로 만들더 더욱 개량한 것입니다. (단 이것으로 만들어 보진 않았음.)
이제 헤드폰앰프 용도라면 양전원 공급장치의 제작 자체의 필요성이 거의 없어졌습니다.
그냥 정전압 어댑터로 완벽히 해결될 테니까요.
회로에서 10옴저항 대신 10~100옴 사이정도면 어떤 것이라도 상관없다고 되어 있는데, 단 사용하는 두개의 저항값 차이가 가능하면 적은 것을 사용하시기 바랍니다.
출력쪽의 전해콘덴서는 사용하는 목적(즉, 사용전류량)에 따라서 그 용량을 가감하시는 것이 좋습니다. 저는 470uF으로도 한참 썼지만 OP앰프로만 구성된 헤드폰앰프에선 1000uF이면 충분하다고 생각합니다.
OP앰프는 정말로 아무거나 끼워도 되지만,
입력전압이 높거나 출력전류가 많을 경우 OP앰프에서 발열이 나므로,
그래도 가능하면 온도가 좀 낮는 OP앰프로 골라서 쓰세요.
한편, 출력전류 보다는 입력전압이 높을수록 발열에 관계합니다. 12V의 정전압으로 +/-6V로 양분되는 양전원용 Szekeres에는 400mA나 흐르지만 OP앰프는 방열판 없이도 그냥 따뜻한 수준이었습니다.
24V 정전압 입력 정도가 되면 좀 애매할 정도로 열이 나는데(뜨끈뜨끈) 이 정도 전압에서는 저처럼 방열판을 만들어 붙여 놓는 것이 안심입니다. 이 이하의 전압 입력에서 방열판은 필요없을 것 같고요.
저는 두께 0.3mm 인 구리판을 잘라서 방열판을 만들었는데 이런 구리판은 쉽게 구할 수 없을 것이므로,
알루미늄 호일을 잘라서 사용하시는 방법도 있겠습니다.
실제 변환기
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배때기
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저는 전해 1000uF 대신 470uF 사용했고, 10옴도 없어서 28옴으로 되어 있습니다.
물론 사용하는 모든 저항은 1/4W 급으로 했고요.
OP앰프는 많이 가지고 있으면서 쓰지 않고 있던 4558 또는 150원짜리 358을 썼습니다. 하지만 TL072를 가지고 계신다면 072를 오히려 더욱 추천합니다. 발열이 좀 적은 편입니다. 한편 고가의 OPA 시리즈들은 열이 훨씬 많이 납니다.
사진상의 3극 터미날 단자는 입출력 겸용으로 사용하고 있습니다.
다음 사진은 방열판도 달고, DC 어댑터잭도 추가하여 좀더 편하게 사용하게 수정한 것입니다.
정말 초초초강추입니다.
그런데 이 회로 자체에서도 전류를 소모하므로 휴대용에 넣기엔 조금 부담됩니다.
9V 배터리로 양전원 만들때는 약 10mA 소용될 것입니다.
24V로 +12,0,-12V 양전원 만들때는 약 20mA 소용되더군요. (그러나 이 전류 소모량은 사용하는 OP앰프에 따라 크게 차이가 나니까 절대적이지 않습니다.)
게다가 지나칠 수 없는 부수적인 장점으로, 1회로용 스위치를 사용할 수 있다는 점입니다. 그러므로 배선이 간단해 지고, 스위치 볼륨을 사용하여 더욱 간단하게 앰프를 만들 수 있습니다.
한편, OP앰프대신 BUF634를 사용하면 더욱 좋을 것으로 생각하는데, 실제로 BUF634를 이용한 가상접지회로는 자작인들이 상당히 많이 사용합니다. BUF634의 Data Sheet에서 Application Note로 소개되어 있구요. (BUF634는 두이전자에서 10,000원 팔지요.) 그 BUF634와 제가 소개하는 이 가상접지 회로를 잘 살펴보면 상당히 유사점이 있다는 것을 발견할 수 있습니다. 즉, 어쩌면 변환소켓만 이용하면 이 가상접지 회로에 BUF634를 꽂아서도 작동할 수 있겠다는 것이죠.
그래서 만들어 보았고 결과는 성공입니다.
BUF634는 놀랍게도 열이 아주 조금밖에 나지 않아 방열판 없이도 따뜻한 정도였습니다. 게다가 소비전류가 1.5mA 이므로 휴대용으로 사용해도 전혀 부담되지 않습니다.
약간 설명 드리면,
제가 소개한 [Single to Dual 변환기판]과 제작법은 근본적으로 유사한데,
기판이 필요한 것이 아니고 그냥 8핀 DIP 소켓의 다리 몇개를 제거하거나,
편법으로 연결시켜 놓은 것일 뿐입니다.
즉, 가상접지 회로의 DIP 소켓에 이 변환 DIP 소켓을 꽂고 그 위에 다시 BUF634를 꽂는 것입니다.
단 까다로운 점이, BUF634는 7번핀이 +V가 되는군요.
그러므로 변환소켓에서 7번핀 자체의 다리는 떼어낸 것 같이 보이지만,
8번핀으로 연결시켜서 유도해야 합니다.
저는 떼어낸 핀을 이용해서 Bridge 형태로 걸어 놓았지만 하여간 재주껏 하셔야 할 겁니다.
지금 이 변환소켓을 찍어놓은 사진이 없어서 자세히 소개는 못하겠으나 좀 연구하시고 살펴보시면 누구나 아실 수 있는 문제입니다.
그럼,
보다 즐겁고 안전한 자작되시길...
ps-1)
이렇게 이 가상접지 장치를 만들어 놓고서는 바보같이 LED를 한쪽 전원쪽으로만 연결하는 우를 범하지 않으시길 노파심에 말씀드립니다. 즉, +V 전원과 접지단 사이에 LED를 달아 놓는 행위와 같은 것을 우려하는 것입니다. +V와 -V 전원으로 연결해야 합니다.
ps-2)
★다시한번 강조합니다.★
이 가상접지회로에 사용하는 DC 정전압 어댑터는 결코 전원단의 접지에 연결해서는 안됩니다.
무슨말이지 이해가 안 가시면, 최소한 안전을 위해서라도 접지가 없는 AC 콘센트에 꽂아서 쓰셔야 합니다.
ps-3)
아래는 BUF634의 Converter Socket 실물 사진입니다.
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** 추가: 본 변환기보다 좀더 개선된 ver.2.0이 2002.7.20에 새로 게시되었으니, 아래 본문을 읽으신 후 ver.2.0의 회로로 제작하시길 추천합니다.
이글은 불과 1천원 근처의 재료비로 단전원을 안정적이고 파워풀한 양전원으로 변환시키는 방법을 소개합니다. (이것은 제가 발견한 것은 아니고 Headwize에서 알게된 Tekir라는 친구와 E-mail 과정에서 알게된 것입니다.)
물론 이 회로와 거의 유사한, BUF634를 이용한 가상접지 회로가 이 방법보다는 널리 알려져 있고, 우수할 것이라고 생각합니다. (BUF634의 가상접지 회로도는 BUF634 Datasheeat안에 있지요.)
아시겠지만 저는 항상 [헝그리 정신]을 좋아하는 사람이고, 국내에서 BUF634는 단 한군데에서 10000을 주고 구입할 수 밖에 없는 상황이라 가격면 구입 용이성 등을 고려하여 저는 이 회로를 무척이나 좋아합니다.
또한 널리 알려진 것으로 TLE2426을 이용한 가상접지회로도 있습니다. 이 방법은 전력을 거의 소모하지 않고, 가장 간단한 방법으로 구현된다는 잇점이 있습니다. 만약 포터블 용으로 가상접지를 구현하신다면 가장 현명한 선택이라고 봅니다. 이 또한 꽤 많은 전류를 소화할 수 있으므로 대부분의 OP앰프 기반의 헤드폰 앰프에는 충분하다고 생각합니다. 단점이라면, 국내에서 구입이 어렵다는 것과 MOSFET 기반의 앰프에는 출력이 부족하여 적용이 곤란하다는 점 입니다. 한편, 이 TLE2426을 이용한 가상접지 방법은 이복열님 자작방에 자세히 설명되어 있습니다.
각설하고,
제가 소개하는 OP앰프를 이용한 이 변환기에 대한 제 개인적인 생각은,
이 제작법은 제가 지금까지 소개한 어떠한 헤드폰 앰프의 제작법 보다도 가치가 있다고 생각합니다.
즉 이것은 실로 대박 정보이며 제가 가진 어떠한 자료보다도 아끼고 있습니다.
정말 가장 유익하다고 생각하는 정보이지만, 몇가지 몹시 우려되는 점이 있어서, 메일로 연락을 계속하시던 분들이나 직접적으로 문의를 주셨던 분들께만 소개했었습니다.
하지만 여러가지 우려에도 불구하고 http://www.has.pe.kr 오픈 및 월드컵 기념으로 소개합니다.
★★★ 경고 ★★★
=================
가장 큰 우려중의 하나는 제가 전에 소개한 [가상접지의 문제점]입니다.
필히 이 [가상접지의 문제점]글을 먼저 읽어 보시고 100% 이해하시지 않는다면 정말 심각한 문제가 생길 수 있습니다.
그렇지 않는 경우 파손이나 화재 등의 재앙(?)이 발생할 확률이 적지 않습니다.
한편, 이러한 방식을 적용한 앰프를 아무것도 모르는 사람에게 주거나하여,
가상접지의 문제점을 모르고 사용하는 경우도 발생할 수 있습니다.
그러므로 이것을 사용시에는 절대적으로 조심하시고 그로 발생하는 책임은 당사자 몫임을 밝힙니다.
저는 현재 거의 이놈을 이용하여 대부분의 양전원을 해결하고 있습니다.
SDS, Tori, 양전원용 Szekeres, Meier앰프 등을 이 놈으로 사용 중입니다.
물론 CMOY나 휴대용 Meier, CHA47 등에도 이놈을 이용하면 좋지요.
제 SDS, Tori, 또는 휴대용-->거치형 변환장치 사진을 보시면 DC 어댑터 잭이 있는 곳에 이 변환장치가 있음을 알 수 있습니다.
이글의 소개로 어쩌면 24V 정전압 어댑터가 불티(?)나게 팔릴지 모르겠습니다.
자 시작합니다.
원래의 회로 출처
=================
http://sound.westhost.com/project43.htm 에서 Figure.2
http://sound.westhost.com (또는 http://www.sound.au.com)은 정말로 놀라운 곳입니다. 많이들 알고 계시겠지만요.
아무거나 싸구려 듀얼형 OP앰프를 이용한 Virtual Ground 방법입니다.
제가 해본 결과 Perfect 그 자체입니다.
좌우 출력전류의 불균형이 30mA 정도까지는 전압이 균형을 유지한다고 합니다.
저는 실제 출력 410mA까지 해 보았습니다만 좌우 전류편차가 크지만 않는다면 그 이상도 가능할 것입니다.
LM6171 네알의 거치형 코다가 A급 동작에서도 50mA밖에 안 사용하니 대부분의 경우 충분합니다. 저는 그 보다 더 오버하여 190mA인 SDS나 260mA인 Tori에서 현재 아무 문제나 느낄 수 있는 음질 저하없이 듣고 있으니까요. 물론 이 경우 전해 콘덴서를 좀 큰놈으로 썼지요.(SDS=4700uF이상, Tori=2200uF이상 추천)
실체배선도
==========
왼쪽은 듀얼 OP앰프를 이용한(제가 사용하는) 방법이고,
오른쪽의 배선도는 원래 회로를 직접 응용하여 Quad 형으로 만들더 더욱 개량한 것입니다. (단 이것으로 만들어 보진 않았음.)
이제 헤드폰앰프 용도라면 양전원 공급장치의 제작 자체의 필요성이 거의 없어졌습니다.
그냥 정전압 어댑터로 완벽히 해결될 테니까요.
회로에서 10옴저항 대신 10~100옴 사이정도면 어떤 것이라도 상관없다고 되어 있는데, 단 사용하는 두개의 저항값 차이가 가능하면 적은 것을 사용하시기 바랍니다.
출력쪽의 전해콘덴서는 사용하는 목적(즉, 사용전류량)에 따라서 그 용량을 가감하시는 것이 좋습니다. 저는 470uF으로도 한참 썼지만 OP앰프로만 구성된 헤드폰앰프에선 1000uF이면 충분하다고 생각합니다.
OP앰프는 정말로 아무거나 끼워도 되지만,
입력전압이 높거나 출력전류가 많을 경우 OP앰프에서 발열이 나므로,
그래도 가능하면 온도가 좀 낮는 OP앰프로 골라서 쓰세요.
한편, 출력전류 보다는 입력전압이 높을수록 발열에 관계합니다. 12V의 정전압으로 +/-6V로 양분되는 양전원용 Szekeres에는 400mA나 흐르지만 OP앰프는 방열판 없이도 그냥 따뜻한 수준이었습니다.
24V 정전압 입력 정도가 되면 좀 애매할 정도로 열이 나는데(뜨끈뜨끈) 이 정도 전압에서는 저처럼 방열판을 만들어 붙여 놓는 것이 안심입니다. 이 이하의 전압 입력에서 방열판은 필요없을 것 같고요.
저는 두께 0.3mm 인 구리판을 잘라서 방열판을 만들었는데 이런 구리판은 쉽게 구할 수 없을 것이므로,
알루미늄 호일을 잘라서 사용하시는 방법도 있겠습니다.
실제 변환기
===========
배때기
======
저는 전해 1000uF 대신 470uF 사용했고, 10옴도 없어서 28옴으로 되어 있습니다.
물론 사용하는 모든 저항은 1/4W 급으로 했고요.
OP앰프는 많이 가지고 있으면서 쓰지 않고 있던 4558 또는 150원짜리 358을 썼습니다. 하지만 TL072를 가지고 계신다면 072를 오히려 더욱 추천합니다. 발열이 좀 적은 편입니다. 한편 고가의 OPA 시리즈들은 열이 훨씬 많이 납니다.
사진상의 3극 터미날 단자는 입출력 겸용으로 사용하고 있습니다.
다음 사진은 방열판도 달고, DC 어댑터잭도 추가하여 좀더 편하게 사용하게 수정한 것입니다.
정말 초초초강추입니다.
그런데 이 회로 자체에서도 전류를 소모하므로 휴대용에 넣기엔 조금 부담됩니다.
9V 배터리로 양전원 만들때는 약 10mA 소용될 것입니다.
24V로 +12,0,-12V 양전원 만들때는 약 20mA 소용되더군요. (그러나 이 전류 소모량은 사용하는 OP앰프에 따라 크게 차이가 나니까 절대적이지 않습니다.)
게다가 지나칠 수 없는 부수적인 장점으로, 1회로용 스위치를 사용할 수 있다는 점입니다. 그러므로 배선이 간단해 지고, 스위치 볼륨을 사용하여 더욱 간단하게 앰프를 만들 수 있습니다.
한편, OP앰프대신 BUF634를 사용하면 더욱 좋을 것으로 생각하는데, 실제로 BUF634를 이용한 가상접지회로는 자작인들이 상당히 많이 사용합니다. BUF634의 Data Sheet에서 Application Note로 소개되어 있구요. (BUF634는 두이전자에서 10,000원 팔지요.) 그 BUF634와 제가 소개하는 이 가상접지 회로를 잘 살펴보면 상당히 유사점이 있다는 것을 발견할 수 있습니다. 즉, 어쩌면 변환소켓만 이용하면 이 가상접지 회로에 BUF634를 꽂아서도 작동할 수 있겠다는 것이죠.
그래서 만들어 보았고 결과는 성공입니다.
BUF634는 놀랍게도 열이 아주 조금밖에 나지 않아 방열판 없이도 따뜻한 정도였습니다. 게다가 소비전류가 1.5mA 이므로 휴대용으로 사용해도 전혀 부담되지 않습니다.
약간 설명 드리면,
제가 소개한 [Single to Dual 변환기판]과 제작법은 근본적으로 유사한데,
기판이 필요한 것이 아니고 그냥 8핀 DIP 소켓의 다리 몇개를 제거하거나,
편법으로 연결시켜 놓은 것일 뿐입니다.
즉, 가상접지 회로의 DIP 소켓에 이 변환 DIP 소켓을 꽂고 그 위에 다시 BUF634를 꽂는 것입니다.
단 까다로운 점이, BUF634는 7번핀이 +V가 되는군요.
그러므로 변환소켓에서 7번핀 자체의 다리는 떼어낸 것 같이 보이지만,
8번핀으로 연결시켜서 유도해야 합니다.
저는 떼어낸 핀을 이용해서 Bridge 형태로 걸어 놓았지만 하여간 재주껏 하셔야 할 겁니다.
지금 이 변환소켓을 찍어놓은 사진이 없어서 자세히 소개는 못하겠으나 좀 연구하시고 살펴보시면 누구나 아실 수 있는 문제입니다.
그럼,
보다 즐겁고 안전한 자작되시길...
ps-1)
이렇게 이 가상접지 장치를 만들어 놓고서는 바보같이 LED를 한쪽 전원쪽으로만 연결하는 우를 범하지 않으시길 노파심에 말씀드립니다. 즉, +V 전원과 접지단 사이에 LED를 달아 놓는 행위와 같은 것을 우려하는 것입니다. +V와 -V 전원으로 연결해야 합니다.
ps-2)
★다시한번 강조합니다.★
이 가상접지회로에 사용하는 DC 정전압 어댑터는 결코 전원단의 접지에 연결해서는 안됩니다.
무슨말이지 이해가 안 가시면, 최소한 안전을 위해서라도 접지가 없는 AC 콘센트에 꽂아서 쓰셔야 합니다.
ps-3)
아래는 BUF634의 Converter Socket 실물 사진입니다.
