[소개] 또다른 Multi-Hybrid Headphone Amp.

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[소개] 또다른 Multi-Hybrid Headphone Amp. - 신정섭

이 앰프는 앞서 소개한 제 앰프에서 증폭단이 변형된 것으로,
기본적으로는 Headwize에서 fa-schmidt씨가 제안했던 회로입니다.

배터리와 CCS 부분을 빼고 Grounded Cathode 구성으로 한 것인데, 부품수나 제작상의 차이는 별반 나지 않고, 입력 커플링 콘덴서가 꼭 필요하다는 점이 있으나 이 또한 자료면에서 좋은 회로이고 한번 만들어 보았기에 소개합니다.

아. JFET를 사용하지 않으니 Idss를 측정할 필요가 없다는 것은 제작상 많이 편해지는 부분입니다.
또한 820옴이었던 Cathode 저항이 필요없어 져서, 공급전압에 따라 달리 정해야 했던(그 용량도 데이터 시트 보면서 어렵게 짐작했던...) 불편이 없어지는 것도 큰 장점입니다.

저는 원래의 22K 고정 저항 대신 22K Trimmer를 사용하여 원하는 작동 조건으로 조정할 수 있도록 했습니다. (나중에 보니 이것은 선택이 아니라 필수라고 생각합니다.)
위의 저가형 싱글턴 Trimmer로도 조절성은 아주 좋습니다.

그리고 이번엔 LM317에서 8.3옴을 만들기 위해 10옴과 47옴을 병렬연결하여 8.25옴이 되도록 하였습니다.

기판은 전과 거의 같은 배치에, 크기 역시 60x70 mm로 같습니다.

다음은 제가 가지고 있는 몇개의 진공관으로 위 앰프에 꽂아 실측한 결과입니다.



비교를 위해 Anode Voltage을 17.0 VDC가 되도록 Trimmer로 조정하였씁니다.
위 표에서 Gain은 최종 출력단이 아닌 진공관의 증폭단(즉 Anode에서 ACV 측정)에서 측정한 것입니다.
실제로 MOSFET 출력쪽에서는 이 Gain에 비해 약 10% 감소한 값이 측정되며,
120옴 저항+32옴 헤드폰을 연결 후 헤드폰 단자에서 측정하면 증폭단에서 Gain의 약 1/5이 됩니다.

보시다시피 진공관마다, 채널마다 특성이 많이 다릅니다.
특히, 위 진공관들 중 Sovtek은 grid 전압이 너무 안나와 이 회로에선 Worst case가 아닐까 합니다.
Phillips 것이 좌우 편차는 컷으나 입력 전압의 Swing 허용 정도나 낮은 게인으로 봐서 적당한 것 같습니다.
물론 파형 관찰도 못했고, 음질적인 면에서도 잘 모릅니다.
또한 같은 Brand라도 다 특성이 제각각 일 것이니 절대로 이 데이터로 진공관의 구입 기준을 삼으면 안 될 것입니다.
특히 이와 같이 특정한 회로와 작동 조건에 한정된 결과입니다.

실제 앰프 사용에선 각 채널에서 게인이 같아지도록 Trimmer로 조정이 필요합니다.

Gain 값은 Trimmer에서 조정된 저항값이 클수록, 즉 Anode 전압이 작을수록 증가합니다.
만약 이 회로에서 22K Trimmer 부분을 JFET+Trimmer의 CCS로 대치해도 잘 동작할 것인데 Gain은 지금보다 좀 증가할 것 같습니다.
물론 이 회로에서도 배터리를 Trimmer와 Anode 사이에 넣어서 승압해도 좋고요...

한편, 위 사진과 같이 제작시 순수 부품 비용은 진공관 빼고 약 5000원 입니다.^^


*** 추가 (2005.1.12) ***
위 회로에 기반을 두고 Pencil관인 Phillips 군용(JAN) 6111WA관으로 만들어 본 것입니다.



여기서는 Trimmer를 47K 옴짜리로 사용했습니다.
그런데 좀 아슬아슬 하군요. 다시 만든다면 훨씬 큰 용량으로 사용할 것입니다. (최소 100K 정도 사용 요망)

다음은 Trimmer로 Anode 전압이 18VDC가 되도록 조정한 후에 실측한 결과입니다.
6922관과는 약간 다른 특성이 있음을 알 수 있습니다.



6111WA은 http://www.primeaudio.co.kr 에서 냉동처리하지 않은 신품관(NOS)을 개당 1만원(+배송비 3000원)에 구입해서 사용한 것입니다.
통상 사용에서 수명이 무려 10만시간이라죠?
연속으로 11.4년입니다. @.@

6111WA의 데이터시트는 그리 흔하지 않은데,
http://tdsl.duncanamps.com/show.php?des=6111 에서 참고하시면 됩니다.
한편, 6111과 6111WA와의 스펙상 차이는 없는 것 같고, WA는 Mil. Spec.(즉, 군용 규격 만족)임을 나타내는 것 이라고 합니다.
원래 6111는 미사일 유도시스템에 사용을 목적으로 개발된 것이라 내구성이 극히 보장되는 관인 것 같습니다.

이것은 0.5 mm 정도 굵기의 길다란 리드선 8개가 그냥 나와 있어서 별도의 진공관 소켓은 없습니다. 그래서 일반 IC 소켓에 꽂은 것입니다. 어차피 설치하려면 리드선을 잘라야 하지만, 멀쩡한 다리들을 잘라내니 마음이 아프더군요.


*** 추가 (2005.1.17) ***
이 Grounded-Cathode 하이브리드 앰프에 대한 PCB Layout을 소개합니다.

좀더 일반화해서 그린 회로도는 다음과 같습니다.



6922 진공관을 쓸 때의 부품 배치입니다.
6111WA 진공관 사용시도 거의 같으니 중복하여 올리지 않겠습니다.



다음은 실제 에칭에 사용할 수 있을 정도 해상도의 Artwork Image 입니다.

6922용 --> http://www.has.pe.kr/ftp/sijosae/MHHA-GC-6922.gif
6111WA용 --> http://www.has.pe.kr/ftp/sijosae/MHHA-GC-6111WA.gif

*** 추가 (2005.10.19) ***
배터리를 삽입하는 위치를 변경한 회로도를 소개합니다.
이렇게 구성하면 원래의 취지와 동일하면서도 배터리를 채널마다 별도로 설치할 필요없이 양 채널에서 공용이 가능하게 됩니다.
9V 배터리 2개정도를 사용해서 18V를 확보하시면 좋은 결과가 있을 것 같습니다.



*** 추가 (2005.12.24) ***


RMAA 5.5 로 위 앰프(SOVTEK 6922관 사용)의 왜율을 측정해 보았습니다.
한편, 보시다시피 사용한 사운드 카드 자체가 썩 좋은 것은 아니나 위의 THD 결과에 영향을 많이 줄 정도는 아닌 것 같습니다.

물론 사용하는 관마다 다소 차이가 있겠지만 이 정도라면 아주 만족스럽습니다.
실제 Headwize Library에 발표된 진공관 헤드폰 앰프의 왜율특성이 위의 값보다 특별히 좋지도 않습니다.