[실체배선도] Jung의 Buffer 흉내내기... - 신정섭

Walt Jung의 High Performance Buffer를 예전부터 만들고 싶다가,
현준님의 멋진 DJ 앰프를 보고서 더욱 마음에 불을 당기게 되었는데 솔직히 DJ 앰프를 보고서는 오히려 용기를 잃었습니다. 제대로 만들려면 굉장한 노력이 드는 녀석인 것 같습니다.
게다가 이미 만들어 놓은 제 하스만세v2.0의 공간엔 여유가 없어서 정상적으로는 구성할 수가 없습니다.

한편 Walt Jung의 회로와 LH0002, OPA633, BUF634, EL2001, LT1010 등 내놓아라하는 버퍼 IC의 Datasheet에서 Simplifed Schematic Diagram을 보니 모두가 기본적으로 Diamond Circuit의 형태이고 단지 바이어싱 방법이나 보호회로 등으로 좀더 정교하게 만들어 놓은 것이라고 판단 되었습니다. 하스만세v2.0의 글에서도 소개드린 것처럼 버퍼회로로 정말로 이 Diamond 회로가 우수하여 많이 사용하고 있는 것 같습니다.
그래서 얼마전 만들었던 하스만세v2.0에서의 기본 Diamond Circuit 자체도 이미 괜찮은 놈이겠지만 Jung의 Buffer를 흉내내서 손을 보면 큰 어려움 없이 특징을 살릴 수 있으리라 생각했습니다.

그래서 살펴보니까 결국 Walt Jung의 High Performance Buffer와 기본 Diamond Circuit의 가장 큰 차이점은 다음과 같습니다. 무식한 제가 판단한 정도이므로 오류 및 누락이 있으면 지적 부탁드립니다. 사실 전공자 및 잘 아시는 분들도 이곳 하스를 많이 방문하시고 이 글도 보실텐데 너무들 조용하셔서... 이젠 뭣도 모르는 제가 설치기도 좀 거시기하거든요

- 기본 Diamond Circuit: 거의 B급 동작(Idle Current 1mA 내외), 저항으로 Current Source 구현
- Jung's Buffer: Idle Current 13mA정도로 AB급 동작, LED와 TR을 이용하여 CCS 구현, 각종 보호장치 추가

일단 가장 회로를 복잡하게 만드는 부분은 보호장치부분과 CCS 입니다.
제 판단에 저항만으로도 충분한 Current Source가 된다고 생각되었고,
보호회로는 음질과 관계가 적은 Option 사항이었으므로 일단 생략하였습니다.
그러면 결국은 Class AB급 동작을 위한 변경만이 필요하게 되는데 기본 Diamond Circuit에서 채널마다 저항 두알씩만 추가하면 되는 것이었습니다.

즉 아래와 같이 10옴 저항 두개를 추가하면 됩니다.
(단, 아래 회로도는 제 하스만세v2.0에서 버퍼모듈로 넣기 위한 간단화된 회로입니다.)




이것을 하스만세v2.0용 버퍼모듈 실체배선도로 그리면 다음과 같습니다.
즉, 예전에 만든 모듈에 그냥 저항만 추가하면 쉽게 개조가 되고 제가 그리 했습니다.
한편 실제로 제작도 하였으나 지금 가까이에 디카가 없고 과거 Diamond 모듈에서 개조한 것이라 외형적 차이가 거의 없으므로 따로 사진 소개는 생략합니다.




Class-A 동작 원리 (회로도 참조)
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- 만약 +/-12V 전원을 인가하면 2.2K 저항을 통해서 (12-0.6)/2200=0.0052A, 즉 5.2mA의 Idle Current가 흐릅니다.(TR의 베이스와 에미터 사이의 전압은 항상 0.6V) 즉 입력단의 10옴 저항 및 TR들(Q3,Q4)에도 이 전류량이 흐릅니다.

- 한편 원리적으로 출력단의 5옴 저항을 통해서 흐르는 전류는 입력단의 10옴 저항을 통해서 흐르는 전류의 2배가 되어야 합니다. 즉 위 회로도 그대로 구성하고 이상적인 경우에 출력단의 5옴 저항 및 TR(Q1,Q2)들에는 10.4mA가 Idle Current로 흐르게 되지요. 이 10옴 저항을 늘리면 출력단의 전류량도 비례적으로 늘어나고요.

- 그러나 실제로는 정확히 이 전류량이 흐르지는 않고 약간의 편차가 있습니다. 저는 10옴 저항대신 15옴을 쓰고, 5옴 저항대신 4.7옴 저항을 썼는데 출력단의 Idle Current가 16.2mA로 측정되었습니다.(공식상으로는 16.5mA가 흘러야 하지만요...) 이것은 작동후 1시간정도 후의 측정값이고 최초 On시엔 14.xmA 정도의 값이 측정되더군요. 이 정도로 Idle Current를 설정하면 출력단 TR들(Q1,Q2)은 약단 따끈한 정도가 되고, 제 포타프로로 듣는데 대부분의 볼륨 영역에서 Class-A로 동작할 것 같았습니다.

- 뭐 다들 아시겠지만, 출력단에서 Idle Current를 측정하는 방법은 5옴 저항 양단의 전압차를 측정하여 이로부터 전류를 오옴의 법칙에서 구하는 것이지요.

- 이 디스크리트 구성의 Buffer는 반드시 OP-Amp의 Loop안에 두어야 출력에서 DC 성분이 없어집니다. 즉 증폭단(입력단)의 OP앰프에서 Global Loop로 이 버퍼를 포함하여 구성하여야 합니다.

- 참고로 이 회로도 및 설명들은 입력전원 +/-12V 기준입니다. 입력전압이 바뀌면 그에 따라 2.2K 저항만 변경해 주시면 됩니다.

하여간 저는 이렇게 기본 Diamond Circuit을 개조하여 Jung의 버퍼를 흉내내었습니다.
잘은 모르지만 기본 성능은 충분히 우수하다고 생각됩니다.
Jung의 버퍼를 제대로 구성할 여력과 용기가 없으니 일단 이 정도로 만족하고 쓰려고 합니다.

OP앰프나 작은 Buffer IC로 헤드폰을 직접 구동하는 것과 이런 디스크리트 구성의 버퍼와의 가장 큰 차이점은 출력량에 있습니다. 물론 헤드폰 사용시 수십 mA로도 충분하긴 하겠지만, 하여간 이런 구성으로는 수백 mA도 쉽게 낼 수 있으니까요...

결과적으로 기분이 좋습니다. 그래서 소리도 좋구요.

그럼.
즐음, 즐자작, 하스 만세~


*** References ***

- Diamond 버퍼 http://www.ehtec.com/part/circuit/op.php?s=226

- 현준님 DJ앰프 자작기 http://www.has.pe.kr/bbs/bbs.htm?dbname=B0015&mode=read&premode=list&backdepth=1&seq=102&PHPSESSID=7515c7f95f2643c76cc097169bd0740d
- 하스만세v2.0 자작기 http://www.has.pe.kr/bbs/bbs.htm?dbname=B0003&mode=read&premode=list&page=1&ftype=&fval=&backdepth=&seq=98&num=88