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2011.06.06 13:37

초보자용 앰프 제안

조회 수 1362 추천 수 0 댓글 11
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기존의 CMOY나 A47은 Bipolar Input Op-Amp 사용시 주의를 기울여야 하고, Meier의 경우는 초보자가 바로 만들기에는 어려운 점이 있어 한번 생각해보았습니다.



TL072로 입력을 받고 이를 NJM4556를 통해 출력하는 형태입니다. 이렇게 하면 딱히 DC offset 걱정할 필요도 없고 NJM4556 덕택에 출력 특성도 양호하리라 생각합니다.
증폭률 조정은 R3를 변화하는 형태로 해주면 되고요.

물론 좀 더 나은 형태는 TL072CP의 피드백 루프 안에 버퍼를 집어넣어주는 거겠지만 그러면 몇가지 단점이 있습니다.


1) 일단 버퍼 IC 가격은 비싸기도 할 뿐더러 국내에서 구하기도 용이하지 않고

2) 그렇다고 Discrete Buffer 를 만들자니 부피가 커지죠.

3) 사실 애초에 버퍼를 사용하게 되면 채널당 하나씩 달아줘야 하기 때문에 부피가 좀 커질 수 밖에 없습니다.

4) 이를 해결해주려면 매우 속도가 빠르고 출력 특성이 좋은 Dual Op-Amp를 피드백 루프 안에 쓰는 거지만 대개 이런 Op-Amp는 다루기가 까다로운 편이라 주변 회로 설계가 좀 번거로운 면이 있습니다.
참고로 Slew Rate가 작은, 즉 속도가 느린 Op-Amp는 다른 Op-Amp의 피드백 루프 안에서 버퍼로 쓰지 못합니다. 그러면 회로가 불안정해집니다. (신정섭님의 하스만세에서 이 문제가 지적된 적이 있었죠.)


그래서 비교적 구하기 용이하면서도 저렴하고 출력 특성이 좋은 NJM4556을 피드백 루프 밖에 Voltage Follower로 넣기로 했습니다.
그리고 사실 그게 이 앰프 제안의 목적이기도 합니다. (...) NwAvGuy의 CMOY 리뷰(링크)에서 NJM4556이 정말 뛰어난 성능을 보여준데 놀랐거든요.

물론 NJM4556을 구하기는 '비교적' 용이하다는 것이지 인터넷 상으론 구하기가 그리 좋지 못한데, 종로만 갈 수 있다면 그렇게까지 어렵진 않은듯 합니다. 아니면 언제 한번 공제라도 추진해본다면 손쉽게 다량 구매할 수 있겠죠.
일단 종로 광도상가 쪽의 '정호무역'이란 곳에 가면 구할 수 있는 걸로 압니다.

뭣하면 구하기 용이한 NJM5532나 NE5532로 대체해도 되긴 합니다만... NJM4556이 좀.. 좋습니다. (...)


전원부는 제작하시는 분 재량이겠습니다만 확실히 부피 대비 전압 확보가 용이한 건전지 양전원이 나을듯 합니다.



그렇게 해서 레이아웃을 짜니 알토이즈에 간신히 들어갈 정도가 되는군요.



사실 알토이즈에 안 들어갈지도 모릅니다. ^^;; (무책임...)

언제 한번 만들어보고 가이드 형태로 글 써서 일반 정보 게시판에 올려보겠습니다.


덧. 간단히 에칭용 이미지도 만들었습니다. 필요하신 분은 말씀하세요 ㅎㅎ

덧2. 이복열님의 '버퍼단 CMOY'와 회로 생겨먹은 게 비슷하지요.

http://www.has.pe.kr/bbs/zboard.php?id=diy_zerosoft&no=21


  • ?
    김병진 2011.06.06 13:43
    4556 opamp출력이 헤드폰 구동할 전류가 나오는건가요?
    질문 1. 얼마나 가능한건지..(뭘보면 알 수 있는거에요?)
    출력전류가 얼마정도면 어느정도의 임피던스 헤드폰이 가능한건지...
    회로는 엄청 간단하네요^^

    질문 2. 마지막에 피드백저항은 뭐에 쓰는거에요? 버퍼라면 그냥 피드백인걸로 알고있는데.. 저항이 달리면 출력전압분배가 되는데...
  • ?
    최다형 2011.06.06 14:15
    2번은 본문에 있듯 Voltage follower 인듯합니다.

    마이어처럼 R7을 바꿔서 이어폰/헤드폰 임피던스에

    따라 조절하는듯 합니다.
  • ?
    박용민 2011.06.06 14:20
    1. Output Current를 보면 되죠. (Short Circuit Current라도 보면 답이 나옵니다.) 다만 공급전압에 따라서도 출력전류 특성이 달라져서 그건 실제로 만들어봐야 압니다. 데이터시트에 나온 건 특정 공급전압 하의 대략적인 값이죠.
    여하튼 대충 32옴에 0.1W를 주는데 56mA 정도가 필요한데, 실제로는 그 정도 출력으로 들을 일은 없으므로 한 최대 30mA ~ 50mA 정도만 출력할 수 있으면 충분할 겁니다만 사실 부하가 몇옴이냐에 따라 여러 출력특성이 변화하므로 단언할 수는 없습니다. 다만 SPICE 시뮬레이션이나 오실로스코프로 1Khz 사인파를 주었을 때, 대개는 최대 Typical 출력 전류 즈음에서 클리핑이 생기지요.

    사실 32옴을 100dB SPL 정도의 음압으로 듣는데는 고작 10mA 밖에 안 필요합니다. 이 정도도 실은 매우 큰 음량이지요.

    고임피던스 헤드폰의 경우엔 전류는 얼마 안 필요하고 출력 전압에서 대부분의 출력 Power가 결정됩니다. 이 때는 공급전압과 Op-Amp의 Rail-to-Rail 특성에 달렸지요.

    2. 출력단 피드백 저항은 비반전/반전 입력의 임피던스 맞추려고 넣어줬습니다. 저렇게 해도 여전히 Voltage Follower지요.
  • ?
    박용민 2011.06.06 14:21
    R7은 출력 저항입니다. 혹시나 있을지 모를 용량성 부하 때문에 넣어주는 게 낫습니다. 피드백 루프 밖에 놔도 상관은 없는데, 안 쪽에 넣는 편이 출력 확보하기엔 좀 더 용이합니다.
  • ?
    김병진 2011.06.06 16:08
    그럼 600옴짜리 같은 고 임피던스의 제품을 드라이빙하기위해서 전류보다는 전압이 중요하다는 말씀이신가요?
    OP-AMP 자체 출력이 100mV 라면 헤드폰앰프를 구동하기에 충분하다는 말씀이죠?

    그럼 OPAMP로 그냥 출력해도 되는데, 왜 출력단에 디스크리트로 출력부를 설계하는거에요?
  • ?
    박용민 2011.06.06 16:15
    김병진님 // 사실 출력 특성이 그렇게까지 좋은 Op-Amp가 별로 없습니다. TPA6120 같은 Current Feedback Op-Amp 들이 출력이 좋기야 한데, Voltage Feedback Op-Amp 쓰듯이 쓰진 못합니다.
    그래서 버퍼를 쓰게 되는데, 출력 용량(capability) 뿐 아니라 예상할 수 있는 몇가지 이로운 사이드 이펙트가 좀 있습니다.
  • ?
    김병진 2011.06.06 16:41
    박용민님// 회로에 대해서 잘 몰라서... 맨날 물어보네요 흑..
    http://www.sellarz.co.kr/shopping/shopping-detail.php?pi=1686 여기서 파는 제품이 앰프만 바꿔서 600옴까지 사용가능하다고 제품을 팔아서..
    그럼 출력단에 버퍼를 설계하는것이 효율적이다는 말씀?
  • ?
    박용민 2011.06.06 16:52
    김병진님 // 출력단에 버퍼를 설계하는 게 효율적인지는 '그 때 그 때' 다르니 뭐라 말씀드리기 뭣하겠고, 셀라즈에서 파는 해당 제품은 Voltage Feedback Op-Amp로 전압을 증폭하고 Current Feed Back Op-Amp인 LT1207를 버퍼로 사용하여 출력하고 있습니다. 제가 글에서 4)에 설명한 방법이죠.
    그리고 전원도 양전원 15V이니, 증폭률만 적당하다면(한 5이상) 600옴까지 충분히 가능합니다.
  • ?
    김병진 2011.06.06 17:05
    Voltage Feedback Op-Amp, Current Feed Back Op-Amp 가 어떻게 다른거에요?
    일반적으로 배우고 하던 방식은 voltage feedback op-amp 인것 같은데, 전류피드백 op-amp는 opamp가 전류를 증폭해주는 역할을 하는건가요?
  • ?
    박용민 2011.06.06 17:32
    이상적인 연산증폭기는 Voltage Feedback Op-Amp에 가깝습니다. Current Feedback Op-Amp의 경우 작동 방식이 좀 달라요. 정확한 건 Analog Device에 어플리케이션 노트에 나와 있었는데, 문서번호를 몰라서 찾아드릴 수가 없군요 ㅠ
  • ?
    김병진 2011.06.06 17:45
    괜찮습니다.^^ 저는 그냥 TPA6120을 제대로 꾸미는것만 해야 할듯해요 ㅎ 다른건 회로 이해를 못해서 ^^
    TPA6120 잘 만들고나서 DAC 잘 선정해서 만드는것만 궁리 해야 겠네요 ㅜㅜ

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