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1.

포텐셔미터(볼륨)는 증폭단의 '입력전압'을 조정하는 역할을 합니다.

이상적인 opamp는 입력핀으로 전류가 흐르지 않고, 입력되는 전압만이 중요하므로 음량을 조절하기 위해서는 입력전압을 조절해주면 됩니다. (만약 출력핀에 포텐셔미터를 달아서 볼륨을 조절하게 된다면, 앰프의 구동력을 저하시키거나 헤드폰의 주파수 응답특성을 변형시키게 됩니다.)

따라서 포텐셔미터의 첫번째 핀을 그라운드와 접지시키고, 남은 두 핀에 입력 신호와 앰프의 입력단을 연결시켜 '전압분배기'로 기능하게 하는 거죠.

만약 첫째, 둘째 핀을 쇼트시키고 가변저항처럼 입력 신호와 앰프의 입력단 사이에 직렬로 포텐셔미터를 연결하게 되면, 입력핀으로 전류가 흐르지 않는 opamp의 성질에 의해서 포텐셔미터는 전압강하를 일으키지 못하고, 아무 역할도 하지 못하게 됩니다.

2.

bipolar opamp를 사용하게 되는 경우, 높은 바이어스 전류 때문에 앰프 입력단의 입력 임피던스를 결정하는 저항을 작은 값으로 사용하는 경우를 보게 됩니다. 이 때 물론 피드백 루프에 있는 저항 역시 같은 정도의 값으로 결정하게 되는데요. 이렇게 하면 +입력과 -입력단의 전압을 같게 하려 하지 않아도 단순히 옴의 법칙(V=IR)에 의해서 그 전압 차이가 매우 작게 됩니다. 따라서 바이어스 전류에 의한 DC Offset이 방지되는 효과가 있습니다.

그런데 이때 만약 CMOY와 같이 입력단을 구성하게 되면 한가지 문제가 생깁니다. 바로 포텐셔미터(볼륨)를 달았을 때, 포텐셔미터를 약화하게 되어 볼륨 조절 특성을 나쁘게 한다는 점에 있습니다.

가령 10K 포텐셔미터를 달고, 입력 임피던스를 결정하는 저항으로 5K의 저항을 사용한다고 가정한다면, 이 때 10K의 포텐셔미터는 '전압분배기'로 기능해서 앰프 증폭단과 그라운드 사이에 형성되는 '입력 전압'을 조절하게 되는데, 5K의 저항은 이 전압 분배에 영향을 줄 정도로 작습니다.
(http://en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer#Theory_of_operation 참고. 여기서 R1+R2가 10K, R_L이 5K가 됩니다. 따라서 설명되어 있는대로 V_L을 근사할 수 없게 됩니다.)

물론 이 5K 저항은 포텐셔미터의 커브를 변형시키는 역할 역시 합니다. 만약 이런 상황에서 포텐셔미터를 써야 한다면 A형보다는 B형이 적합할 거라고 생각합니다.

따라서 제 생각엔 이런 방법으로 bipolar opamp의 DC offset을 방지하는 방법보다는 Tangent나 Jan Meier가 설명한 방식이 더 나을 거라고 봅니다.
(바로 앞에 올린 제 글 참고하세요.)
  • ?
    박용민 2011.03.20 15:12
    써놓고 보니 신정섭님의 글과 별 다를 바가 없군요. http://www.headphoneamp.co.kr/bbs/zboard.php?id=diy_sijosae&no=53
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    박용민 2011.03.20 15:16
    http://www.headphoneamp.co.kr/bbs/zboard.php?id=diy_sijosae&page=1&sn1=&no=1 이 역시 좀 더 쉽게 이해되리라 생각합니다.
  • ?
    박용민 2011.03.20 17:18
    http://bit.ly/f5gqQx 계산을 해보니 이렇게 나오네요. 포텐셔미터에서 전압을 딱 절반으로 분배하려 할 때, 실제 전압은 어떻게 되는지를 나타낸 그래프입니다. 가로축은 입력 저항(CMOY에서 100K짜리 저항)의 값을 포텐셔미터의 값으로 나눈 값이고, 세로축은 원하는 전압에 대한 퍼센테이지입니다. x=5이면 95퍼센트 정도까지 들어맞고, x=10이면 97% 정도되는군요. (참고로 이렇게 전압을 절반으로 분배하려할 때, 입력 저항에 의한 오차도 가장 커집니다.) 결과를 좀 자세하게 보고 싶으시면 아래 Window와 Grid Spacing 값을 바꾸시고 Reset을 누르시면 됩니다.

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