제가 나름대로 생각한 가상접지 회로는 이렇습니다.
이 회로를 사용하는 이유는 크게 두가지 입니다.
1. 일반적으로 사용하는 OP AMP는 주로 양전원을 필요로 합니다.
그런데 배터리로 양전원을 구종하려면 배터리가 두개 있어야 하기때문에 번거롭죠 그래서 하나의 배터리로 양전원효과를 내기 위해 사용하죠.
2. 해드폰앰프에서 직류보호회로를 넣기에는 장소가 협소하고 부가전원이 들어가 배터리 한개로만 구동하기에는 역부족이지요 그런데 가상접지로 해놓으면 콘덴서로 전원을 분리하엿기 때문에 직류는 흐르지 않는거죠 일종의 직류차단효과를 볼 수 있는 것입니다. 이 방법은 파워앰프에서도 가끔 샤용하죠 예로는 쿼드가 대표적입니다.
그런데 단전원을 두개의 콘덴서를 직렬로 연결하여 그 중점을 가상 접지로 설정하면 문제가 발생하는데 그것은 콘덴서 용량값이 정확히 같지 않다는것입니다. 각 콘덴서에 걸리는 전압은 콘덴서 용량에 반비례하는데 전해콘데서 같은 경우 용량차가 20%나 됩니다. 그래서 전압이 접지를 중심으로 대칭이 되지 못하죠
신정섭님의 가상접지 회로를 보면 이 오차를 보정해 주는 역활을 하는것이 OP AMP 입니다. 똑 같은 저항으로 전압을 분압시켜 OP AMP를 점압 버퍼로 동작시켜 콘덴서 양단의 전압을 같게 해주는 것이지요
그런데 문제는 OP앰프의 출력임피던스가 거의 0이라고는 하지만 공급전류가 정해져 있지요 통상 20mA 이하인데 전압을 분압하고 있는 콘덴서의 용량이 크다면 이 20m의 전류로는 콘덴서 양단의 전압을 정확히 같게 하기가 어렵다는 것이지요 간단히 예를들면 전해 콘덴서가 2000uF이 두개 직렬로 되어 있다면 그리고 각각10V의 전압이 걸려 있다면 콘덴서에 충전된 전하량은 0.02C의 전하량이 충전되어 있지요 그러므로 20m의 전류로 다 방전시키려면 1초가 걸립니다.물론 다 방전 될일은 없지요 여기서 콘덴서의 오차를 20%로 본다면 0.1초 정도 걸린다는 것이지요 즉 이정도로는 접지점이 흔들릴 수 있다는 것입니다. 그래서 제가 보기엔 op amp를 직렬로 사용하는 것은 의미가 없고 오히려 열 요동으로 인한 접지점의 흔들림만 더할뿐 덕은 없는 것 같습니다.
차라리 두개를 병렬로 하면 더 나을 것 같네요 병열로하면 두 op amp의 편차가 문제가 되는데 이것은 op amp각각의 출력에 1옴정도의 저항을 직렬로 달아주면 간단히 해결 됩니다. 좀더 강력하게 하는방법은 디스크리트 다이아 몬드 버퍼를 사용하는 것도 좋습니다.
다음에 시간나면 회로도를 수정하여 올리겠습니다.
모두 대단한 열과 성의를 가지고 하시는 것을 보니 부럽습니다.
미천한 지식이나마 보탬이 되면 좋겠습니다.
이 회로를 사용하는 이유는 크게 두가지 입니다.
1. 일반적으로 사용하는 OP AMP는 주로 양전원을 필요로 합니다.
그런데 배터리로 양전원을 구종하려면 배터리가 두개 있어야 하기때문에 번거롭죠 그래서 하나의 배터리로 양전원효과를 내기 위해 사용하죠.
2. 해드폰앰프에서 직류보호회로를 넣기에는 장소가 협소하고 부가전원이 들어가 배터리 한개로만 구동하기에는 역부족이지요 그런데 가상접지로 해놓으면 콘덴서로 전원을 분리하엿기 때문에 직류는 흐르지 않는거죠 일종의 직류차단효과를 볼 수 있는 것입니다. 이 방법은 파워앰프에서도 가끔 샤용하죠 예로는 쿼드가 대표적입니다.
그런데 단전원을 두개의 콘덴서를 직렬로 연결하여 그 중점을 가상 접지로 설정하면 문제가 발생하는데 그것은 콘덴서 용량값이 정확히 같지 않다는것입니다. 각 콘덴서에 걸리는 전압은 콘덴서 용량에 반비례하는데 전해콘데서 같은 경우 용량차가 20%나 됩니다. 그래서 전압이 접지를 중심으로 대칭이 되지 못하죠
신정섭님의 가상접지 회로를 보면 이 오차를 보정해 주는 역활을 하는것이 OP AMP 입니다. 똑 같은 저항으로 전압을 분압시켜 OP AMP를 점압 버퍼로 동작시켜 콘덴서 양단의 전압을 같게 해주는 것이지요
그런데 문제는 OP앰프의 출력임피던스가 거의 0이라고는 하지만 공급전류가 정해져 있지요 통상 20mA 이하인데 전압을 분압하고 있는 콘덴서의 용량이 크다면 이 20m의 전류로는 콘덴서 양단의 전압을 정확히 같게 하기가 어렵다는 것이지요 간단히 예를들면 전해 콘덴서가 2000uF이 두개 직렬로 되어 있다면 그리고 각각10V의 전압이 걸려 있다면 콘덴서에 충전된 전하량은 0.02C의 전하량이 충전되어 있지요 그러므로 20m의 전류로 다 방전시키려면 1초가 걸립니다.물론 다 방전 될일은 없지요 여기서 콘덴서의 오차를 20%로 본다면 0.1초 정도 걸린다는 것이지요 즉 이정도로는 접지점이 흔들릴 수 있다는 것입니다. 그래서 제가 보기엔 op amp를 직렬로 사용하는 것은 의미가 없고 오히려 열 요동으로 인한 접지점의 흔들림만 더할뿐 덕은 없는 것 같습니다.
차라리 두개를 병렬로 하면 더 나을 것 같네요 병열로하면 두 op amp의 편차가 문제가 되는데 이것은 op amp각각의 출력에 1옴정도의 저항을 직렬로 달아주면 간단히 해결 됩니다. 좀더 강력하게 하는방법은 디스크리트 다이아 몬드 버퍼를 사용하는 것도 좋습니다.
다음에 시간나면 회로도를 수정하여 올리겠습니다.
모두 대단한 열과 성의를 가지고 하시는 것을 보니 부럽습니다.
미천한 지식이나마 보탬이 되면 좋겠습니다.
혹시 전에 제가 올린 가상접지의 History를 전부 읽어 보셨다면 나와있을 것 같은데, 제가 직렬, 병렬 등 몇가지 구성의 가상접지에 대해 실험한 결과 가장 간단하고 적은 부품으로, 가장 열이나지 않고, 가장 흔들림없이 잡아준 회로가 현재 제가 애용하는 회로입니다.
뭐 개인적인 간단한 실험이었으므로 객관적인 증명이 될 수는 없겠지요.
일단은 전기전자적인 관점에선 직렬구성이 별로 상식적인 것이 아닐 것은 잘 알고 있고, 그래서 아직까지 저와 같이 구성해 본 사람이 없었고, 용주님과 같은 지적도 몇차례 있었던 것이 아닐까 합니다.
한편, 잘 모르면서 아는척하는 것으로 보일 것 같고, 실제로도 아는바가 없어서 그 이유의 설명이 어려움을 저로서도 안타깝게 생각합니다. ㅠ.ㅠ
마침. 용주님께서 다이아몬드 버퍼의 적용에 대해 언급하셔서 반가운 마음에 적습니다.
제가 평소에 TLE2426에 대해 몹시 신비스럽게 생각했었는데, 제 나름대로 단순히 Spec.을 보고서는 내부적으로 기본 회로가,
- Voltage Divider로 일단 중간전압(가상접지단)을 잡고
- 버퍼(아마 Diamond)를 이용하여 출력하는 구조라고 굳게 예상하였습니다.
그래서 실제로 TLE2426의 Spec.(주로 전류량)과 유사하도록 디스크리트 모듈로 5x7 Hole 만능기판에 조그맣게 만들었었습니다.
하하하. 제 자작방에 그것이 아직 소개되지 않았다는 것을 보시면 성공하지 못했다는 반증이지요. ㅋㅋㅋ
바이어스를 좀더 걸고 튼실하게 만들면 모르겠지만 최소한 TLE2426의 Spec.을 흉내내지 못하는 것 같습니다.
(여기서 제가 참고한 Spec.이란 5V 입력에서 0.17mA 라는 소비전력을 의미합니다.)
그래서 또다시 신비스럽게 보이고 있습니다. ㅎㅎㅎ
그런데, 만약 흉내내지 않고 더 단단한 회로로 만드는 것은 가능할지도 모릅니다. 대신 TR들의 Pair Matching이 중요할 것 같습니다.
참고로 만약 TLE2426의 입력부가 단순히 저항 두개에 의한 Voltage Divider라면 TLE2426에서 사용한 저항은 400K옴 정도나 되더군요. 이것은 단순히 TLE2426의 V+, V-간의 저항값을 찍어서 짐작했던 것입니다.
아. 쓰다보니 재미가 생겨서 길어졌군요.
감사합니다.