EL34 전단차동 PP 파워앰프

안녕하십니까? 정호윤입니다.

두번째 전단차동 PP 파워앰프입니다.

밸런스를 지원하고 달라진 입력단으로 기존에 비해 '발전'된 모습입니다.


기본적인 차동 PP 파워의 개념은 의지발현 에서 설명드렸으므로 생략합니다.

진공관 설명
6GH8A (GE사 사양서-6GH8A.pdf)
- TV의 수평 편향 회로에 사용되던 관입니다. 6U8A와 아주 유사한 특성을 가지고 있으나 호환관으로 알려지진 않았습니다.
6U8A과 핀배치가 같아 '확실히 의도된 교체'라면 문제없이 사용할 수 있습니다. 미국 독자형번으로 유럽쪽 관은 보이지 않으며
GE, 실바니아, RCA 및 일제등이 확인되고 있고, 기타 회사도 보이긴하지만, 대부분 앞 생산사의 주문자 상표 부착 방식입니다.

EL34 (멀라드사 사양서-EL34_MUL.pdf 필립스사 사양서-EL34_PHIL.pdf 텔레푼켄사 사양서-EL34_TFK.pdf)
- 가장 대중적인 오디오용 5극출력관으로 별다른 설명이 필요없을정도로 유명한 관입니다.
필립스에서 개발된 관으로 필립스 메탈베이스, 텔레푼켄 메탈베이스, 멀라드의 XF코드가 유명합니다.
신관제작사들도 활발히 생산하고 있어 수급에 전혀 문제가 없는 관입니다.
SE로 5결 10W 정도의 동작예가 사양서에 나와있지만 이때 전류량이 100mA 정도까지 흐르기 때문에 잘 쓰이지는 않고,
일반적으로 UL접속으로 6~7W 정도가 많이 적용됩니다.
PP로는 단단 B급구동으로 100W 정도도 가능하다고 되어있지만, 최대플레이트전압에 다다르는 B전압과 플레이트손실을
거의 모두 사용하는 상당히 무리한 동작점으로 일반적으로 UL 접속으로 40~50W 동작을 많이 씁니다.

6CJ3 (GE사 규격집-6CJ3.pdf)
- TV 브라운관의 역기전력을 소모할 목적으로 생산되었습니다만, 고내압, 대전류의 특징을 가지고 있는터라
요즘에는 오디오에도 곧잘 사용됩니다. 전원인가 후 제대로 동작하기까지 시간이 매우 길어 지연회로를 꾸미는데
안성맞춤이며, 대출력 PP 파워에서 2개를 쓰면 최대 700mA까지 쓸 수 있는 대형 정류관입니다.
이번에는 정류보다는 반도체다이오드 정류로 인한 높은 출력의 영향을 막기위해 지연회로로 썼습니다.


의지발전의 회로입니다. 크기가 매우 크니 클릭하여 새창으로 보시길 권합니다.

수정 이력 안내 :
2007년 12월 23일 : EL34 히터 접지 누락분 추가
2008년 2월 5일 : 2번 정전류회로 진공관 형번 오기 수정


이번 의지발전이 의지발현과 가장 큰 다른 두 가지는 밸런스 입력 과 첫단 증폭회로입니다.

1. 밸런스 입력
-기본적으로 차동회로의 입력에는 서로 상이 반대인 신호가 들어옵니다.
의지발현의 경우 출력트랜스포머의 2차측에서 신호를 돌려 차동회로의 역상입력에 넣었지만,
이번 의지발전은 현대의 밸런스 형태인 중점 접지 밸런스의 신호를 그대로 받아 '차동회로'가 가지는 '동상제거' 특성을
완벽히 사용할 수 있어 기기 내부의 잡음뿐만 아니라 전송중에 인터커넥터로 끼어드는 잡음에 대해서도 동상제거가 가능합니다.
의지발현의 경우  언밸런스 입력이었기 때문에 전송중에 끼어드는 잡음을 제거할 수 없었고,
기기안에서 발생하는 잡음에만 동상제거 특성이 적용되었습니다.


2. 첫단 증폭회로
- 새벽녁 호수 물안개 에서 사용되었던 3/5극관 복합관을 사용한 3/5극관 SRPP를 차동회로로 구성하였습니다.
3/5극관 SRPP의 가장 큰 장점은 높은 이득과 낮은 출력임피던스를 얻을 수 있는것입니다.
300V의 전원전압 1단으로 300B SE에 뒤집어되먹임까지 넣어서 구동할 수 있을정도로 높은 이득이 가능합니다.
또한 SRPP 특징인 낮은 임피던스를 얻을 수 있어 6SJ7이나 EF86등을 사용한  저항부하 플레이트팔로워의
높은 출력임피던스로 인한 고역 감쇄를 막을 수 있습니다. 3극관을 진공관저항부하로 사용하여 별도의 대전력 저항을
따로 설치하지 않아도 되는 편리함이 있습니다.

이번에 사용한 6GH8A의 5극관은 원하는 동작에서 정전류회로를 구동할 전압이 나오지 않기 때문에,
따로 음전원을 넣어야했고, 이 음전원은 EL34의 바이어스전압과 같이 사용합니다.
EL34의 1번그리드에 음전압이 들어가므로 케소드전압이 낮아지고, 덩달아 TL783의 발열량은 줄어듭니다.
공간의 압박으로 저항을 넣지 못했는데, 저항을 넣지 않아도 충분히 낮은 발열량을 얻을 수 있었습니다.(채널당 약 1.85W)

6GH8A의 2번그리드는 제너다이오드를 이용해 적극적으로 정전압전원을 구성했습니다.
전원전압과 제너다이오드의 전압차와 동작전류를 설정하기 위해 12KR/3W 저항 두개를 직렬로 이었습니다.

첫단의 정전류회로는 2SK170 BL 랭크을 병렬로 잇고, 소스와 전원사이에 반고정을 넣어 전류량을 맞췄습니다.
(회로상은 100R이고 사진에는 500R인데, 100R로 작업하시기 바랍니다. 없어서 500R을 넣은것입니다.)
전원의 디커플링을 위해 100R저항을 지나 470uF 전해커패시터를 넣었고,
6GH8A 케소드 사이에는 100R을 넣어 회로가 안정하게 동작하도록 하였습니다.


전원부는 제가 늘 사용하는 6CJ3에 의한 전원전압 지연 회로입니다.

UF5408로 브리지정류를 한 후 JJ의 100uF+100uF/500V 커패시터의 한쪽을 쓰고, 6CJ3의 플레이트에 넣고 나온 전원에
나머지 한쪽을 씁니다. 이 전원은 6GH8의 히터플로팅과 주전원으로 갈리는데, 주전원은 10R 저항으로 좌우채널별로 가른 후
220uF/450V 두개를 병렬로 연결하여 B1 전압이 됩니다. 소리전자의 커패시터기판을 사용했습니다.
주기판에서 B2 전원전압을 맞출 저항이 올라가고, 이 전압은 각 6GH8A 3극관의 플레이트와 5극관의 2번그리드에 들어갈
전원을 만들기 위해 제너다이오드의 동작전류를 설정할 저항으로 들어갑니다.


히터를 제외한 기본적인 회로는 모두 기판에 구현되었습니다.
히터의 경우 상당히 많은 전류가 흐르기 때문에 1온스동박 기판으로는 구성하기 어렵고, 패턴과 동박설계에 어려움을 주기 때문에
별도의 선을 소켓핀에 직접 땜하는 방식으로 구성했습니다. 히터선은 상판과 기판 사이에 위치하여 평소에는 보이지 않습니다.

커플링의 경우 초기에 사용했던 커패시터가 주문하신분의 취향과 맞지않는다는 주문에 오일로 변경하였습니다.
변경 후의 음색은 개인적으로 맘에 들고, 주문하신분도 만족하셨습니다.

밸런스입력을 받고 차동회로로 구성되기 때문에 입력단자를 기준으로 좌우로 구성되었습니다.

밸런스입력 지원으로 인해 그리드뒤집어되먹임을 걸게 되고, 그리드뒤집어되먹임의 특성에 따라 2단으로 나눠 작업되었습니다.
또한 되돌아오는 신호원도 방법이 바뀌어 2차가 16옴-8옴-4옴-0옴인 트랜스포머를 구해 4옴을 접지하고 16옴과 0옴을 앞으로 보내
썼습니다. 발진이 있을 경우 16옴-0옴을 뒤집거나 1차를 뒤집으면 되는데, 선이 꼬이는것이 싫어 저는 1차를 뒤집었습니다.


사용자 편의성에 조금 신경을 써서 앰프를 열지 않고 출력단의 직류전류오차를 없앨 수 있도록 하였습니다.
상판에 단자를 달고 선으로 기판과 잇고, 직류전류오차 제거용 반고정저항을 진공관과 같은쪽에 실장하였습니다.


전기적 특성입니다.

※ 전기적 특성은 사람의 신체검사와 같은것으로 기계적인 특성을 나타낼 뿐입니다.
기계적 특성이 재생음색을 나타내는것도 아니고, 기계적 특성의 우수함만을 목표로 하지도 않습니다.
단지 제가 만든 기기의 신체검사를 통한 건강상태를 알고 싶을 뿐입니다.

모든 결과는 별도의 알림이 없으면 왼쪽 채널 기준입니다.
이번 기기의 경우 출력의 8옴 한쪽 끝이 접지되지 않아 8옴의 특성을 직접 측정할 수 없었습니다.
그래서 부하는 8옴에 걸고 접지되어있는 4옴을 기준으로 0옴과의 특성을 측정하였습니다.

이득-역상을 접지와 단락한 언밸런스 기준 13배 약 22.dB, 뒤집어 되먹임 약 -3.7dB
잔류잡음 : 왼쪽 2.3mV, 오른쪽 3.2mV 정/역상 모두 접지와 단락 @ 4OHM
최대출력 : 찌그러짐 5%일때 15W @ 8OHM, 1KHz 630mV 입력

주파수 특성입니다.

8OHM 기준 1% 찌그러짐을 갖는 370mV를 입력하였습니다.
-3dB기준 8Hz~60KHz, 20Hz~20KHz는 -0.27dB~0.57dB입니다.
고역대에 튀어오름이 있는것은 부품의 일부가 사양과 맞지 않아서 생긴것이고,
190KHz 에서 뒤집어 되먹임으로 인한 고역 튐이 있습니다.
 뒤집어 되먹임의 위상보정용 커패시터의 주파수는 100KHz로 설정했습니다.

입출력 특성입니다.

8옴 부하에 4옴에서 측정된 출력전압 4옴기준 전력으로 변환하여 그렸습니다.
언밸런스를 기준으로 하고 있습니다. 밸런스 입력시 절반정도의 입력이 사용됩니다.

찌그러짐 특성입니다.

8옴 부하에 4옴에서 측정된 출력전압 4옴기준 전력으로 변환하여 그렸습니다.
찌그러짐의 형태가 수저형태의 곡선이 아닌 완만한 상승곡선을 그리고 있습니다.
10W 대역에서는 2%미만으로 일반적인 청취음량에서는 1%를 밑돕니다.

완성된 기기의 정면입니다.

조리개를 덜 조여 이름부분이 흐리게 나왔습니다.

오른쪽 위에서 본 사진입니다.


사용된 진공관입니다. 6GH8A, EL34, 6CJ3


뒷면입니다.


첫 밸런스 지원으로 여러가지 실수도 많았고, 제작기간도 길었지만,
튜닝이 끝난 기기에서 재생되는 김광석씨의 목소리에서 모든것을 잊을 수 있었습니다.

그럼 이만...