진공관 파워앰프, 특히 직렬관 싱글앰프이 아웃 트랜스의 1-2차 임피던스를 책정할 때 상당한 고민을 하게 됩니다.
일단 저역의 대역 확장과 댐핑을 생각하고 보다 고전적인 음색을 얻고자 하면 1차 임피던스를 되도록 높게 잡아서 인덕턴스를 늘리고 싶고.... 물론 무작정 그렇게 한다고 해서 전체적인 음이 좋아지는 것은 아니기에 적절한 균형점을 찾느라고 항상 고심합니다.
워낙 개인의 기호가 문제가 되는 것이라 주관적인 기호를 내세울 수는 없지만,
그래도 한 가지 Tip을 말하자면.....
기성품 트랜스를 구해서 자작하는 것이 아니라 직접 주문해서 감아서 사용할 것이라면
1차 임피던스는 개인적인 기호나 설계 컨셒에 따라서 정하더라도, 2차 임피던스는 약간의 고려를 하는 것이 좋습니다.
즉, 스피커 입력이 16옴 이라면, 아웃트랜스 2차를 그대로 16옴으로 하지 말고,
14-15옴으로 약간 낮춰서 감는 것입니다. 임피던스가 다른 경우에도 같습니다.
임피던스 매칭에 있어서 정확하게 같은 임피던스로 매칭되면 최선이지만, 실제로 다른 메이커에서 제조된 트랜스끼리, 또는 아웃트랜스와 스피커와의 정확한 매칭은 불가능합니다.
따라서 약간의 오차까지 감안한다면, 출력측 임피던스가 약간 낮은 것이, 혹시 반대로 약간이라도 높은 것에 비해서 상당히 음질에 유리합니다.
아마도 경험하신 분들이 있을 지 모르는데,
주로 영국제 빈티지 앰프와 스피커는 거의 7, 15옴이고 미국제는 8, 16옴 입니다.
이 때ㅡ 영국제 앰프에 미제 스피커를 물렸을 때가, 미제 앰프에 영국제 스피커 물렸을 때보다 소리가 더 좋습니다.^^
그래서 그런지, 빈티지 시절에 일부 극장용 오디오를 제외하고는 오디오 수출입 물량을 보면 영국제는 미국으로 많이 수출되었는데, 미제는 영국으로 아주 적게 수출되었습니다.
2차 대전 때, 적국 사이에 대포 포탄 직경을 서로 차이가 나게 해서, 적군의 조금 작은 포탄은 뺏어서 자기네 대포로 쏠 수 있게 하고, 자기네 군대의 직경이 큰 포탄은 뺏겨도 적군이 못 쏘게 한 것과 같은 교묘한 연구의 결과였는지도 모릅니다.
트랜스아웃 프리앰프에 대한 관심과 애용자가 늘고 있습니다.
그런데, 파워앰프와 비교해서 프리앰프에 애용되는 증폭관은 대체로 관 내부저항이 높습니다.
그러다보니 적정 출력 트랜스의 1차 임피던스값이 상당히 높아야 합니다.
문제는 1차 임피던스를 높게 감으면서 충분한 대역폭을 얻기란 매우 힘이 듭니다.
물리적으로 24K옴 정도가 기술적 한계라고 보고 있습니다.
WE197A가 바로 그런 한계치 스펙을 갖고 있습니다.
그러다 보니 대체로 7-10K옴 정도의 내부 임피던스를 갖는 관을 전제로 15K옴 정도의 1차 임피던스를 갖는 출력트랜스들이 가장 많이 활용됩니다.
여기에 상식처럼 2차 임피던스는 600옴이 거의 대부분입니다.
그러나 이렇게 해서 제작된 트랜스아웃 프리앰프들을 들어보면 100중 95는 몇 가지 구조적인 약점을 나타냅니다.
1) 대역이 중역대로 몰려 있다.
2) 게인이 너무 높다.
3) 음의 힘이 너무 강한 반면 탄력감과 유연성이 부족하다.
4) 음장이 너무 앞으로 밀려나오고 뒤쪽으로의 깊이가 없다.
5) 두터움과 굵직함은 과다하고, 섬세하고 여린 맛은 부족하다.
등등입니다.
30분 이내에서는 아주 매력적인데, 그 이상 듣다보면 지치고 짜증나는 소리가 됩니다.
물론 얼마나 좋은 트랜스를 썼느냐, 얼마나 잘 만들었느냐 등등 많은 변수가 있지만.....
그런데 대부분 무시하고 주목하지 않는 것이, 관과 아웃트랜스의 임피던스 관계입니다.
우선 프리앰프의 아웃 트랜스도 사용하는 관의 내부 임피던스를 기준으로 충분한 상대적인 인덕턴스를 확보해야 합니다.
예를 들어서 가장 많이 활용되는 6J5라고 해도 보통 사용하는 10-15K옴은 부족합니다.
일단 7-12K옴 정도의 내부 임피던스를 갖는 관은 1차 임피던스를 24-25K옴 정도까지 확보하는 것이 필요합니다. 물론 내부 저항이 12K옴 정도 되는 관이라면 이로써도 부족합니다.
REN904, MH4 등등 대부분 프리앰프용으로 훌륭한 유럽관들이 이에 해당합니다.
제조회사에서 권장하는 이들 유럽관들의 적정 부하 임피던스는 30-50K옴 정도가 됩니다.
그러나 앞서도 말했듯이 트랜스 제조의 기술적, 물리적 한계로 1차 임피던스를 24K옴 이상을 감게 되면 대역 특성 등 상당히 복잡한 부작용이 나타납니다.
따라서 12K옴 정도의 내부저항값을 갖는 관을 사용하는 프리앰프에서는 일단 1차 임피던스를
24K옴 수준으로 확보하고, 2차 임피던스를 200-250옴 정도로 낮추는 것이 좋습니다.
마치 모든 프리앰프의 아웃트랜스 2차 임피던스는 600옴으로 해야 되는 것처럼 착각하는 분들이 많은데, 실제로 2차 출력 임피던스는 낮을수록 좋습니다. 가능하다면 150옴 정도로 낮추는 것이 좋습니다.
이렇게 2차 임피던스를 낮추면 1차 임피던스가 상승하는 효과가 되고,
보다 충실한 대역 특성과 음역간 밸런스를 얻을 수 있습니다.
물론 이렇게 되면 게인이 낮아지는 부수적인 결과가 나옵니다.
만약 트랜스아웃 프리의 고질적인 과다 게인이 문제였다면, 오히려 잘된 일입니다.
증폭부에서의 과다 게인을 출력 트랜스에서 조금이라도 낮춰주니 좋습니다.
혹시 드문 케이스이지만 게인이 본래 낮게 설계되었다면, 입력 트랜스의 증폭비나 회로상의 게인을 보상해서 쉬 커버할수 있습니다.
직류 바이어스를 걸지 않는 입력 트랜스의 증폭에서는 증폭비에 따른 게인 상승과 대역특성 등이 꼭 비례관계를 갖지 않기 때문에, 아웃트랜스에서 얻은 효과가 인풋에서 상쇄되는 문제는 덜합니다.
저도 12K옴 정도의 내부저항을 갖는 REN904를 사용해서 프리아웃 트랜스를 약 10종 정도 상당히 다양한 임피던스 조합으로 실험한 결과 확인한 결과입니다.
재미있는 것은, 제조 스펙상 20-20,000Hz를 확실히 커버하는 아웃트랜스를 제대로 임피던스를 맞춰서 사용하지 못한 경우에 비해서, 50-12,000Hz 스펙의 트랜스를 제대로 임피던스를 맞춰서 사용했을 때가 더 대역도 넓게 나오고 음질도 더 좋았습니다.
특히 프리앰프의 아웃트랜스의 1-2차 비를 충분히 크게 잡아서 댐핑을 늘려 사용하게 되면,
최종적으로 스피커에서 나오는 저역의 댐핑도 크게 개선되는 점입니다.
대형 15인치 이상의 우퍼를 3W 정도의 직렬관 싱글앰프로 충실한 댐핑을 다스리기가 참 어렵습니다. 보통 많은 분들이, 이 문제를 단지 파워앰프의 책임이라고만 생각하는 것 같습니다.
물론 파워앰프의 책임이 큽니다.
그러나 이미 프리앰프에서 저역이 풀려버린 채 파워로 음이 전달된 다음에는 아무리 파워앰프에서 댐핑을 잡아줘도 한계가 있습니다.
아마 트랜스아웃 프리앰프로 3극관 싱글앰프를 구동해 본 분들 상당수가 저역 댐핑이 좋아졌다고 하실 것입니다.
여기 더해서 위에 말한대로, 프리아웃 트랜스의 1-2차 비율 조정과 1차 인덕턴스의 확대를 해 보시면, 저역 댐핑이 확연하게 개선되는 것을 더 느낄 수 있습니다.
그러나 비싼 값에 이미 유명 메이커의 아웃트랜스를 구입했다면, 다른 보완방도도 있습니다.
아주 쉽게 패러피드 구성으로 하는 것입니다.
파워앰프와 달리 프리앰프는 적은 B전압 전류를 소모하기 때문에, 높은 인덕턱스를 갖는 플레이트 쵸크를 저렴하게 구할 수 있습니다.
아웃트랜스 1차에서 부족한 인덕턴스를 플레이트 쵸크가 대신해 주기 때문에, 상당한 개선효과를 얻을 수 있습니다.
그런데, 대체로 전류값에 대한 우려 탓인지, 프리용 플레이트 쵸크의 인덕턴스를 상당히 인색하게 잡는 경향이 있습니다.
만약 7K옴 정도의 내부저항을 가진 관이라면 아무리 못해도 300H 이상은 잡아주고,
그보다 내부저항이 높은 관이라면 비례해서 더 높게 잡아줘야 합니다.
12K옴 내부저항의 관이라면 600H 이상.....
이처럼 인덕턴스가 높은 플레이트 쵸크를 쓰고,
전원부에 직결 감압 저항을 안 쓰고(쵸크로만 구성), 필터 콘덴서의 용량을 줄여서
앰프를 구성하게 되면, 직렬 3극관 싱글앰프에서도 믿지 못할 정도의 저역 리스폰스와 스피드있는 댐핑을 얻을 수 있습니다.
일단 저역의 대역 확장과 댐핑을 생각하고 보다 고전적인 음색을 얻고자 하면 1차 임피던스를 되도록 높게 잡아서 인덕턴스를 늘리고 싶고.... 물론 무작정 그렇게 한다고 해서 전체적인 음이 좋아지는 것은 아니기에 적절한 균형점을 찾느라고 항상 고심합니다.
워낙 개인의 기호가 문제가 되는 것이라 주관적인 기호를 내세울 수는 없지만,
그래도 한 가지 Tip을 말하자면.....
기성품 트랜스를 구해서 자작하는 것이 아니라 직접 주문해서 감아서 사용할 것이라면
1차 임피던스는 개인적인 기호나 설계 컨셒에 따라서 정하더라도, 2차 임피던스는 약간의 고려를 하는 것이 좋습니다.
즉, 스피커 입력이 16옴 이라면, 아웃트랜스 2차를 그대로 16옴으로 하지 말고,
14-15옴으로 약간 낮춰서 감는 것입니다. 임피던스가 다른 경우에도 같습니다.
임피던스 매칭에 있어서 정확하게 같은 임피던스로 매칭되면 최선이지만, 실제로 다른 메이커에서 제조된 트랜스끼리, 또는 아웃트랜스와 스피커와의 정확한 매칭은 불가능합니다.
따라서 약간의 오차까지 감안한다면, 출력측 임피던스가 약간 낮은 것이, 혹시 반대로 약간이라도 높은 것에 비해서 상당히 음질에 유리합니다.
아마도 경험하신 분들이 있을 지 모르는데,
주로 영국제 빈티지 앰프와 스피커는 거의 7, 15옴이고 미국제는 8, 16옴 입니다.
이 때ㅡ 영국제 앰프에 미제 스피커를 물렸을 때가, 미제 앰프에 영국제 스피커 물렸을 때보다 소리가 더 좋습니다.^^
그래서 그런지, 빈티지 시절에 일부 극장용 오디오를 제외하고는 오디오 수출입 물량을 보면 영국제는 미국으로 많이 수출되었는데, 미제는 영국으로 아주 적게 수출되었습니다.
2차 대전 때, 적국 사이에 대포 포탄 직경을 서로 차이가 나게 해서, 적군의 조금 작은 포탄은 뺏어서 자기네 대포로 쏠 수 있게 하고, 자기네 군대의 직경이 큰 포탄은 뺏겨도 적군이 못 쏘게 한 것과 같은 교묘한 연구의 결과였는지도 모릅니다.
트랜스아웃 프리앰프에 대한 관심과 애용자가 늘고 있습니다.
그런데, 파워앰프와 비교해서 프리앰프에 애용되는 증폭관은 대체로 관 내부저항이 높습니다.
그러다보니 적정 출력 트랜스의 1차 임피던스값이 상당히 높아야 합니다.
문제는 1차 임피던스를 높게 감으면서 충분한 대역폭을 얻기란 매우 힘이 듭니다.
물리적으로 24K옴 정도가 기술적 한계라고 보고 있습니다.
WE197A가 바로 그런 한계치 스펙을 갖고 있습니다.
그러다 보니 대체로 7-10K옴 정도의 내부 임피던스를 갖는 관을 전제로 15K옴 정도의 1차 임피던스를 갖는 출력트랜스들이 가장 많이 활용됩니다.
여기에 상식처럼 2차 임피던스는 600옴이 거의 대부분입니다.
그러나 이렇게 해서 제작된 트랜스아웃 프리앰프들을 들어보면 100중 95는 몇 가지 구조적인 약점을 나타냅니다.
1) 대역이 중역대로 몰려 있다.
2) 게인이 너무 높다.
3) 음의 힘이 너무 강한 반면 탄력감과 유연성이 부족하다.
4) 음장이 너무 앞으로 밀려나오고 뒤쪽으로의 깊이가 없다.
5) 두터움과 굵직함은 과다하고, 섬세하고 여린 맛은 부족하다.
등등입니다.
30분 이내에서는 아주 매력적인데, 그 이상 듣다보면 지치고 짜증나는 소리가 됩니다.
물론 얼마나 좋은 트랜스를 썼느냐, 얼마나 잘 만들었느냐 등등 많은 변수가 있지만.....
그런데 대부분 무시하고 주목하지 않는 것이, 관과 아웃트랜스의 임피던스 관계입니다.
우선 프리앰프의 아웃 트랜스도 사용하는 관의 내부 임피던스를 기준으로 충분한 상대적인 인덕턴스를 확보해야 합니다.
예를 들어서 가장 많이 활용되는 6J5라고 해도 보통 사용하는 10-15K옴은 부족합니다.
일단 7-12K옴 정도의 내부 임피던스를 갖는 관은 1차 임피던스를 24-25K옴 정도까지 확보하는 것이 필요합니다. 물론 내부 저항이 12K옴 정도 되는 관이라면 이로써도 부족합니다.
REN904, MH4 등등 대부분 프리앰프용으로 훌륭한 유럽관들이 이에 해당합니다.
제조회사에서 권장하는 이들 유럽관들의 적정 부하 임피던스는 30-50K옴 정도가 됩니다.
그러나 앞서도 말했듯이 트랜스 제조의 기술적, 물리적 한계로 1차 임피던스를 24K옴 이상을 감게 되면 대역 특성 등 상당히 복잡한 부작용이 나타납니다.
따라서 12K옴 정도의 내부저항값을 갖는 관을 사용하는 프리앰프에서는 일단 1차 임피던스를
24K옴 수준으로 확보하고, 2차 임피던스를 200-250옴 정도로 낮추는 것이 좋습니다.
마치 모든 프리앰프의 아웃트랜스 2차 임피던스는 600옴으로 해야 되는 것처럼 착각하는 분들이 많은데, 실제로 2차 출력 임피던스는 낮을수록 좋습니다. 가능하다면 150옴 정도로 낮추는 것이 좋습니다.
이렇게 2차 임피던스를 낮추면 1차 임피던스가 상승하는 효과가 되고,
보다 충실한 대역 특성과 음역간 밸런스를 얻을 수 있습니다.
물론 이렇게 되면 게인이 낮아지는 부수적인 결과가 나옵니다.
만약 트랜스아웃 프리의 고질적인 과다 게인이 문제였다면, 오히려 잘된 일입니다.
증폭부에서의 과다 게인을 출력 트랜스에서 조금이라도 낮춰주니 좋습니다.
혹시 드문 케이스이지만 게인이 본래 낮게 설계되었다면, 입력 트랜스의 증폭비나 회로상의 게인을 보상해서 쉬 커버할수 있습니다.
직류 바이어스를 걸지 않는 입력 트랜스의 증폭에서는 증폭비에 따른 게인 상승과 대역특성 등이 꼭 비례관계를 갖지 않기 때문에, 아웃트랜스에서 얻은 효과가 인풋에서 상쇄되는 문제는 덜합니다.
저도 12K옴 정도의 내부저항을 갖는 REN904를 사용해서 프리아웃 트랜스를 약 10종 정도 상당히 다양한 임피던스 조합으로 실험한 결과 확인한 결과입니다.
재미있는 것은, 제조 스펙상 20-20,000Hz를 확실히 커버하는 아웃트랜스를 제대로 임피던스를 맞춰서 사용하지 못한 경우에 비해서, 50-12,000Hz 스펙의 트랜스를 제대로 임피던스를 맞춰서 사용했을 때가 더 대역도 넓게 나오고 음질도 더 좋았습니다.
특히 프리앰프의 아웃트랜스의 1-2차 비를 충분히 크게 잡아서 댐핑을 늘려 사용하게 되면,
최종적으로 스피커에서 나오는 저역의 댐핑도 크게 개선되는 점입니다.
대형 15인치 이상의 우퍼를 3W 정도의 직렬관 싱글앰프로 충실한 댐핑을 다스리기가 참 어렵습니다. 보통 많은 분들이, 이 문제를 단지 파워앰프의 책임이라고만 생각하는 것 같습니다.
물론 파워앰프의 책임이 큽니다.
그러나 이미 프리앰프에서 저역이 풀려버린 채 파워로 음이 전달된 다음에는 아무리 파워앰프에서 댐핑을 잡아줘도 한계가 있습니다.
아마 트랜스아웃 프리앰프로 3극관 싱글앰프를 구동해 본 분들 상당수가 저역 댐핑이 좋아졌다고 하실 것입니다.
여기 더해서 위에 말한대로, 프리아웃 트랜스의 1-2차 비율 조정과 1차 인덕턴스의 확대를 해 보시면, 저역 댐핑이 확연하게 개선되는 것을 더 느낄 수 있습니다.
그러나 비싼 값에 이미 유명 메이커의 아웃트랜스를 구입했다면, 다른 보완방도도 있습니다.
아주 쉽게 패러피드 구성으로 하는 것입니다.
파워앰프와 달리 프리앰프는 적은 B전압 전류를 소모하기 때문에, 높은 인덕턱스를 갖는 플레이트 쵸크를 저렴하게 구할 수 있습니다.
아웃트랜스 1차에서 부족한 인덕턴스를 플레이트 쵸크가 대신해 주기 때문에, 상당한 개선효과를 얻을 수 있습니다.
그런데, 대체로 전류값에 대한 우려 탓인지, 프리용 플레이트 쵸크의 인덕턴스를 상당히 인색하게 잡는 경향이 있습니다.
만약 7K옴 정도의 내부저항을 가진 관이라면 아무리 못해도 300H 이상은 잡아주고,
그보다 내부저항이 높은 관이라면 비례해서 더 높게 잡아줘야 합니다.
12K옴 내부저항의 관이라면 600H 이상.....
이처럼 인덕턴스가 높은 플레이트 쵸크를 쓰고,
전원부에 직결 감압 저항을 안 쓰고(쵸크로만 구성), 필터 콘덴서의 용량을 줄여서
앰프를 구성하게 되면, 직렬 3극관 싱글앰프에서도 믿지 못할 정도의 저역 리스폰스와 스피드있는 댐핑을 얻을 수 있습니다.
프리아웃트랜스 만들기?
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