기술칼럼
2008.07.09 21:42
임피던스는 무엇인가?
조회 수 14509
전자회로에는 교류를 통과시키는 부품(콘덴서)과 직류를 통과시키는 부품(코일) 그리고 직류와 교류에 대하여 같은 저항값을 갖는 부품(저항)으로 구성되어 있는데 이로 인하여 직류적인 저항과 교류적인 저항이 같지 않습니다.
이렇게 각각의 저항값을 갖는 회로라 하더라도 결국 음악신호인 교류를 증폭한다는 개념에서 생각하게 되면 교류저항과 직류저항이 병렬로 작용하게 됩니다.
결국, 임피던스란 직류저항과 교류저항을 병렬로 연결해 놓은 상태의 합성 저항값을 말하는 것입니다.
이상적인 증폭기의 조건이 입력임피던스는 무한대이며 출력임피던스는 제로(zero)일 것이 요구된다고 하는데
그 이유는 증폭기의 입력임피던스가 공급원의 출력임피던스와 병렬로 결합되기 때문이며 이때, 입력임피던스가 작은 경우 공급원의 부하가 작아지는 쪽으로 작용하여 이득이 감소하게 됩니다.
즉 손실이 발생합니다.
그런데 만약 공급원의 출력임피던스가 항상 낮다고(1K옴이하) 보장만 된다면 입력임피던스는 굳이 높을 필요가 없습니다.
예를 든다면 출력임피던스가 600옴인 CD플레이어에 10K옴의 입력임피던스를 가진 증폭기를 결합(매칭)했을때 합성임피던스는 566옴이 되어 원래의 출력임피던스 600옴와 비교해도 큰 차이가 없어 증폭기에 거의 영향을 주지 않습니다.
결국 입력임피던스가 무한대 일 것이라는 조건은 공급원의 출력임피던스가 어떤 것인지 모른다는 전제하에 최소의 손실을 목표로 정해진 이론입니다.
따라서 비교적 출력임피던스가 낮은 반도체 앰프에서는 입력임피던스가 10K~50K정도, 비교적 출력임피던스가 높은 진공관회로에서도 100K~500K정도면 문제될 것이 없습니다.
입력임피던스를 계속 높이게 되면 손실이 적어지는 반면 외부 험의 유입이 그만큼 쉬어져 불리 할 때도 있는데 심할 경우 전파가 유입되어 라디오 소리가 날 때도 있습니다.
이럴 때는 50PF정도의 콘덴서를 입력측에 부착하면 해결됩니다만, 이렇듯 전자회로에서도 중용의 지혜는 필요하다고 봅니다.
출력임피던스가 특히 중요한데 이것이 높게 되면 주파수특성이 쉽게 악화되는 특성이 있습니다.
특히 고역쪽에서 그런데 이것은 출력케이블의 분포용량(콘덴서 성분)이 종단의 부하저항과 병렬로 합쳐진 것과 같이 작용하므로 고역에서의 이득이 감쇠하기 때문입니다.
이를 방지하기 위하여는 출력임피던스를 가능한 낮추든가 출력 인터케이블의 길이를 가능한 짧게 할 필요가 있습니다.
이상의 조건을 검토하게 되면 증폭기의 출력임피던스를 가능한 낮추는 것이 모든 면에서 유리하므로 단품으로 판매되는 음향기기들은 대부분 출력임피던스가 매우 낮게 설계되어 있습니다.
다만, 빈티지기기들은 출력임피던스가 10K옴이상 되는 기기도 있으므로 이를 효과적으로 결합(매칭)하기 위하여는 어느 정도 높은 입력임피던스를 갖는 기기가 유리 할 때도 있습니다.
기사 출처: 운영자 직접 작성
이렇게 각각의 저항값을 갖는 회로라 하더라도 결국 음악신호인 교류를 증폭한다는 개념에서 생각하게 되면 교류저항과 직류저항이 병렬로 작용하게 됩니다.
결국, 임피던스란 직류저항과 교류저항을 병렬로 연결해 놓은 상태의 합성 저항값을 말하는 것입니다.
이상적인 증폭기의 조건이 입력임피던스는 무한대이며 출력임피던스는 제로(zero)일 것이 요구된다고 하는데
그 이유는 증폭기의 입력임피던스가 공급원의 출력임피던스와 병렬로 결합되기 때문이며 이때, 입력임피던스가 작은 경우 공급원의 부하가 작아지는 쪽으로 작용하여 이득이 감소하게 됩니다.
즉 손실이 발생합니다.
그런데 만약 공급원의 출력임피던스가 항상 낮다고(1K옴이하) 보장만 된다면 입력임피던스는 굳이 높을 필요가 없습니다.
예를 든다면 출력임피던스가 600옴인 CD플레이어에 10K옴의 입력임피던스를 가진 증폭기를 결합(매칭)했을때 합성임피던스는 566옴이 되어 원래의 출력임피던스 600옴와 비교해도 큰 차이가 없어 증폭기에 거의 영향을 주지 않습니다.
결국 입력임피던스가 무한대 일 것이라는 조건은 공급원의 출력임피던스가 어떤 것인지 모른다는 전제하에 최소의 손실을 목표로 정해진 이론입니다.
따라서 비교적 출력임피던스가 낮은 반도체 앰프에서는 입력임피던스가 10K~50K정도, 비교적 출력임피던스가 높은 진공관회로에서도 100K~500K정도면 문제될 것이 없습니다.
입력임피던스를 계속 높이게 되면 손실이 적어지는 반면 외부 험의 유입이 그만큼 쉬어져 불리 할 때도 있는데 심할 경우 전파가 유입되어 라디오 소리가 날 때도 있습니다.
이럴 때는 50PF정도의 콘덴서를 입력측에 부착하면 해결됩니다만, 이렇듯 전자회로에서도 중용의 지혜는 필요하다고 봅니다.
출력임피던스가 특히 중요한데 이것이 높게 되면 주파수특성이 쉽게 악화되는 특성이 있습니다.
특히 고역쪽에서 그런데 이것은 출력케이블의 분포용량(콘덴서 성분)이 종단의 부하저항과 병렬로 합쳐진 것과 같이 작용하므로 고역에서의 이득이 감쇠하기 때문입니다.
이를 방지하기 위하여는 출력임피던스를 가능한 낮추든가 출력 인터케이블의 길이를 가능한 짧게 할 필요가 있습니다.
이상의 조건을 검토하게 되면 증폭기의 출력임피던스를 가능한 낮추는 것이 모든 면에서 유리하므로 단품으로 판매되는 음향기기들은 대부분 출력임피던스가 매우 낮게 설계되어 있습니다.
다만, 빈티지기기들은 출력임피던스가 10K옴이상 되는 기기도 있으므로 이를 효과적으로 결합(매칭)하기 위하여는 어느 정도 높은 입력임피던스를 갖는 기기가 유리 할 때도 있습니다.
기사 출처: 운영자 직접 작성
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