기술칼럼

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진공관을 이용한 앰프의 음질적 특성은 유연하고 때로는 달콤하며 온화한 온도감을 갖고 있다는 데 있습니다.
이런 음질 때문에 진공관앰프를 듣는다고 해야겠지요..

그런데 가끔은 이런 기대를 저버리고 유난히 고음 대역에서 부드럽지 못한 진공관앰프를 보게 됩니다.

그 원인이 어디에 있는지!  이론적인 측면에서 살펴보기로 하겠습니다.

결론을 우선 말씀드리면 부귀환이 깊게 걸린 앰프가 유독 이런 음으로 되기 쉽습니다.

잘 쓰면 약이요. 못쓰면 독이라는 말이 있습니다.
이 말이 앰프에 적용되는 부귀환이 음질에 미치는 영향을 잘 대변하고 있다고 생각합니다.

분명 부귀환은 앰프의 특성을 개선하고 음질을 향상시키는데 기여합니다.
이때가 잘 쓴 경우입니다.

그러나 부귀환이 적용되는 회로에서 위상 관리가 제대로 안 된 경우,  예기치 않은 현상으로 고생하게 될 뿐 아니라 결코 좋은 앰프로 되지는 않습니다.  

지금부터 드리는 말씀은 조금 어려울 수도 있지만 기술컬럼을 즐겨 읽으신 분께서는 충분히 이해하시리라 생각합니다.

부귀환이란!
출력신호의 일부를 180도로 위상을 회전시키어 입력측으로 되돌리는 것을 말합니다.
이때 부귀환으로서 작용을 하게 되며 회로는 안정됩니다.

그런데 어떤 이유로 180도가 유지되지 못한 상태에서 입력측으로 되돌려지면 위상이 벗어나는 정도에 따라 발진이나 부스트 현상이 생기게 됩니다.


부귀환을 비유하여 설명한다면  +10에서 - 3를 더하면 7을 남기는 것과 흡사합니다.
여기서 +는 정위상,  -역위상을 뜻합니다.
그리고 반드시 이득이 작아져야 부귀환입니다.

그런데 +10에서 +3을 더하면 13이 되는데 이런 현상이 증폭기 내부에서 반복되어 나타나는 현상이 발진입니다. 그리고 이런 경우를 정귀환이 되었다고 말합니다.

정위상의 파형에 정위상의 파형을 겹치도록 하면 겹쳐진 만큼 파형은 커지며,  이것을 증폭기가 증폭하여 같은 현상을 되풀이 하는 것을 발진이라고 합니다.


그러므로 부귀환을 적용하여 목적하는 개선을 얻기 위하여는 넓은 주파수대역에서 위상이 변하지 말아야 한다는 전제가 필요합니다.

반도체앰프에서는 증폭기 내부에 결합콘덴서와 출력트랜스가 존재하지 않아 위상관리가 비교적 쉽습니다.
이런 이유로 80dB의 부귀환도 안정하게 걸리고 있으며 이득 1의 앰프도 제작할 수 있는 것입니다.

대부분 적용되는 캐소드접지 증폭회로를 통과한 신호는 180도 위상이 반전합니다.
콘덴서를 통과한 신호는 위상이 90도 앞섭니다.
출력트랜스를 통과한 신호는 위상이 90도 늦어집니다.

그런데 이런 현상이 정확하게 유지된다면 위상관리는 크게 어렵지 않을 수도 있습니다만,
출력트랜스에서의 위상은 주파수대에 따라 회절합니다.

트랜스 특유의 공진현상 때문에 그런 것인데 이런 것을 염두에 두지 않고 무작정 다량의 부귀환을 적용하게 되면 위상의 회절로 인하여 특정 주파수대에서 피크가 생기거나 특정 레벨 이상에서만 나타나는 기이한 발진상태로 됩니다.  

그리고 이런 증상이 있는 앰프에서 출력되는 파형은 주파수가 올라 갈수록 크게 찌그러지며 날카로운 형태의 모양으로 변하게 됩니다.  

진공관 증폭회로는 반도체 증폭회로와 사뭇 다른 조건과 구조를 가지고 있습니다.

특히 트랜스를 경유하는 구조의 증폭회로에서는 20dB 정도의 부귀환을 안정적으로 적용하기도 쉬운 일은 아닙니다.
( 고역쪽의 이득을 크게 낮추면 발진을 방지할 수는 있습니다만,  이것은 고역으로 갈수록 이득을 낮추어 부귀환이 작아지도록 하는 것이므로 특성의 향상을 위하여 부귀환을 늘린다는 것에 상반되는 내용입니다.)

통상 40dB 이상의 부귀환을 적용하는 반도체앰프와 비교하면 특성의 차이를 실감하실 수 있으리라 봅니다.

지금까지 말씀드린 이유로 진공관 앰프에서 다량의 부귀환으로 특성의 개선을 도모하려 할 경우 앞에서 말씀드린 것처럼 유연하지 않은 음질의 앰프로 되는 것을 보게 됩니다.  


자료 출처: 운영자 직접 작성

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