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안녕하십니까? 정호윤입니다.
볼륨의 크기는 상당히 다양한데, 이 다양한 크기는 어떤 차이가 있는지 알아봅니다.
진공관이나 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터 등의 단일 능동소자들은
각 소자들의 특성표에 원하는 효과를 얻을 수 있는 동작점과 부하선을 결정해 운용하게 됩니다.
진공관에 한정하여 가장 일반적인 증폭회로인 플레이트 팔로워에서는
전원과 진공관의 플레이트 사이에 이어진 부하가 부하선을 결정하게 되며,
저항이라면 저항값, (이상적인) 정전류회로라면 수평, (이상적인) 초크코일이라면 수평,
인터스테이지 트랜스포머라면 2차측에 연결된 부하에 따른 임피던스가 플레이트 팔로워의 부하가 됩니다.
인터스테이지 트랜스포머일때는 신호를 전달하는 방법이 앞선 세가지와 다르므로 논외로 놓고,
가장 쉬운 이해를 위해 진공관의 플레이트 팔로워와 저항 부하로 설명하도록 하겠습니다.
진공관의 플레이트 팔로워에서는 전원-저항-플레이트의 구조로 이뤄지고,
그리드에는 신호가 입력되며, 바이어스 방법에 따라 케소드에 저항이 있거나 없거나해서 동작점을 잡게됩니다.
아래 그림은 ECC83/12AX7의 플레이트 곡선입니다.
오른쪽 아래로 내려가는 붉은 사선은 270kR 저항의 부하선을 뜻합니다.
이때 전류는 1mA, 바이어스는 -1.5V로서 그리드에 -1.5V를 공급하거나 케소드와 접시 사이에 1.5kR 저항을 넣어 동작점을 잡습니다.
여기에서 크기가 +-0.5V인 신호를 넣으면, -1~-2V 사이를 왔다갔다하는데 이는 그림에서 오른쪽위로 휘어지며 올라가는 노란선입니다.
이 동작을 통해 우리가 얻을 수 있는 증폭된 신호는 붉은영역의 약 147.5~222.5V 로 약 75V 입니다.
여기에 적당한 커플링 커패시터를 달고 볼륨을 단다고합니다.
이렇게 되면 부하선의 기울기는 270kR과 볼륨의 저항값이 병렬합성값이 되어 수직에 가까워지게 됩니다.
그렇게 병렬합성한 기울기를 표시한것이 녹색과 파란색이며 각각 100kR과 10kR 입니다.
100kR만해도 상당한 범위가 줄어들어든것을 확인할 수 있는데, 10kR 영역은 거의 지옥에 가까워 15V도 나오지 않습니다.
똑같은 +-0.5V를 공급하였고 진공관의 직류동작 자체에는 변함이 없음에도 불구하고
뒤에 연결되는 볼륨의 크기에 따라 얻을 수 있는 신호크기가 줄어듭니다.
부하선이 수직에 가깝게 서있기 때문에 동작을 분석할때는 회로자체의 이득이 줄어든것으로 보이는것이며,
볼륨의 크기를 다른것으로 바꾸면 이득이 늘어나거나 줄어들거나 하는 현상을 확인할 수 있습니다.
전기적으로는 볼륨의 크기는 작은것이 좋습니다만,
볼륨과 연결되는 앞쪽 기기가 작은 크기의 볼륨을 지원할 수 있는가를 확인해야합니다.
기본적으로 출력단의 형태, 커플링 커패시터의 크기가 제일 중요하며,
위 플레이트팔로워처럼 이어지는 볼륨의 크기에 이득이 휘청거리는 회로라면 바꾸지 않으시는것이 나으며,
커플링 커패시터의 크기는 뒤에 이어지는 볼륨의 크기에 따라 저역의 감쇠 정도가 달라지므로
마구잡이로 작은 크기의 볼륨을 달게되면 저역이 없는 심심한 소리를 듣게 될 수도 있습니다.
마란츠 #7의 포노단의 커플링인 0.47uF와 입력 볼륨 500kR의 조합은 이러한 이유인것입니다.
커플링 커패시터를을 쓰지 않는 OPAMP를 비롯한 반도체 출력단이나,
10~100uF 달하는 전해 및 탄탈 커패시터를 커플링 커패시터를 쓴 출력단은 무리없이 10kR 을 쓸 수 있습니다.
고맙습니다.
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