요 며칠 와싸다의 몇몇분들과 앰프의 댐핑에 대해서 논의를 했지요..
그런데.. 대부분의 유저들은 아주 간단한 답을 원합니다..
댐핑이 높은 것이 더 좋은 것 아니냐?? 왜 그런데. 자꾸 낮은 쪽도 생각하라고 하느냐.
흐.. 맞는 말씀입니다...
전 댐핑이 낮은 앰프가 전부 다 좋다는 말은 하질 않습니다...
필요에 따라 댐핑이 낮은 앰프가 더 위력을 발휘 할 수 있다는 말을 한 것이지요..
그리고 그 필요가 오디오 생활을 하면서 어떤 상황인지 그것만 알면 되지 않을까요?
위 그림은.. 앰프의 출력임피던스와 스피커의 부하임피던스를 간략하게 그려놓은 회로입니다. 여기서 앰프의 댐핑팩터는 Zs/Zo 입니다..
앰프의 댐핑이 높다는 것은 Zs/Zo의 값이 크다는 것입니다. 그런데 Zs 값은 거의 정해져 있습니다. 8옴이 표준이지요.. 그럼 이 값이 커질려면 Zo 가 작아져야 합니다.
같은 8옴 부하에서 앰프의 출력임피던스 Zo가 작아지면 무슨 이익이 있길래 이 수치에 그렇게 집착을 하는지 댐핑=1(출력임피던스 8옴)앰프와 댐핑=무한대(출력임피던스0) 이 각각 10V의 출력을 낼때.. 어떤 상황이 되는지 대충 따져 보겠습니다...
이론적인 배경은 별로 어렵지 않습니다. V=IR이라는 옴의 법칙만 알면 됩니다..
1. 부하와의 상관관계. (분압비에 의한 전압신호 전송)
댐핑 1 : 10V * 8옴/(8옴+8옴) = 5V
이 말은 앰프가 10V의 출력전압을 던져도 스피커의 보이스코일에는 5V 밖에 전달이 되지 않는 다는 뜻이지요.. 그럼 나머지 5V는 누가 사용하느냐. 앰프자체가 소비를 해버린다는 뜻입니다..
댐핑 무한대 : 10V * 8옴/(8옴+0옴) = 10V
댐핑이 높아지니까.. 앰프가 출력하는 전압신호가 전혀 손실 없이 스피커의 보이스코일에 전달이 됩니다...
이 말은 댐핑이 올라가면 전압전송의 효율이 좋아진다는 말입니다. 댐핑 무한대 KO 승!!
2. 역기전력의 관계
스피커도 전압신호를 만들어 냅니다.. 작용 반작용의 원리라고 할까요?? 스피커 자체가 만들 수는 없지만.. 앰프에서 오는 신호에 의해 움직이면서 반동으로 역기전력이 생기는 것이지요.. 역기전력은 반대로 앰프에 영향을 끼칩니다. 그래서 전달되는 역기전력이 작을 수록 좋은 것이지요.. 앰프가 10V의 전압신호를 만들면 스피커는 1V의 역기전력을 만든다고 가정을 합시다...
댐핑 1 : 1V * 8옴/(8옴+8옴) = 0.5V
댐핑 무한대 : 1V * 0옴/(8옴+0옴) = 0V
오호라.. 댐핑이 무한대가 되니까.. 앰프는 스피커에서 나오는 역기전력에 전혀 영향을 받지 않습니다.. 역시 댐핑 무한대 앰프 KO승..
3. 변동부하에서의 전압신호 변동...
스피커는 비록 8옴이라고 부르지만. 실제 8옴이 아닙니다. 주파수별로 임피던스가 변합니다.. 8옴이라고 하는 것은 평균값으로 하기도 하고.. 혹은 최소값을 8옴으로 하기도 합니다.. 그럼 8옴의 스피커는 8~80옴까지 임피던스가 변하기도 합니다.. 극단적으로 최소값과 최대값만 비교를 해 보겠습니다..
댐핑1앰프에 8옴 부하 : 10V * 8옴/(8옴+8옴) = 5V
댐핑1앰프에 80옴부하 : 10V * 80옴/(8옴+80옴) = 9.09V
부하변동에 따른 전압신호왜곡 20*LOG(9.09/5) = 5.2dB
댐핑무한대앰프에 8옴 부하 : 10V * 8옴/(8옴+0옴) = 10V
댐핑부한대앰프에 80옴부하 : 10V * 80옴/(80옴+0옴) = 10V
부하변동에 따른 전압신호왜곡 20*LOG(10/10) = 0dB
부하의 저항값이 변해도.. 댐핑무한대앰프가 무조건 KO승!!!
4. 변동부하에서 스피커에 걸리는 전력의 변화
댐핑1앰프에 8옴 부하 : 5V^2 / 8옴 = 3.125W
댐핑1앰프에 80옴부하 : 9.09V^2 / 80옴 = 1.033W
부하변동에 의한 전력신호 변화 10 * LOG(3.125W/1.033W) = 4.8dB
댐핑무한대앰프에 8옴 부하 : 10V^2 / 8옴 = 12.5W
댐핑무한대앰프에 80옴부하 : 10V^2 / 80옴 = 1.25W
부하변동에 의한 전력신호 변화 10 * LOG(12.5W/1.25W) = 10dB
얼라??? 이건 좀 이상하다.. 다 댐핑무한대가 KO승인데.. 이것은 좀 이상하네???
오히려 신호의 전력값은 댐핑1이 더 유리하게 나오네???
재밌지요?? 1, 2, 3의 약점에도 불구하고 댐핑이 떨어지는 앰프가 4번에서 힘을 발휘할 수가 있습니다.. 그럼.. 어떤 경우에서 4번이 힘을 발휘할 수가 있을까요????
이것은 기일광님이 올리신 스피커의 Q값에 의한 공진주파수대의 변화를 보여주는 그림입니다... 물론 이 그림은 앰프의 저항이나 스피커선재 혹은 네트웍의 영향을 모두 무시하고 스피커 유닛자체의 Q 값의 특성만 비교를 한 것입니다...
가장 정특성을 보이는 Q 값은 0.71입니다.. 0dB 선을 가장 낮은 주파수까지 끌고 내려오지요?? 하지만.. 이 정특성값이 좋은 것은 절대 아닙니다.. 오히려 음향적인 효과에서는 1.0이나 1.4처럼 공진주파수대에서 약간 부풀어오르는 특성이 실제 음향공간에서 저역도 더 내려가고. 더 자연스런 소리를 내게 되는 것이지요...
이 그림을 올리는 이유는 앰프의 저항성분이 올라가면. 즉 앰프의 댐핑을 떨어뜨리면... 스피커의 Q값을 증가시키는 역할을 합니다.. 그 이유는 위에서 열거한 4번의 이유 때문에 그렇습니다..
그래서 스피커와 앰프는 매칭이 중요합니다.. 특히 음압이 높거나 감도가 좋은 하이엔드스피커로 갈수록.. 이 영향이 귀에 더 잘들립니다...
세상 댐핑1이라는 극단적인 앰프는 존재하지 않습니다.. 역시 마찬가지로. 댐핑무한대의 앰프도 존재하지 않습니다. 하지만 댐핑이 아주 높은 앰프는 존재하고 또 댐핑이 낮은 앰프도 있습니다. 이런 앰프를 스피커와 매칭을 할 때.. 이런 이론을 알면 보다 쉽게 좋은 소리를 만들 수 있습니다..
즉 스피커 자체의 Q값이 높다면 앰프의 댐핑을 올리는 것이 유리하고.. 스피커의 Q값이 낮다면.. 낮은 댐핑의 앰프를 사용하면 더 좋은 소리를 얻을 수 있습니다...
그리고 그런 예외적인 상황이 오디오를 하다보면 생각보다 자주 부닥치게 됩니다..