[Amp] Jeff Rowland_Concerto series

[산적]

Concerto Preamplifier/Integrated Amplifier

 

 

 

Model 501 Mono Amplifier (pair)

     

Model 302 Stereo Power Amplifier

   

" 하이 테크놀러지가 빚어내는 사운드 미학 "

ꊱ 프로필(PROFILE)

제프 롤란드(Jeff Rowland)concentra

하이엔드 앰프의 레퍼런스라 할, 초 호화판 대형 4 샤시 구성의 파워 앰프 모델 9을 선보인 이후 아날로그 시대의 마지막 프리 앰프로 지칭되는 프리 앰프 코히어런스와 그 동생격인 시너지 등을 계속해서 내놓고 있는 제프 롤런드 디자인 그룹의 신 모델 출시는 그대로 하이엔드 앰프의 규범적 비젼을 제시하는 것이 되어오고 있다.

이번에 그 계보에 추가되는 Concentra는 제프 롤런드로서는 첫 번째 인티 앰프의 출시이다. 요사이 하이엔드 앰프의 경향이 규모의 축소와 내실의 극대화인 점으로 볼 때, 이러한 제프 롤런드의 시도 역시 현재의 흐름에 적절히 부응하는 것이다.

ꊲ 구조

제프 롤란드(Jeff Rowland)concentra 내부 실장 상태

Concentra 인티 앰프의 골격을 보면, 기 모델 라인이 그러했듯이 제프 롤런드만이 가지는 첨예한 기술과 이념적 개발관이 고스란히 집중되고 있다.

알루미늄 불럭을 절삭한 다음 그 일부를 파내어 샤시를 구성하는 구조 설계는 하이엔드적 모양새와 고급 이미지의 추구 때문이 아니고 일관되게 집착해온 증폭단의 완전한 구조 격리를 실현시키기 위함이다.

이는 입력단에 특유의 젠센사(社) 입력 트랜스포머를 좌우 채널마다 한 개씩 채용하고 있는 것에서도 알 수 있는 것으로 전자파의 방해나 외부 전자계로부터의 자속 영향까지도 배제함으로써 순수한 음악 신호의 증폭만을 수행하는 앰프를 만들어내려는 의도이다.

ꊳ 설계

제프 롤란드(Jeff Rowland)concentra 알미늄 절삭을 통한 외형

Concentra 내부를 살펴보면 우선 앰프인티 앰프라는 점을 전제하여 언밸런스 및 밸런스 단자들이 설치되는 후면 입력단자부에 곧바로 메인 보드를 설치하고 이 한 장의 PCB에 입력 트랜스포머와 전압증폭부 및 볼륨 제어단을 모두 수용하고 있다.

제프 롤런드만의 노우하우가 담겨진 것이지만, 라인증폭단은 입력 트랜스포머를 거친 입력 신호가 극도의 절제된 최단거리경로로 증폭될 수 있도록 특주의 OP앰프와 최소형 정밀 저항들 그리고 컴퓨터급 초소형 커패시터만으로 구성되어 있다.

따라서 전압 증폭의 순도가 극히 높을 뿐만 아니라 초고속 증폭이라는 전대미문의 고효율 프리 앰프부가 실현되고 있다. 또한 이어지는 볼륨 콘트롤 역시 초고급 비디오관련 영상기기에서 사용하는 최소형 정밀 저항과 특주한 볼륨용 LSI를 배합하여 음질열화의 방지와 고순도 전송을 명쾌하게 끌어내고 있다.

이렇게 라인 증폭을 거친 음악 신호는 카다스제 케이블로 좌우측 히트 싱크에 부착된 파워 앰프로입력되어서 전력 증폭된 다음, 다시 카다스제 출력 케이블에 의해 출력단자로 출력된다. 물론 음질 순도 유지를 해치는 보호용 릴레이는 탑재되어 있지 않아서 이상 작동 시에는 서킷 브레이커에 의해 전원 자체가 차단된다.

전면 패널 쪽에 밀착하여 설치한 토로이달 전원 트랜스포머와 두 개의 매머드급 필터 커패시터는 알루미늄 링에 끼워져 있으므로 그 진동이 증폭단에 전달되지 않는 특이한 배치인데, 이것도 제프 롤런드만의 기술로써 교묘한 전원부 고정 방식이 되고 있다.

ꊴ 완성도

제프 롤란드(Jeff Rowland)concentra 명기라는 단어가 아깝지 않다.

이렇듯 구조 격리와 초고속 효율 증폭 등의 제프 롤런드식 기술이 담겨진 Concentra 내부는 마치 하나의 미술적 공예품을 연상시킬 만큼 정밀한 예술미를 보여주고 있다. 그런데 이러한 치밀하고 정교한 기술적 만듬새는 고스란히 Concentra 인티 앰프의 재생음이 되어 나타난다.

최고의 오디오 기술이 창조해내는 Concentra 사운드에는 그 구조 설계의 아름다움만큼이나 빼어난 미모와 기품이 담겨져 있는 것이다. Concentra 인티 앰프는 하이 테크놀러지가 빚어내는 사운드 미학이라 할 수 있다.

논리와 감성의 조화"

ꆲ 현(現) 최고의 앰프 설계 기법

제프 롤란드(Jeff Rowland) 모델 9

완성된 제프 롤런드의 제품을 들여다 보고 있으면, 우선 초강성의 독창적 외장 골격 구조에 놀라게 되며, 나아가 선진적 회로 기술과 다양한 설계 기법을 비롯하여 상식의 허를 찌르는 튜닝 및 조합에 다시 놀라지 않을 수 없다.

그러나 이처럼 화려함이 넘쳐 보이는 제프 롤런드의 모든 시도가 단순히 고난도 기술의 평면적인 집적으로 투입되어 있는 것은 아니다. 그 하나하나의 시도들은 모두가 ‘자연(自然)스러운 최선(最善)’을 향해서 치밀하고 정확하게 계산되어진 논리의 조합인 것이며, 시간을 통해 조금씩 숙성된 다음 완성된 결론들이다. 다만 제프 롤런드의 합리적 사고와 논리의 기저에는 늘 직관(直觀)에 호소하는 감성(感性)의 뒷받침이 숨쉬고 있다는 점이 다른 오디오 엔지니어들과 다를 뿐이다.

지난 십수년 동안 제프 롤런드가 그 특유의 논리와 감성으로 하나씩 숙성시켜 이룩한 기술적 성과들은 근래 발표해온 신 모델 라인에 그대로 담겨져 있으므로 이를 중심으로 제프 롤런드 사운드의 비법을 풀어본다.

ꆳ 하이엔드의 레퍼런스 파워 앰프, 모델 9

제프 롤란드(Jeff Rowland) Model9

1992년 1월 미국 라스베가스 CES에서는 하이엔드 앰프에 있어서 하나의 기술적 규범이 될만한 초대형 4샤시 구성의 모노럴 파워 앰프가 선보여졌다. 도합 4개의 몸체 무게가 200Kg을 상회하는 이 지나친 규격의 파워 앰프의 출현은 근래에 다극화로 치닫던 하이엔드 앰프의 주도권 경합에 마침표를 찍어 놓을 수 있는 ‘사건’이었다.

제프 롤런드가 자신의 출세작 ‘모델 7’을 발표한 후, 약 10년만에 회심(懷心)의 역작(力作)으로서 그의 철학적 엔지니어링 기법을 총집약시킨 새로운 레퍼런스 파워 앰프로서 ‘모델 9’을 내놓았던 것이다.

모델 9에 있어 우선 주목되는 점은 순수한 음악신호의 증폭을 외부로부터 완벽하게 분리하려는 시도들이 집합적으로 작용하고 있다는 것이다. 이러한 의도는 분명 제프 롤런드식의 감성적인 집착이겠으나 지난 십여년간 기술적 검증이라는 논리의 토대 위에서 서서히 숙성시키고 발효된 결론이기도 하다.

먼저 전원부를 별도 샤시로 분리시킨 것은, 바로 음악신호 증폭부를 보호하겠다는 강력한 의지의 표현이다. 이러한 의지는 전원부의 배터리 구동이라는 다음 단계까지 관통하여 이어지는 제프 롤런드의 이념인 것이다. 결과적으로 ‘순수한 증폭만이 앰프의 역할’이라는 이념은 모델 9의 회로, 부품, 구조, 외장의 어느 곳이든 도처에 깔려 흐르고 있다. 그러면 현재 하이엔드 파워 앰프 세계에서 레퍼런스의 위치를 확고히 하고 있는 모델 9의 기술들을 가늠하면서이같은 이념의 내용을 하나씩 짚어본다.

ꆴ 집념의 마감, 그 화려한 강도

제프 롤란드(Jeff Rowland) Model 9

모델 9의 두터운 전면 패널과 샤시 몸체는 초강성이면서도 경질이라 할 [1]항공기용의 두랄루민을 깍아내어 가공한 것이다. 이같은 외장 구조의 강화는 기계적인 진동을 낮추고 가급적 내부의 온도 상승을 발열시키려는 한편, 외부로부터의 전자기(電磁氣) 영향을 차단하기 위한 목적으로 채택한 것인데, 요약하면 단순히 앰프의 골격 강도를 높이려는 발상이라기보다는 앰프의 증폭부를 보호하려는 수단이라 하겠다.

전면 패널의 은은한 줄무늬는 빛을 받으면 광택이 증가하여 미묘한 반사를 일으키는 아름다움이 돋보인다. 이 독특한 마감 하나도 제프 롤런드의 끈질긴 집착이 이룩한 성과이다. 본래 알루미늄계의 패널 표면을 가공하다 보면 희미하게 무늬결이 형성되는 것에 착안하여 제프 롤런드와 가공회사인 [2]‘버택(VERTEC)사(社)’가 합작하여 창안한 방식이 바로 이 줄무늬 마감인데, 무려 4년간의 시행착오 끝에 얻어낸 성과라 한다.

샤시의 제작은 0.01mm 오차 내에서 절삭한 이후 알루마이트 가공을 거쳐서 마감되는 정밀성을 유지하며, 조립된 제프 롤런드의 제품들이 치밀하고 화려한 강도를 유지하는데 결정적으로 기여하고 있다.

ꆵ 황금 분할에 의해 조율되는 구조 설계

제프 롤란드(Jeff Rowland) 모델 9, 황금율에 의한 방열핀

초강성 샤시에 둘러싸인 ‘모델 9’은 내부의 음악신호 증폭을 충실히 보호할 수 있는 구조이지만, 여기에 더해 몇가지 기발한 보호책들이 추가되고 있다. 우선 대형의 파워불럭이 탑재되어 있는 좌,우측 방열기(히트 싱크)는 그 크기로 해서 특별히 제작된 것인데, 역시 항공기용 두랄루민을 절삭 가공한 것이다.

이 방열기는 일정한 두께의 핀 배열이 아닌, [3]황금 분할에 의해서 연속으로 그 두께를 변화시키는 특이한 구조인데, 방열기 자체가 특정 주파수에 공진하는 것을 막기 위해 채택한 대책이다. 같은 이유로 전,후면 패널 역시 가로 세로의 비율이 정수비가 되지 않도록 황금비에 의거하여 그 규격을 정하여 사용하고 있다.

또한 전부 카다스제(製)로 사용되고 있는 내부 배선재의 엇갈림과 그 조합도 마찬가지로 황금비에 의한 배분이 이루어지고 있으며, 회로를 담은 프린트 기판(PCB) 상의 신호 패턴의 규격과 흐름도 황금비의 분할을 적용하고 있다. 이러한 수단으로 얼마나 음질이 좋아지느냐 하는 문제는 결코 확정된 수치나 결론으로 답을 얻을 수는 없겠으나, 보다 더 우수한 증폭과 재생음을 추구해나가는 일관된 이념이 설계를 관통하고 있다는 것에 주목할 필요가 있다.

제프 롤런드의 이러한 설계 사상은 조화스런 앰프의 밸런스를 얻어내려는 투철한 의식의 결과로 ‘구조적 격리’를 더욱 완전한 것으로 하기 위함이기 때문이다.

ꆶ 완전 밸런스 회로의 완성

모델 9은 8옴 부하에서 300W의 RMS 연속 출력을 유지하는데, 4옴 부하에서는 600W의 RMS 출력을, 2옴 부하에서는 900W의 RMS 출력을 연속적으로 얻을 수 있다. 하이엔드 앰프로서 이 정도의 출력은 그리 대단한 내용은 아닐 지도 모른다. 그러나 모델 9의 출력 특성은 아주 미세한 레벨의 소출력 시에나 풀 파워의 엄청난 대출력에도 동일한 품질의 음상과 음질을 고스란히 유지한다는 위력을 지닌다.

제프 롤란드(Jeff Rowland) model5, model2

이것은 기술적으로는 전 대역에 걸쳐 음량에 관계 없이 높은 직선성과 균일한 부동의 [4]위상 특성을 가진다는 의미이며 나아가 [5]실질적인 S/N이 확실하게 유지되고 있다는 이야기가 된다. 또 이처럼 기복없는 물리특성의 유지는 곧바로 미묘한 음색 변화의 뉘앙스를 들춰내는 능력으로 나타나고 있으며, 애매함이나 과장됨이 없이 정확하게 밸런스를 유지하면서 산뜻한 울림을 만드는 비결로 연결되어진다.

한편 재생음 전반에 걸쳐서 더함도 덜함도 없는 음역 균형은 바로 모델 9이 가지는 중용의 밸런스를 바탕으로 만들어진 것인데, 이와 더불어 음의 윤곽에 군더더기가 전혀 없는 정밀한 음상 초점이 이루어지는 것은 가장 단순한 회로를 가장 명료하게 배치한 효과 덕분이다.

이상의 모델 9이 가지는 음질 특성은 제프 롤런드가 구사하는 여러 가지 하이엔드 기법들이 총체적으로 모여서 가능해진 것이겠는데, 이를 회로만으로 국한한다면 아무래도 완전 밸런스 회로의 집요한 추구와 그 완성에 기인하는 것이라 할 수 있다.

본래 완전 밸런스 회로에 대한 제프 롤런드의 집착은 대단한 것으로 그의 이념적이고 철학적인 밸런스 감각을 통해서 회로적으로만이 아니라 회로를 담는 기판 설계와 그 기판의 배치 및 배선 배합 그리고 회로부 전체를 포함하는 구조 설계에 이르기까지도 완벽하게 일관되어 흐르는 조형법이 되고 있다.

ꆷ 모델 9의 입력단 특성[그림 1]

파워 앰프 모델 9의 입력단은 제프 롤런드의 첫작품인 모델 7과 마찬가지로 FET 입력의 캐스케이드 차동 1단의 증폭부로 구성되어 있다.

우선 1단 증폭이므로 발진할 우려가 거의 없는 안정성이 확보되고 있으며, [6]캐스케이드 접속(Q1과 Q3, Q2와 Q4)이므로 직선성이 극히 우수한 광대역 증폭 특성을 유지해낸다. 또 캐스케이드 접속은 정전류 회로의 전원에 의해 가동되므로 DC 전원 노이즈의 영향을 배제할 수 있을 뿐만 아니라 전 증폭 대역에 걸쳐 높은 S/N을 유지해낸다.

이 입력 앰프부의 전압 증폭도는 2배와 4배로 선택할 수 있는데, NFB는 입력단 자체적으로
부가되어 있어서 출력단으로부터의 영향을 배제하고 있다.

가장 특징적인 것은 입력단이 완전 밸런스 신호의 차동 1단 증폭이면서 출력도 역시 완전 밸런스형 전류 출력의 형태를 취하는 차동 출력이라는 점이다. 이같은 완전 밸런스 증폭의 전송은 고역에 이르기까지 상당히 높은 [7]동상성분 제거비(CMRR)를 유지하게 해주는데, 입력단 회로 내에는 이 동상성분을 정확하게 제거할 수 있도록 고역용 CMRR 조정부를 설치해두고
있다.

이 때문에 모델 9의 입력 증폭부 내에서 발생하는 유도 노이즈를 완벽히 상쇄할 수 있고, 우수차의 일그러짐을 배제할 수 있으며, 나아가 어스 전위 변동으로 인한 불안정 동작의 위험으로부터도 해방될 수 있다.

한편 컴먼 모드 드라이브 스위치가 설치되어 있는데, 이것은 출력되는 밸런스 신호의 중점 전위를 검출해낸 다음, 밸런스 신호의 실드 쪽을 어스 전위 및 컴먼 모드의 양 쪽으로 선택할 수 있게 해준다.

ꆸ 모델 9의 출력단 특성[그림 2]

입력단의 출력 신호는 전류형 출력이므로 이를 받아들이는 출력단의 입력부에는 [8]커런트 미러 회로라고 하는 전류/전압 변환 회로가 채용되고 있다.

커런트 미러 TR의 에미터에 신호 전류를 입력시키면 이 입력된 신호 전류에 비례하는 고임피던스 신호 전류가 출력되게 되고, 다시 이 출력 전류는 전류/전압 변환 저항인 RB를 통과하면서 전압 신호( 출력 전류×변환 저항 RB)로 뒤바뀌게 된다.

그러므로 커런트 미러의 입력부를 채용하고 있는 모델 9의 출력단 입력부에 입력단으로부터 보내져오는 출력 신호 전류가 입력되면 결국 이에 상응하는 RB에 신호 전류가 흐르게 되고,따라서 이 신호 전류는 RB에서 신호 전압으로 변환되는 것이다.

이 때에 변환 저항 RB의 값을 크게 하면 할수록 최종적으로 출력되는 신호 전압은 크게 되므로 오픈루프 증폭도는 높아지게 된다. 대개의 증폭회로에서는 증폭도와 재생 대역 특성은 거의 반비례 관계가 있어서 증폭도가 높아지면 출력 대역이 좁아지는 것이 보통이다. 그런데 커런트 미러를 채용한 전류/전압 변환 회로에서는 변환 저항 RB의 크기가 증폭도를 결정하므로 증폭도를 상당히 높여도 출력 신호의 주파수 대역 폭이 좁아지지 않게 되는 것이다.

결국 모델 9은 커런트 미러를 채용함으로써 광대역 주파수 특성을 유지하는 높은 증폭도의 고 슬루레잇의 앰프를 시도하고 있는 것이다.

이렇게 변환 저항 RB를 통해서 전압으로 변환된 신호는 3단 [9]달링톤 접속의 에미터 플로워 출력단에서 최종 증폭 신호로 출력되는데, 최종 출력단의 구성은 [10]IGBT 출력 트랜지스터의 [11]6단 병렬의 푸쉬풀 구성인다.

보호회로의 부가 방식을 보면 필연적으로 음질열화를 수반하는 출력 보호 릴레이를 채용하지 않고, 다만 출력단에서 입력측의 커런트 미러로 DC 서보를 걸어서 DC 드리프트의 발생을 방지하고 회로에 이상이 발생하면 서킷 브레이커가 전원 자체를 차단하는 방식을 사용하고 있다.
출력단자는 리츠선재의 발진 방지 코일을 통한 것과 [12]카다스 케이블로 직출력되는 것으로 각기 달리 구성된 2계통이 준비되어 있다.

한가지 특기할만한 점은 출력단 증폭회로가 반전 증폭형이라는 것이다. 따라서 + 신호의 입력측 앰프는 출력이 -가 되고, - 신호인 반전 신호가 입력된 앰프는 출력이 + 가 된다.

출력에서 입력으로는 RF를 거쳐서 병렬형 전류 부궤환(NFB)이 걸려 있는데, 직렬의 입력 저항 Rｉ가 400Ω, 귀환 저항 Rｆ가 2ｋΩ이므로 출력단 전압 게인이라 할 전체의 증폭도(Rｉ/Rｆ)는 14㏈(5배)가 되는 셈이다. 따라서 입력부의 전압 증폭도를 6㏈(2배)와 12㏈(4배)로 선택 절환할 수 있으므로 모델 9 파워 앰프 전체의 증폭도는 출력단의 전압 증폭도 14㏈(5배)와 브리지드 접속으로 인한 증폭도 6㏈(2배)를 합치면, 26㏈(20배)와 32㏈(40배)의 선택으로 결정된다고 하겠다.

한편 이 파워불럭은 동일한 것이 두 개가 브리지드(BTL) 접속되어 있어서 각 파워 앰프는 상호 역위상의 입력 신호를 증폭하게 된다. 두 개의 각 앰프끼리는 푸쉬풀 작동하기 때문에 각 앰프의 우수차 일그러짐이 상쇄되는 이점이 있으며, 절반의 전원 전압만으로 동일한 출력을 낼 수 있고, 피크 전원 전류도 절반이 되므로 전원 변동의 우려도 대폭 축소되는 상당한 장점을 지니게 된다.

ꆹ 신호 라인과 완전 독립된 온도 보상 기법

제프 롤런드가 추구하는 특유의 폴리시 가운데 하나가 외부로부터의 신호 증폭 라인의 완전한 격리이다. 이것은 순수한 증폭만을 실현한다는 사상이어서 모델 9 전체의 구조 설계에 일관되게 적용되고 있다. 그런데 이러한 순수한 증폭의 추구는 증폭 회로 내에서도 마찬가지로 적용된다. 신호의 증폭 경로에서 완전하게 격리하여 독립적으로 작동하는 온도 보상 회로가 바로 그것인데, 그 기술적 내용은 다음과 같다.

보통 일반적인 온도 보상 회로를 보면, 온도 보상용 트랜지스터를 출력 트랜지스터들이 부착되는 히트 싱크에 함께 부착하고 이로부터 바이어스 회로까지 연결하는 배선 방식이 대부분이다. 그런데 이 경우에는 온도 보상용 트랜지스터와 함께 인접하여 부착된 출력 트랜지스터들이 대전류로 구동되는 탓에 전자유도 및 정전유도 등의 불필요한 잡음 요인이 발생하게 되고, 이는 미세하나마 재생음의 음질 특성과 S/N을 열악하게 만들 수밖에 없다.

때문에 모델 9의 설계에서는 히트 싱크 내에 내셔날 세미컨덕터의 LM35라는 고정밀 온도센서 IC를 부착해서 파워 트랜지스터의 열 상승으로 인한 온도 상태를 읽어내게 하는 전혀 새로운 방식을 채용하고 있다. 이 LM35라는 온도 센서는 온도 1도 변화가 10㎷의 출력 전압 변화로 전환되는 센서 IC인데, 이 센서 IC의 출력 전압과 기준 전압의 차이를 비교해내는 오차 증폭기를 통해서 커런트 미러의 입력부로 보내는 직류 전류를 조절하는 시스템이 제프 롤런드 특유의 온도 보상 기법인 것이다.

가령 출력 트랜지스터의 발열량이 증가하면 온도 센서의 출력 전압이 상승하고, 이는 다시 오차 증폭기의 반전 입력으로 전달되므로 오차 증폭기의 출력 전압은 내려가게 된다. 그러면 오차 증폭기의 출력에 연결되는 커런트 미러의 트랜지스터 Q1에 흐르는 전류가 감소된다. 이 때 두 개의 커런트 미러가 적용되는 것이므로 바이어스 저항 RB에는 Q1에 흐르는 직류 전류(오차 증폭기의 출력 전류)와 동일한 전류가 흐르게 되어있는 관계로 Q1에 흐르는 전류의 감소는 바이어스 저항 RB의 전압 강하를 가져온다.

따라서 바이어스 저항 RB의 전압강하는 전력 증폭을 담당하는 출력 트랜지스터의 바이어스 전압의 저하를 끌어내게 되어 아이들 전류가 감소하게 되므로 결국 출력 트랜지스터의 발열량을 감소시켜 준다.

이는 출력 트랜지스터의 온도 하강이 있는 반대의 경우에도 마찬가지의 과정을 거쳐서 곧바로 하강된 온도를 보상시키는 시스템이어서 앰프의 정상 가동 중에 출력 트랜지스터의 온도를 일정하게 유지하게끔 한다. 또 이 때에 바이어스 저항 RB에는 온도 보상을 위한 바이어스 전류와 3단 달링턴 구성의 전력 증폭단을 제어하는 신호 전류가 이중으로 흐르게 되므로 바이어스 전압과 스윙 전압이 동시에 산출되는 것이 특징이다.

ꆺ 초크 코일을 사용하는 +,- 분리의 AC 전원부

제프 롤란드(Jeff Rowland) Synergy

일반적인 트랜지스터 앰프의 전원부는 AC 전원을 다이오드로 정류한 다음 이 정류 전류를 대용량 필터 커패시터로 평활하는 방식이어서 필연적으로 고차 고주파를 포함하는 리플 파형의 유입이나 대 충전 전류의 강 자속 발생 등의 문제를 피할 수 없다.

따라서 모델 9의 전원부에서는 필터 커패시터 앞 쪽에 초크 코일을 채용하여 대 전류의 충전 속도를 완화시킴과 동시에 리플 파형을 정현파에 가깝도록 유지시키는 초크 입력의 AC 전원부를 전격 도입하고 있다. 이것은 무효 전류를 감소시켜 주는 장점도 있거니와 제프 롤런드만의 기술적 기발함이 번득이는 대목이기도 하다. 또한 대규모 용량의 필터 커패시터의 순시 전류 공급 능력에 주목하여 최대한 정류 용량을 키우고 있기도 하다.

한편 토로이달형 전원 트랜스포머는 + 전원과 - 전원에 각각 한 개를 별도로 설치하고 그에 따른 정류 회로도 별개로 구성하고 있는데, 이는 트랜스포머의 센터 탭을 이용하는 한 개의 전원부 구성 시에 발생하는 어스 전위의 변동을 막기 위한 것이다. 즉, +와 -의 전원 별로 각기 전용 트랜스포머를 이용하여 별도의 정류 전원을 만들고 이 정류된 두 개의 직류를 합하여 안정된 어스 전위를 만들려는 의도이다.

이 외에도 전원 스위치는 후면 패널에 두고 전면에는 스탠바이 전원 스위치를 두고 있는데, 이것도 단순히 전원 공급용이 아니다. 스탠바이 오프의 상태에서는 정규 전원 전압이 걸려 있는 상태이지만 출력단의 아이들 전류가 저하되고 입력이 차단되는 작동 대기 상태가 되고, 스탠바이 온이 되면 곧바로 입력이 오픈되면서 단시간 내에 앰프의 증폭단이 최적 작동 상태에 이르게 되는 시스템이다.

ꆻ 전원의 완벽한 정화(瀞化), DC 배터리 구동 ----- 모델 9 DC

모델 9 파워 앰프는 전원부와 증폭부 본체를 같은 대형 샤시로 분리시킨 초호화판의 분리형 모노럴 타입인데, 모델 9 DC는 이 가운데 두 개의 전원부를 AC 필터링 대신에 배터리 전원으로 대체한 것이다. 배터리 구동의 시도는 AC 전원의 많은 문제점을 근원적으로 해결할 수 있는 대책으로서 전원의 완벽한 정화를 실현시키기 위한 대책이다.

우선 모델 9 DC의 전원부에 사용되고 있는 DC 전원 배터리는 마츠시타의 12V 연축전지4개로 구성되는데, 전지는 2개씩을 직렬로 연결하여 ±24V의 DC 전원을 앰프 증폭부 본체에 공급하게 된다.

AC 전원부를 사용하는 모델 9의 전원 전압이 ±43V이므로 모델 9 파워 앰프는 8옴 부하 시 MS 300W/CH의 출력을 유지한다. 반면 배터리 전원을 사용하는 모델 9 DC인 경우에는 전원 전압이 ±24V이므로 8옴 부하 시 RMS 100W/CH의 출력 유지가 고작이다. 그러나 전원이 배터리 구동일 경우 전원 임피던스가 10mΩ 정도로 극히 낮아지며, 순간적으로 공급할 수 있는 최대 전류가 모델 9의 5배에 달하는 500A에 이를 정도로 크게 높아지게 되어서 오히려 드라이브 능력은 대폭 향상되게 된다.

모델 9은 8옴 부하시 약 30W까지 A급 작동하는 것에 비하여, 모델 9 DC는 전원 전압이 절반 수준인 관계로 아이들링 전류를 크게하여 8옴 부하 시 약 50W까지 A급 작동하도록 바이어스를 설정할 수 있다는 것도 배터리 구동의 큰 장점이며, 리플 파형이나 AC 전원 노이즈의 영향을 완전 배제할 수 있는 순수한 DC 전원의 음질적인 향상 효과는 상당하다고 하겠다.

한편 [13]플로팅 충전 방식을 택하고 있는 DC 전원부는 배터리 앰프와 충전 회로를 병렬로 연결하고 있어서 저부하 시에는 충전 전류의 일부를 앰프 본체에 공급하고 대 전류의 고부하 시에는 배터리에서 전류를 공급하게 된다.

약 8년의 배터리 수명이 보장되고 있는 배터리는 AC 전원을 차단한 완전 DC 구동일 경우 대략 4시간 연속 사용이 가능하지만 AC 전원을 연결하여 플로팅 충전으로 사용하는 경우보다 수명이 짧아질 수 있다. 그러나 배터리의 필요 전압은 일정하게 유지될 수 있도록 감시되고 있어서 만일 일정 전압 이하가 되면 앰프의 동작이 자동으로 정지되는 시스템을 채용하고 있다. 따라서 어떠한 사용 방식을 택하여도 완전 방전으로 배터리를 상하게 할 우려는 없다.

ꆼ 용어 설명

[1] 항공기용 두랄루민 ; 두랄루민은 자기(磁氣) 왜곡을 야기하지 않는 비자성(非磁性) 금속인데다가 비중이 가장 가벼운 항공기용을 사용함으로써 전자기(電磁氣)의 영향을 배제하면서도 강도와 경질이라는 두가지 이점을 모두 활용하게 해준다.

[2] 버택사 ; 버택사(社)는 과거 미국의 군수용 가공품을 생산하던 회사였는데, 제프 롤런드와 만나면서 이제는 까다로운 제프 롤런드 모델의 전 샤시를 가공 제작하고 도금 도장하게 되었다고 한다.

[3] 황금 분할 ; 제프 롤런드의 신 모델 라인 전반에는 이 0.618이라는 황금 분할을 도입한 구조 및 회로 설계가 도처에 적용되고 있다.

[4] 위상 특성 ; 위상이란 시간축으로 일정한 증폭과 재생이 정확하게 지켜지는가를 알 수 있게 하는 특성치인데, 위상이 일정하면 대개 다른 물리 특성은 탁월해지기 마련이며, 고른 음질 특성을 보이게 된다.

[5] 실질적인 S/N ; 신호대 잡음비를 나타내는 물리 특성치가 S/N인데, 이 물리적인 S/N이 높다고 해서 반드시 좋은 재생음을 낸다고는 할 수 없다. 실제 재생음의 탁월한 정숙감을 느끼게 해줄 정도까지 잡음을 성공적으로 억제한다면, 분명 우리 귀에 직접 와닿는 실질적인 S/N의 청감 특성을 실감할 수 있게 된다.

[6] 캐스케이드 접속 ; 두 개의 트랜지스터를 직렬로 접속하는 것이 캐스케이드 접속인데, 이는 이미터 접지의 트랜지스터를 베이스 접지 트랜지스터를 직렬로 연결함으로써 고역의 직선성과 일그러짐 특성 등을 개선시킨다. 흔히 파워 앰프 초단과 프리 드라이버단에 활용된다.

[7] 동상성분 제거비(CMRR) ; 밸런스 전송과 증폭에서는 어스에 대하여 상호 역극성인 +와 - 의 신호가 동시에 전송되고 증폭되는데, 이는 다시 감산 처리되므로 이 +와 -의 두 개 신호에 유도되거나 개입되는 같은 위상, 같은 크기의 노이즈 즉, 콤먼 모드 노이즈는 결국 자동적으로 상쇄되어 제거된다. 이 때에 외래 잡음의 상쇄 제거되는 비율을 동상성분 제거비라 한다.

[8] 커런트 미러 ; 이는 트랜스 임피던스 회로라고도 하는데, 전류 입력을 전압 출력으로 변환하는 역할을 수행한다. 이 회로는 높은 증폭도를 실현하면서 넓은 주파수 대역을 유지하기 위해 주로 사용된다.

[9] 달링톤 접속 ; 달링톤 접속은 극히 미세한 베이스 전류로 많은 량의 컬렉터 전류를 끌어내기 위해 사용되는데, 콤플리멘터리 회로의 드라이버단에 흔히 활용되어진다.

[10] IGBT ; IGBT는 일반 바이폴라 트랜지스터와 MOS FET의 장점만을 겸비시켜 만든 신 소자로서 높은 해상도와 부드러운 음질을 동시에 추구하는 경우 사용되는 것이 보통이다.

[11] 6단 병렬 구성 ; 한 채널 파워 앰프 내에는 한 세트 당 12개의 트랜지스터로 구성되는 두 대의 앰프가 브리지드 접속되므로 총 24개의 IGBT 출력 트랜지스터의 조합이 된다.

[12] 카다스 케이블 ; 모델 9의 내부 배선재와 입출력 단자류는 모두 미국 카다스의 것으로 통일 사용하고 있다.

[13] 플로팅 충전 ; 자동차에서 사용되는 배터리 충전 방식이 대표적인 플로팅 충전이라 할 수 있는데, 충전과 함께 항상 충전된 전류를 사용할 수 있다는 장점을 가진다.