300B_Single Amplifier.....제작 & 녹음

[J T KWON]

6922 SRPP + 12B4A + 300B_Single Amplifier
 
 

 
게인: 20db
증폭도: 10.5배
FFT: 20차 고조파
THD: 1.2%
출력파워: 7W
 
 

 
12B4A관의 로드라인을 그려보니 직진성 또한 상당히 좋아 보인다.

플레이트 전압 140V 
전류 22mA
바이어스 전압 -15.4V


증폭률: 6.5
관 내부저항: 1K
플레이트 손실률: 5.5W
관 전류: 34mA (max)

12B4A도 역시나 내부저항이 낮고, 전류를 많이 흘릴수 있으며, 플레이트 손실률도 높기에 드라이브 관으론 제격이다.
 
 

초단부 FFT
초단부의 파형의 이러한 현상은 상당히 좋은 소리를 내어주는 파형이 됩니다.
 

드라이브단 FFT
드라이브단의 파형으로 고조파가 많을수록 더 좋은 음질과 잔향감을 줍니다.
 

 
아웃트단 FFT
아웃트단도 역시나 20차 고조파를 형성했습니다. 좋아보입니다.
 
 

개인적으로 6922관을 좋아하는 관계로 초단관을 EF12관 대신 6922관을 사용해 SRPP(캐소드팔로워) 회로로 제작하게 되었다.
진공관앰프의 임피던스는 상당히 높다. 
따라서 임피던스를 최대한 낮춰주어야 하는데 그러기위해 5극관을 사용하기보단 3극관을 사용하는것이 임피던스 낮추는데 더 효율적이고, 캐소드팔로워 회로가 3극관을 그대로 사용하기 보단 훨씬 더 낮은 임피던스를 구현하기에 바람직하다.

3극관인 6922(6DJ8)관의 임피던스는 8k이다. 
이걸 캐소드팔로워로 구성하면 1.5k로 뚝 떨어지게된다.
일례로 진공관앰프의 전체 임피던스가 20k~30k라면 그에비해 출력트랜스의 임피던스는 3k밖에 안되기에 30k의 임피던스를 3k의 낮은 임피던스로 낮추기 위해서 출력트랜스가 상당히 힘들어한다.
당연히 출력트랜스가 부담 스러워 하므로 좋은 소리가 나올리 없을것이다.


*** 임피던스는 무엇인가? ***

신호라인에 흐르는 전파(전압과 전류)를 방해하는 역할을 하는것.
그러니 임피던스는 낮을수록 앰프에 좋은 영향을 끼치게된다.
앰프는 직류로 구동을한다.
그러나 일부분의 교류도 섞여 직류와 같이 흐르게된다. 
따라서 얼마만큼 교류를 잘 차단하느냐에 따라 앰프의 성능이 달라지는 것이다.
그래서 디지털앰프에선 임피던스를 낮추기위해 증폭되는 구간마다 추가 회로가 들어가기에 회로가 복잡해 지기 마련이다.

​초단부는 캐소드팔로워로 구성하여 앰프의 임피던스를 낮췄으며, 전류도 5.5mA로 좀더 흘려 6922관의 소리가 잘 살아나도록 하였으며,
드라이브단도 12B4A관을 사용해 전류를 22mA로 많이 흘려 소리에 에너지가 실리도록 설계 하였다.

​진공관앰프는 전압으로 구동되지만 전류를 무시하면 안된다. 
소리에 힘(에너지)가 실리기 위해선 전류를 되도록 많이 흘려야하고, 공급전압 또한 적절히 인가해주는 방식으로 잘 설계 하여야만 좋은소리의 앰프를 만들수있다.
그러나 일반적인 계산 방식의 회로 설계로는 정확한 증폭률을 계산해 내기가 까다로워 피드백(NFB)없는 회로를 구현하기가 어렵다.

​300B 출력단은 기존 1k저항에 100옴을 추가해 전류를 72mA에서 67mA로 살짝 낮췄는데 이유는 FFT파형(Fast Fourier Transform, 고속 퓨리에 변환)을 좋게하기 위함입니다.


*** 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) ***

신호(시그널) 속에 담겨진 파동 정보(주파수)를 분석하고, 파동의 크기를 그래프로 표현해주는 변환 방법. 
따라서 많은 FFT로인해 진공관앰프가 디지털앰프보다 잔향감이 더 살아있는 이유 이기도하다.
더불어 음질을 중요시해 300B관 히터의 바란스 저항을 47옴에서 20옴으로 낮춰 주었다.
보통은 300B 직렬관의 경우 바란스 가변저항 100옴을 사용해 중점을 맞춰 히터험을 줄이는것이 일반적인 상식으로 되어있는데 전혀 그럴 필요없다. 
그냥 일반적인 고정 메탈저항(20~47옴 저항)을 사용해도 히터 험은 거의 발생하지 않는다.

또한, 회로도에도 나와있지만 0.1uF 필름 캐패시터(0.1~0.68uF)는 히터의 양단에 연결후 그라운드에 접지해주면 히터험이 거의 잡히게된다.
직렬관의 경우 히터단자에 캐소드가 같이 붙어있기에 당연히 히터부도 음질에 영향이있다.
따라서 히터부에 붙는 바란스 저항이나 직렬관 험을 줄이기위한 0.1uF 필름 캐패시터 역시나 용량에따라 음질이 달라지기에 적정한 용량의 캐패시터를 사용 해야만한다.

​아울러 음질을 중시해 피드백도 걸지 않았다.
앰프에서 피드백 저항이 있는것과 없는것의 소리차이는 많이 다르다.
일례로 기존 가지고계신 앰프에 피드백 저항이 걸려있다면 떼어내고 소리를 들어보시기 바랍니다.
소리가 확연히 다르고 더 좋게 들리는것을 체감하실수 있으실 겁니다.
다만, 피드백 저항을 제거하면 높은 증폭으로 인해 볼륨을 높이게되면 소리가 찌그러지기에 부득이 피드백 저항을 부착할수밖에 없을겁니다. 그러나 볼륨 9~12시 방향 정도의 낮은 음량에선 피드백 저항을 제거해도 소리가 찌그러지지 않습니다.

​증폭을 높게한후 피드백(NFB)를 거는 방식의 회로 설계는 가장 많이 사용하고있는 방법인데요...이건 바람직한 현상이 아니라봅니다.
회로를 잘 설계하여 적정한 증폭을 해주고 출력관 바이어스 값만큼의 증폭만 인가해 준다면 피드백없는 회로설계가 가능하며 이는 좋은소리를 내어주는 앰프가 될것입니다.



*. Source: YouTube Music
*. DAC: SMSL PL200 CDP
*. Pre Amp: C3g + 6922_HalfKill Pre Amplifier
*. Power Amp: 300B_Single Amplifier
*. Volume: 24 Step_50k Constant Impedance Attenuator (50k 정임피던스 어테뉴에이터)
*. Speakers: Fyne Audio F500
*. Recording Device: Galaxy Phone



Ave Maria_Cello and Orchestra

https://youtu.be/xie74B6Ga5E?si=qL15t2VbLn3Y6ihG

[별디오]

요즘 FET 리플필터 때문인지 300B 제작시 고주파 노이즈가 많이 발생하고 있는데 혹시 고주파 노이즈 발생을 경험 하시거나 대책이 있는지 궁금합니다

[J T KWON]

제 사견으론 FET 리플은 문제가 없습니다.
다만 300B가 직렬관이라 고주파 노이즈 보단 히터를 AC로 인가하다 보니 히터험이 많이 나더군요.
저도 나름대로 잡기는 했으나 100% 완벽하게는 못잡았습니다.

60Hz 히터험은 필름캡 0.47uF~1uF정도를 히터의 양단에 부착후 접지해주면 효과가 좋았습니다.

노이즈는 경험해보질 않아서 정확한 원인은 모릅니다.
혹시라도 PCB를 사용하셨다면 PCB에서 노이즈가 잘 발생하기에 그라운드에 비아를 많이 내주어 PCB 윗면과 뒷면을 연결해 쉴드 처리를 해주어야 합니다.