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아래의 글은 제가 대경랜드 배움터에 오래전부터 퍼놓았던 글로써...
김치호님의 글을 인용했던것이오니...
읽어보시고 님께서도 부족하신 부분을 보충하시기 바라겠습니다..!! ^^
제가 궁금했던것은 PCOCO나 OFC등의 일반적인 설명이아니라...
님께서 언급하셨던 "디지털방식에서의 사용하는 선재와 아날로그방식에서 사용되어지는 선재의 재질이나 결정이 다르다고 하셨는데...이게 어떻게 다른것인지 어떤 차이점이 있는것인지...??
그것이 궁금했을 따름입니다..!!
이상입니다..!!
1. 전선 재료의 특성
통상 일반인들에게는 대부분의 전선은 그 구성상에 있어 큰 차이가 나지 않는듯 보인다. 이것은 일부 특정 제품을 제외하면 거의 대부분의 전선이 동일한 구조 즉, 도체(Conductor), 절연체(Insulation)및 보호피복(Sheath) 으로 이루어져 있기 때문이다.
그러나 이와같이 동일한 구조를 갖고 있는듯 보이는 수 많은 전선및 케이블들이 서로 다른 전기적 특성과 수많은 사용 용도의 차이를 나타내는 것을 발견할때 전선을 처음 시작하는 초보자로서는이점이 가장 이상하게 여겨진다. 무슨 원인으로 인하여 비슷해 보이는 많은 전선들은 각기 서로 다른 특징을 가지게 되는 것일까?
이러한 질문에 대한 대답은 한마디로 단정짖기 대단히 곤란하며 여러가지 구성 요인들에 대한 올바른 이해가 있을때 비로서 케이블 특성에 대한 올바른 접근을 할수 있게 된다.
전선의 특성과 그 사용 용도를 결정짓는 요건들은 상당히 복잡하고 그들은 서로 상호 연계되어 있지만 그 중요 요건들을 열거하면 아래와 같다.
본 보고서에서는 위의 여러 요소들 중 전선 제품 설계와 그 특성에 있어 가장 기본이 되는 제품 원료에 대한 특성들을 간략히 살펴보기로 한다.
1) 도체
적합한 도체를 결정하기 위해서는 도전율 이외에도 기계적 강도, 경제성 그리고 가공성등이 종합적으로 고려되는데 현재는 주로 구리, 알류미늄 또는 알류미늄합금등이 많이 사용되고 있다. 현재 주로 사용되는 도체를 재질별로 분류하면 다음과 같다.
가. 연동선(A)
연동선 은 경동선에 비해 도전율이 높고 , 열처리(소둔)로 인한 유연성및 가공성이 우수하여 전선용 도체로 가장 널리 사용되고 있다.
나. 주석 도금 연동선(TA: 연동선+주석)
동에다 주석을 입힌 주석 도금 연동선은 동이 대기중에서 산화, 부식되는 것을 방지하고 납땜을 용이하게 하며, 가격이 비교적 저렴하기 때문에 널리 사용된다. 주석 도금 연동선은 150*C까지 사용 가능하며 그 이상의 온도에서는 급속히 산화가 진행되어 검게 변색된다. 도금의 두께는 용융석도금 의 경우 0.2-0.5*m 정도이며 전기석도금 의 경우에는 0.6-0.8*m정도이다.
다. 은 도금 연동선(연동선+은도금)
은 도금 연동선은 대기중에서 동이 산화, 부식되는 것을 방지하며 납땜성도 매우 우수하다. 200*C까지 사용가능하며 350*C정도되면 급속히 산화가 진행된다. 은 도금 연동선은 주로 불소수지 절연전선에 사용되고 있으며 은도금 두께는 보통 1-1.3*m 정도이다.
라. 니켈 도금 연동선(연동선+니켈도금)
니켈 도금 연동선의 사용온도는 300*C까지 사용 가능하며 니켈은 은보다 강하기 때문에 연선시의 도체표면에 흠이 없는 것이 장점이다. 니켈도금 두께는 1.27*m 이상 정도이며 항공기용 전선과 같이 특수용도에 한정적으로 사용된다.
마. 동복강선(Bare copper covered steel)
동복강선은 강선 주위에 일정두께의 동을 피복한 것으로 동에 비해 인장 강도가 뛰어나나 도전율이 2.5-3배 정도 낮고 신장율이 매우 적어서 가공하기가 비교적 어렵다.
그러나 연동선대신 인장 강도가 뛰어난 도체를 요구하는 경우에 있어 동복강선을 주로 사용한다. 동복강선을 사용할 경우 낮은 도전율및 신장율은 스킨 이펙트 현상에 의해 고주파용에서는 그 기대하는 성능을 충분히 만족시킬수 있으므로, 동복강선은 주로 고주파용으로 사용되는 동축케이블의 도체로 많이 사용된다.
바.일반용전기동
전선 도체에 사용되는 재료의 대부분은 동이며, 동의 대부분은 일반적으로 전기처리된 TPC(Tough Pitch Copper)가 쓰이고 있다. TPC는 산소를 함유(0.02-0.06%)하고, 도전율은 은 다음으로 양호하다. 대부분의 황인선은 바로 이러한 일반용 전기동에서 만들어 진다.
사. 무산소동(OFC, Oxygen Free Copper)
무산소동은 기존 TPC( Tough Pitch Copper)에 비해 산소 함유량과 기타 불순물을 적게 포함시켜 도전율을 향상시킨 것으로써 일반용 전기동(Tough Pitch Copper)에 비해 도전성및 내굴곡성, 열전도도, 용접성등이 우수하여 전선으로서의 수요가 증가하고 있다.
무산소동은 산소 함유량이 10ppm 미만으로 주로 고급 음향 기기용 전선도체에 사용된다. 일반적으로 동은 융점 이전의 고온에서 열처리함으로써 결정을 수십 배까지 크게 성장시킬 수 있으며 이렇게 거대 결정화된 OFC를 GC-OFC(Giant-Crystal OFC)라고 하며 이 GC-OFC를 연선함으로써 결정이 축방향으로 직선상 배열을 한 LC-OFC(Linear-crystal OFC)가 가능하게 된다. 이러한 LC-OFC는 결정 경계가 OFC에 비해 적음으로써 그 면을 통과하는 신호는 경계면의 영향을 줄일수 있게 되여 신호 왜곡현상이 현저히 줄어들어 고품질의 재생이 가능하다.
아. 일괄석도금(TA-SC)
핀단자에 전선의 도체를 감아 연결하는 Wrapping 접속에서 중요한 것은 접속의 신뢰성을 높이는데 있다. 종래의 연선을 핀단자에 감을 경우 wrapping중 연선에 공간이 생겨 신뢰성이 상대적으로 떨어질 가능성이 있기 때문에 종래는 Wrapping Wire용 도체로 단선이 사용되어 왔다.
그러나 Wrapping 접속부위에서 단선(斷線)이 발생하는 결점을 갖고 있어, 연선도체의 유연성과 굴곡성을 유지한 채로 Wrapping이 가능하도록 한 것이 일괄석도선이다. 일괄 석도선은 석도 연동 연선을 일괄 coating 한 제품이다.
자. 알류미늄(AL)
AL은 일반용 금속재료 중 동 다음으로 도전성이 좋고 가벼우며 또한 내부식성도 우수하여 도전재료로서 널리 사용되고 있다.
2) 절연체(Insulation)및 보호피복재료(Sheath)
절연체 재료로서는 전기특성이 우수한 것 외에 용도에 따라서 기계적 강도, 내열성, 내약품성, 내유성등을 고려해서 선택한다. 제조가공이 쉬운것도 중요한 요소이다. 전선의 보호피복(Sheath)의 목적은 도체/절연체를 사용장소/목적에 따라서 기계적/화학적으로 보호하기 위해 실시하는 것이다.
가. 폴리 염화비닐(PVC, Polyvinyl Chloride)
염화비닐의 중합물로서 아세틸렌과 염화수소를 반응시켜 얻는다. 내전압및 절연 저항 이 비교적 높아 절연및 Jacket 재질로 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 유전율 및 유전정접이 크기 때문에 일반적으로 고주파및 고전압용 절연 재질로는 사용되지 않는다. 난연성, 내유성, 내오존성 및 내수성이 좋다. 일반적으로 가소제, 안정제, 충진제등을 배합하여 사용하며, 배합에 따라 내열성, 내한성 및 경도 범위가 크게 변하므로 용도에 맞는 재질의 선정이 용이하다.
나. 폴리에틸렌수지(PE, Polyethylene)
에틸렌 중합물이며 일반적으로 저밀도 PE, 중밀도 PE, 고밀도 PE(HDPE)의 3종류가 있다. 유전율및 유전정접이 적고, 온도와 주파수에 따라 특성변화가 거의 없는 특징때문에 통신용, 고주파용의 절연체로서 널리 사용된다. 기계적으로 강하며 내약품성, 내용제성이 우수하며 특히 내수, 내습성이 뛰어나다.
다. 가교 폴리에틸렌(XLPE)
PE의 분자간에 가교반응 을 일으켜 그물 형상의 분자구조를 만든것으로 PE에 비해 기기적 강도및 내열성이 향상되어 고온에서도 잘 녹지 않는다. PE가 갖는 우수한 전기특성에 내열성을 보완하였으므로 전력케이블의 절연체로 널리 쓰이고 있다.
라. 발포 폴리에틸렌 및 가교 발포 폴리에틸렌
발포 폴리에틸렌은 PE에 발포제를 가해 발포시키거나, 또는 용융PE중에 직접 Gas를 압입하여 불활성Gas를 독립 기포상에 혼재시킨것으로 주로 통신케이블의 절연체로 사용되고 있다.
발포제를 변화시킴에 따라 저유전율을 어느 정도 임의로 얻을수 있고, 유전정접도 작으므로 같은 감쇄량 의 경우 PE보다도 절연두께가 얇게 된다. 가교 FPE는 FPE에 전자선을 조사하여 가교한 것으로 내열성및 기기적 강도가 한층 보강된 재질이다.
마. 폴리프로필렌 수지(PP, Polypropylene)
폴리프로필렌을 중합시킨것으로 비중이 0.90-0.91로 플라스틱중에서 가장 가볍다. 내열성, 기계적 강도는 PE보다 우수하며, 전기적 특성 특히 고주파 특성이 좋으며 절연 재료로 사용되고 있다.
바. 나일론(Nylon)
폴리 아미드수지의 일반적인 호칭이다. 기계적으로 강하고 내마모성, 내 cut-through성, 내 약품성이 우수하지만, 흡습에 따라 전기적 특성이 저하되기 때문에 절연체로서는 사용하지 않고 Jacket재질로 사용한다.
사. 폴리우레탄 수지(PU, Polyurethane)
상온에서 고무와 같은 탄성을 갖고 있으며 인장강도 및 신율이 우수하고 내마모성이 훌륭한 Jacket재질이다. 또한 내후성 및 내유성 도 우수하다.
아. 불소수지(Fluorocarbons)
모든 불소수지는 불연성(Non-flammable)이며 내열, 내약품및 내산화성이 극히 우수한 내열, 내식재료이다
* 이제부터는 선재재질과 음질경향입니다..!! ^^;
PCOCC선재와 은도금선의 음질은 약간 다릅니다..
은도금선들이 대체로 고역이 뻣는 경향입니다...
그러나 어느 재질의 선재가 음질적으로 더 우월하다고
하기는 힘듭니다...
케블의 경우,
시스템을 모두 하이엔드급으로 갖춘 경우가 아니라면 케블의 선택은 자신이 선호하는 경향과 시스템의 약점을 보완하는데 더 주안점을 두고 선택하는 것이 좋다고 생각 합니다...
제가 많이 쓰는 방법은
- 프리와 파워간은 음대역발란스가 잘 맞아있는 스탠다드한 선을 사용하고 주로 사용하는 소스측의 연결인터를 특색있는 케블을 사용하여 시스템전체의 음대역발란스를 맞추거나 자신이 선호하는 음 경향으로 튜닝합니다...
아래에 일반적으로 알려진 각 선재종류에 따른 것을 소개 합니다..
전적으로 믿을 수있는 것은 아니고 소리경향은 참고하실수 있습니다...
케이블 재질
금속 도체로서 전기 전도성이 좋은 것은 은, 금, 구리, 알루미늄의 순서이나, 그 중 동이 도체로서 가장 많이 사용되고 있습니다. 그 이유는 가격이 저렴하며 전기 전도성과 가공성이 좋기 때문 입니다. 통상의 동선은 순도 99.9%의 3N (3 nines)이 표준으로, 제조 시 작업성을 좋게 하기 위해 산소를 불어 넣는데, 이를 줄인 것을 무산소 동선(OFC) 이라 하며, 산소 이외의 불순물인 금속, 유황의 제거 정도에 따라 6N(99.9999%), 7N(99.99999%) 등이 있습니다. 일본에서 시작된 선재 개발은 케이블의 고성능화로 이어져, 에너지 밀도감 및 정보량의 향상을 가져왔습니다. 그러나 일본의 경우, 지나칠 만큼 금속 소재의 순도와 결정구조에 집착해 측정 할 수 없는 순도 99.999999%의 동선을 개발 하기도 하였으나, 이것이 최고의 케이블이 되지는 못 했습니다. 케이블의 음질 개선은 서두에서도 언급 했듯이 어느 한 두 가지의 고 성능화로 이루어지기가 어렵습니다. 음질은 동전의 양면과 같아서 득과 실이 동시에 존재 합니다. 예를 들면 선재의 고 순도화는 음질의 순도를 높이기는 하지만 일반적으로 직류저항을 증가 시키는데, 이는 케이블의 에너지를 감소 시키기도 합니다. 또한 케이블은 선재 자체의 특성에 의해 음질이 영향을 받기도 하지만, 그 보다는 케이블의 피복재질, 선재의 배열 등에 의해서도 많은 영향을 받고 있습니다. 따라서 순도 99.9999%의 6N케이블 보다는 순도 99.99%의 OFC 케이블의 음질이 더 좋은 경우가 허다 합니다. 그러므로 오디오 케이블을 선택할 때 선재의 순도나 공법에 지나치게 연연하지 마시기 바랍니다. 대부분 너무 과장되어 뻥을 튀기고 있다고 보시면 됩니다....
실제로 전세계 프로용 제작스튜디오에서는 고순도동선이나 은선을 사용하는 곳은 없습니다...고순도가 될수록 물리화학적으로 불안정하여 쉽게 순도가 무너지고 단기간내에 일반선재보다도 전도도가 많이 저하됩기 때문입니다...일반적인 공법의 동선에서는 약 15년간 좋은 전도도를 유지하다 그이후 전도도가 급격히 떨어져 교체하게 되지만 OFC나 LC-OFC, PCCOC계통의 선재들은 3년이 못가서 일반선재보다 전도도가 더 떨어져서 교체해야만 합니다...한마디로 순도니 공법이니 하는 것은 상업성 PR에 그치는 경우가 대부분 입니다...
일반 동 (TPC)
TPC는 Tough Pitch Copper, 일반 동선을 말하며, 작업성을 위해 산소를 불어 넣어 동을 녹인 다음, 급격히 냉각시켜 제조하는 방식으로, 대량 생산방식에 적합한 공정 입니다. 이 방식은 금속이나 유황 그리고 산소 산화물인 아산화 동이 첨가 되어 있으며, 산소 함유량이 3000-4000PPM, 순도는 99.9%인 3N 동 입니다. 그러나 특수 용도의 순도 99.99%인 4N의 일반 동선도 생산되고 있습니다.
무 산소 동 (OFC)
OFC 즉 Oxygen Free Copper는 무 산소 동선을 말하며, 고 순도 동선 개발의 시발점이 된 선재이며, 동을 녹여 냉각 시킬 때 산소를 불어넣는 기존의 TPC 방식이 아니라 산소에 의해 발생되는 아산화 동이라는 동 불순물을 제거하기 위해 산소 함유량을 10PPM 이하, 기타 불순물도 99.99%까지 줄인 4N 제품입니다. 초기의 음질 경향은 탁한 음이 제거되고 음의 순도가 높아져 명료도가 향상 된 것처럼 보이나 계속 지속되지는 않습니다..지속기간을 연장할려면 밀봉을 확실히 해야 합니다..
거대 선형 무산소 동선 (LC-OFC)
LC-OFC는 Linear Crystal Oxygen Free Copper, 즉 거대 선형 결정 무산소 동선을 말하며, 금속 결정의 경계면에 음질을 왜곡하는 어떤 무엇이 있을 것이라는 이론에 근거로 개발된 동선입니다. 동은 녹은 상태에서 급냉 시키면 미세한 결정구조를 가집니다. 결정이 많으면 신호전달에 장애가 된다는 이론에 근거하여, OFC 동선의 결정구조를 크게 하기 위해 동을 서서히 냉각시켜 결정을 크게 한 다음, 결정구조를 강제적으로 선형으로 길게 늘인 것 입니다. 이 방식은 결정구조를 선형으로 늘리는 과정에서 기계적인 스트레스가 발생되고, 가공시 열이 발생되기 때문에 결정구조에 영향을 주므로 음질 열화의 원인이 되기도 합니다.
단 방향성 무산소 동선 (PCOCC)
PCOCC는 Pure Crystal Ohno Continuous Casting, 단방향성 결정 무산소 동선을 말하며, LC-OFC가 결정체를 강제적으로 늘리는 과정에서 동선에 열과 물리적 스트레스가 발생되어 음질에 악영향을 준다는 검증이 안된 이론에 근거하여 개발 되었으며, LC-OFC에 비해 서서히 냉각 시킴으로서 선재를 하나의 결정체로 만든 것 입니다.
재 열처리 동선
동일한 동이라도 도체의 결정구조, 열처리 방법, 순도에 따라 물성이 크게 달라집니다. 동은 순도가 높을수록 부드러운 물성을 갖게 됩니다. 케이블에서 강도는 전기적으로 주목 받는 요인은 아니지만 음질과 연관이 있습니다. 일반적으로 단단한 동선은 딱딱한 소리가 나며, 반대로 연성의 도체에서는 부드러운 소리가 납니다. 강도가 높은 도체로는 LC-OFC, PCOCC가 대표적인데, 이들은 단결정 구조가 변화 되는 것을 막기위해 열처리 과정을 거치지 않습니다. 그러나 열처리를 거치지 않은 동선은 선재 가공에서 발생되는 기계적 압박, 즉 스트레스를 받기 때문에 결정구조에 영향을 끼치게 됩니다. 이 때문에 기계적 스트레스를 줄이기 위해 행하는 약간의 열처리를 한 것이 뮤 도체이며, 더욱 강한 열처리를 행한 것이 멜톤 도체 입니다. 이것은 기존의 LC-OFC나 PCOCC와는 다른 구조의 재결정화가 이루어져 다른 도체로 된 것입니다.
은선 (Silver wire)
은은 동보다 우수한 전기적 특성을 지니고 있습니다. 특히 전기저항이 적다는 것인데, 이것은 오디오 케이블에 있어 분명히 유리한 점 입니다. 특히 은은 구리에 비해 산화된 상태에서 장점을 가지고 있습니다. 즉 동은 산화가 쉬워, 산화된 동은 반도체와 같은 피막을 형성하는데 반하여, 산화 은은 화학적으로 안정 되어 있어 도체로서의 역할을 충분히 수행 할 수 있다는 점 입니다. 일반적으로 은 도체는 정보량은 많으나 고 음역에서 강하고 독특한 광채를 발해 개성이 너무 강하다는 이미지가 있으나 동선과 마찬가지로 계속적인 고순도화와 열처리법으로 많은 개선이 이루어지고 있습니다. 따라서 오디오 전용선으로 개발된 최근의 은 코팅된 OFC 선재는 일반 통신용 은선과는 달리 정보량이 많으면서도 부드러운 음을 내 줍니다.
알루미늄 선 (Aluminum wire)
알루미늄은 은과 마찬가지로 매우 개성이 강한 도체입니다. 알루미늄은 동 보다 전기저항이 다소 높으나 고음역에서 특유의 색깔로 매우 개성있는 소리를 내 줍니다. 따라서 은 또는 구리와 혼합된 알루미늄 선재는 독특하고 품격있는 음을 내 주기도 합니다.
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딴따모님 글 잘 보았습니다...
질문하신것중 제가 아는데로 답해드리겠습니다...
보통많이 사용하는 일반동선(TPC)
TOUGH-PITCH COPPER 의 약자로 급격히 냉각시킨 대량생산을 위한 목적으로 만든 동선으로서 작업성을 좋게하기위해산소를 첨가하지요...
보통 순도는 3N으로생산되며 4N도 생산됩니다
무산소 동선(OFC)
OXYGEN-FREE-COPPER의 약자로 말 그대로 무산소동선입니다
이건 동을냉각할때 산소를제거한(일반동선은 산화동이 들어있으나 이건 그것을 없에기위한)순도 4N 의 동선을 일반적으로 말하는걸로 압니다...
일반동선보다 음이 더 맑아지죠...
LC-OFC(이건 뭐라칭하는지 잘 모르겠습...거대선형 무산소동인가..?)
(이건 영어 약자도 모릅니다...죄송...^^)
L~~~ CRYSTAL OFC인데....이건 일반 OFC선보다 그 결겅체를 더욱 크게하여음질을 향상시킬 목적으로 개발된 선입니다...
일반적으로 금속은 급냉시 결정구조를 갖는데 이 결정구조가 음질에 영향을 줄거라는 가정하에 나온 제품이지요...
PCOCC(단방향 무산소 동선)
PURE CRYSTAL ~~~ ~~~ ~~~(이것도 잘 모릅니다...이해해 주시길...가방끈이 짧아서...^^)
이건 말 그대로 단방향성 결정 무산소 동선이며 LCOFC를 하나의 결정체로 만든것으로 결정구조를 만들때 물리적 스트레스를 줄인 제품으로 일본선제 회사이름으로도 알고있습니다...(거기에서만듦)
그리고 은선이나,알루미늄선등도 많지만 다 아시리라생각하고,
위 선제들을 재 열처리를 하거나 경도를 다르게하여 여러방면에 사용하고 있습니다...저도 아직 자세히는 좀...
디지털과 아나로그송신에도 분명 결정체가 다른 선제를 이용하고,
선제의 결정이 그 선의 음악적 특성을 가장크게 좌우한다고 알고잇습니다(같은 재료일때...)
또 발란스 방식은 그라운드와 마이너스를 다르게사용하는것으로 일반적인 RCA(데크출력이라든지,엠프 입력시)의 경우는 마이너스와 그라운드를 공용으로 쓰는걸로 알고있습니다...
4심동선같은 경우에도 3개를 플러스로쓰고 하나를 마이너스로 쓸수도 있고,두개씩,아님 그냥 하나씩사용하고 나머진 사용안할수도...이런식으로라면 사용방법이 무지 많아지겟죠...^^이렇게 방법에따라 음질은 달라진다고 알고있으나.....그 차이가 얼마나 나는지는 아직 경험해보지 못해서...^^
에구...지금 수업중인데.....더 이상 못스겠네여...
담에 또 기회가 있으면 ...