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앰프(Amplifire) 미학의 키워드

작성자: 킹사운드 csmaster@kingsound.co.kr
2006-11-15 조회 5448
지난 1970년대는 드라이브하기가 까다로운 스피커가 등장하면서 시작된 '앰프의 수난 시대'였다고 할 만하다. 따라서 여러 문제에 대응하는 새로운 앰프의 요구는 그때부터 시작되었다고 해도 과언이 아니다. 또한 1982년 CD의 등장과 함께 앰프의 수난 시대는 제2기를 맞게 되고 설계자를 부치김에 따라, 앰프 개발자들은 경쟁하듯 새로운 앰프를 연이어 내놓게 되었다. 앰프의 수난 시대를 살아온 오늘날의 앰프에서 볼 수 있는 앰프 미학의 면면을 살펴보자

파워 리니어리티와 스피커 그리고 환경과의 관계

이른바 저부하 드라이브 능력이 크게 주목받게 된 것은 아포지 등으로 대표되는 저임피던스의 모델 가운데서도 극히 능률이 낮은 스피커가 출현한 1970년대로 거슬러 올라간다. 이들 스피커가 출현하자 특정 앰프로 울릴 수 '있다' 혹은 '없다'라는 사용자들의 목소리가 높아지면서, 미국의 트랜지스터 앰프 설계자들이 노력하게 된 것이 이의 시발점이라 할 수 있다.

저부하 드라이브 능력이란, 결국 낮은 임피던스의 스피커를 울릴 수 있는가, 그렇지 않은가 하는 것이다. 그렇지만 '울릴 수 있다'는 것은 사실 애매한 말이다. 어떤 스피커에서 어떤 음악일 때 어떤 음질이 되는가 하는 문제도 있고, '울릴 수 없다'는 경우라면 혹 앰프가 아예 다운되어 버렸다는 의미인지 어떤지를 알기 어렵기 때문이다.

파워 리니어리티는 저부하 드라이브 능력을 구체적인 수치(제조자의 보증치)로 표시한 것으로, 스피커의 임피던스에 상응하는 저항을 8옴, 4옴, 2옴, 1옴 (물론 6옴, 3옴이라도 괜찮다)으로 할 때 앰프의 최대 출력이 어떻게 변화해 가는가를 보고, 저부하에의 대응력을 파워의 절대량과 함께 객관적으로 표시한 것이다.

파워 리니어리티를 해석할 경우 여기에 나타나 있는 숫자를 보고,
1) 옴의 수치가 얼마까지 표시되는가 ?
2) 출력의 직선성이 어느 정도인가 ?
3) 파워의 절대량은 있는가에 관해 고려할 필요가 있다.

파워 리니어리티는 문자 그대로 부하에 대한 출력 변화의 직선성이기 때문에 옴의 수치에 따라 낮은 부하로의 대응 한계를 알며, 출력의 직선성 여부에 의해 파워부에서 견뎌 내는 최대 전류나 전원부의 전류 공급 한계를 추정할 수 있다. 그러나 더욱 유의해야 할 사항은 파워의 절대량이다. 파워 리니어리티가 본래 논해진 원인인 저임피던스로, 더구나 극히 능률이 낮은 스피커를 충분히 소리를 낸다는 점에서 당연하다.

요컨대 어떤 스피커를 어느 정도의 음량으로 재생할 것인가를 전제로, 파워의 절대량과 리니어리티를 보면 된다. 아무리 우수한 리니어리티라도 출력의 절대량이 사용 기기와 환경 또는 요구하는 음량에 어울리지 않으면 의미가 없다.

기기 품평을 하면서 파워 리니어리티를 그대로 구동감과 연결시켜 설명하려는 경우가 많은데, 저부하 드라이브 능력과 구동감은 별개의 것으로 생각하는 편이 좋다. 뛰어난 파워 리니어리티는 대체로 파워 트랜지스터, 특히 전원의 대용량화를 도모하고 있기 때문에 좋은 음의 한 조건이라고는 말할 수 있지만 음질을 그것만으로 다 말하는 것은 불가능하다.

절대량이 크고 우수한 파워 리니어리티는 과부하의 조건일 경우에도 온전히 울려 주어 안심하고 순음악적인 요소를 만끽할 수 있게 해주지만, 한편으로 무리한 부하 조건의 스피커를 사용하지 않는 한, 전혀 쓸모가 없다고 하는 해석도 있어, 앰프 미학의 대립 구도로 부각되고 있다. 그 일례가 싱글 푸쉬풀과 다수의 패러렐 푸쉬풀의 대립이다.

푸쉬풀과 싱글, 푸쉬풀은 페어 조건이 중요
앰프의 출력은 1970년대 이후부터 앰프 미학을 상징하는 주된 요소였지만, 점차 출력단을 심플하게 한 중규모 출력의 앰프가 영국제를 중심으로 많이 나타나고 있다. 또 인티그레이티드 앰프도 고출력 일변도에서 '작은 것이 아름답다'를 표어로, 출력을 억누르고 리니어리티를 중시하는 방향으로 교체되고 있는 경향을 엿볼 수있다.

'작은 것이 아름답다'를 추구하는 앰프는 출력단을 싱글 푸쉬풀 혹은 2패러렐 푸쉬풀에 한정시키며, 일부 모델에서는 다수의 패러렐 푸쉬풀은 음이 번진다고 지적하거나 또는 로우 레벨의 음질이 좋지 않다며 그 우위성을 어필하고 있다.

푸쉬풀(Push-Pull) 이라는 회로 방식은, 말 그대로 누르거나 당기는 동작을 한다. 자석에 S와 N이 있듯이 전기에 플러스와 마이너스가 있는 것처럼, FET와 바이폴라 트랜지스터에도 이같은 플러스 동작과 마이너스 동작이 있다. 이 특징을 살린 푸쉬풀 회로는 성격이 다른 트랜지스터가 페어(쌍)를 이룸에 따라 효율 좋고 커다란 힘을 발휘한다.

쌍을 이루지 않은 한 개만으로 동작하는 방식을 싱글이라 하는데, 효율이 나쁘고 당연히 커다란 출력은 얻기 힘들다. 지금도 인기 높은 진공관식 앰프로 대표되는 순수한 싱글 파워 앰프는 A급 동작으로 한정된다.

푸쉬풀의 쌍 조건은 성격만이 반대로, 그 이외의 전기적 특성은 완전히 같은 것이 전제되고 있다. 이것이 무너지면 '왜곡'이 된다. 그러나 실용상 문제없는 레벨까지 페어 관리되며, 푸쉬풀 회로는 현재 전세계적으로 널리 만들어지고 있다.

푸쉬풀 회로는 최소 단위의 한 개씩으로 페어를 짠 경우에 싱글 푸쉬풀이라 하며, 파워 앰프 한 대에 총 두 개(스테레오로 네 개)의 파워 트랜지스터가 사용된다.(앞서 설명한 푸쉬풀에 대해 싱글과 혼동되는 경향이 있으니 주의가 필요하다).

이에 비해 두 개씩 병렬(패러렐 접속)로 짜여진 경우를 2패러렐 푸쉬풀이라 하며 총 네 개(스테레오로 여덟개)가, 열 개씩 짜여지면 10페러렐 푸쉬풀이라 하며 총 20개의 트랜지스터(스테레오로 40)가 이용된다.


꿈의 앰프의 실현은 결국 물량 세계에서 가능해..
한 개를 두 개로 하면 전류는 두 배로 흐르게 되고, 저부하에서 보다 강하게 된다. 고출력화는 높은 전원 전압으로, 리니어리티는 전류의 대용량화에 대응시켜 패러렐 수를 많게 한다. 이 약속에 따라 또한 균형 잡힌 듯이 전원부도 강화되면 하이 파워로, 더불어 파워 리니어리티에서 우수한 앰프가 가능하며 능률과 임피던스가 낮은 스피커를 흡족하게 울릴 수 있는 꿈의 앰프에 가까워진다. 결국 물량(혹은 코스트)의 세계다.

싱글 푸쉬풀 또는 2패러렐 푸쉬풀의 심플파가 지적하는 것은 이 패러렐 수로, 10패러렐이라는 말만으로도 그 많은 수에 놀아움을 금치 못한다. 그 이유는 다수의 패러렐 푸쉬풀은 특성이 잘 어울리지 않고 로우 레벨의 음이 번진다는 것이다. 그러나 이는 최하위의 몇몇 예를 전부인 양 말하는 것이고, 실제로 그러한 앰프는 드물다. 싱글 푸쉬풀에서도 페어 정밀도가 매우 중요한 것처럼 10페러렐 푸쉬풀에서도 그 열 개의 정밀도는 중요하다.

파워가 크지 않은 싱글 푸쉬풀 또는 2패러렐 푸쉬풀파는 능률과 임피던스가 극도로 낮은 스피커를 대으량으로 재생하지 않는 한 50W에서도 충분히 여유 있다고 하는, 경험으로 뒷받침된 실용적 가치가 높은 앰프 미학을 추구하고 았다고 해석할 수 있다. 따라서 재생 음량, 스키퍼의 타입, 공간의 넓이 등의 조건을 고려하면 양쪽의 설계 사상은 모두 없어서는 안될 미학의 세계다.

필터 콘덴서의 소용량파와 대용량파, 그리고 진동과 노이즈에 대한 도전
앰프 미학의 대립은 파워와 리니어리티의 원인인 전원부에도 있다. 예를 들어 필터 콘덴서의 소용량파와 대용량파를 들 수 있다. 전원 트랜스를 좌우, 플러스/마이너스로 멀티화를 도모하고 청감상 리플이 인정되지 않는 레벨까지 콘덴서의 용량을 적게 한 기기는 소용량파의 대표일 것이다.

전원 필터 콘덴서의 역할은 파워 앰프에서 공급하는 완전한 에너지원, 즉 직류 전원을 만드는 것에 있으며, 약간의 교류분도 없이, 초저역이 풀 파워로 넣어져도 무진장한 에너지원과 같이 끄덕 없이 전류를 계속 공급하게 되는 것이 본래의 기능이다. 이것이 대용량파의 전제가 되는 방식이다.

진동과 노이즈 문제에 있어 각 메이커들은 저마다 각양의 진동 대책을 시행한 새시나 케이스에 부품을 수납하며 나름대로의 완벽을 지향하고 있다. 스테레오 포닉한 울림, 신호 대 잡음비, 노이즈, 왜곡, 음의 선도, 조용함 등등의 단어를 사요하며 보다 완벽해지고자 노력하는 모습이다.

실제로 파워 트랜지스터는 파워를 올리면 귀로 들을 수 있을 만큼 음을 내며, 전원 트랜스는 좀더 크게 진동하는데, 어떠한 장소에 놓는가에 따라 음이 달라진다.

미약한 음악 신호를 지키는 밸런스 전송과 밸런스 증폭
CD플레이어의 출력을 피크(풀 비트0에서 2V, 평균적 출력을 200mV로 가정하고, 심야에 즐길 때는 그것을 60dB로 좁힌다면 볼륨의 출력 신호는 0.2mV가 된다. 피아니시모에서는 마이크로 볼트의 세계다. 평소 자주 듣는 마이너스 40dB의 위치에서조차 볼륨의 출력 신호는 MM형 포노 카트리지의 세계다.

프리앰프나 파워 앰프는 이처럼 이약한 음악 신호를 내포하고 있다. 스테레오 포닉한 입체적 울림과 정숙감을, 혹은 생생한 음색을 내고자 하는 데 있어서 그런 숫자 하나를 방관하는 것도 사실은 대단한 것임을 실감한다.

밸런스 전송과 밸런스 증폭은 가냘픈 음악 신호를 노이즈로부터 보호하는 테크닉으로, 고급기의 심볼처럼 수많은 앰프에 채용되고 있다.

밸런스 방식은 감산 동작으로 외부 노이즈를 캔슬하는 특징이 있는데, 홈오디오가 아닌 프로의 현장에서는 이미 오래전부터 실용적인 것으로 채용되어 왔다. 수십 미터나 둘러친 전송라인에 언밸런스를 사용한다면 '지-' 또는 '비-'하는 따위의 누구나 알 수 있는 노이즈가 발생한다.

그러나 가정용 오디오 기기에서는 그렇게 귀로 들을 수 있는 차원이 낮은 노이즈에 대한 대책을 위해 밸런스 방식을 채용하고 있는 것은 아니다. 무의식하의 노이즈를 어떻게 컨트롤하여 음질 개선에 유용하게 쓸 것인가 하는 등 고도의 것을 생각하기 때문이다.

밸런스 전송은 기기와 기기를 접속하는 전송 케이블에 노이즈 대책으로 밸런스 케이블을 채용한 방식으로, 예전부터 기기의 입출력에 트랜스를 넣어 밸런스화하고있다. 가정용 오디오 기기에서도 입출력만 밸런스화하여 밸런스 전송을 가능케 하고 있는 것도 많다.

밸런스 전송 케이블은 플러스(핫)용선과 마이너스(골드)용 선외에 어스용과 실드를 겸한 선 등 세 개의 선을 갖추고 단자도 3핀의 XLR이 사용된다.

밸런스 증폭은 프리앰프와 파워 앰프의 진폭 회로가 밸런스화된 것으로, 밸런스 전송 케이블과 같은 플러스용 증폭 회로와 마이너스용 증폭 회로가 어스를 기준으로 회로의 특성이 제각각 명확히 설계되어져 있다.

언밸런스 증폭 회로의 출력은 어스가 마이너스(골드)를 겸하고 있기에, 플러스(핫)만 한 개의 출력 단자를 가지며 싱글엔드라 불린다. 더블엔드는 플러스(핫)와 마이너스 두 개의 출력 단자를 갖고 있다.

그러나 신호 대 잡음비에 우수한 언밸런스 증폭 회로 모델도 많다. 언밸런스를 주장하는 설게자는 완벽하게 밸런스를 취하는것은 이론상으로는 있어도 현실은 불가능하다고 주장한다. 또한 밸런스 증폭 회로는 언밸런스 증폭 회로에 비해 두 배의 회로가 필요하며 너무 복잡하다는 이유를 가진다. 때문에 현재 거의 입출력의 밸런스화에 한정시키고 있다. 밸런스와 언밸런스는 앰프 미학의 대립의 가장 대중적인 화제이기도 하다.

단순 간결함과 구조의 미학도 빠뜨릴 수 없는 요소다 단순 간결의 사상은 신호가 흐르는 방법, 즉 구조 및 배선의 주요 사항에도 언급하며, 아름다운 음 만드기의 기법 중 하나로서 계속 경쟁하고 있다. 모노 구조, 시메트리, 기능별 배치, 로직 컨트롤, 와이어드 리모트 등의 방법이 구사되며, 최단 루트에서 좌우의 간섭과 전원부와의 간섭, 입출력의 간섭을 최소한으로 하여 회로 기판과 전체 배치를 완전하고 아름답게 꾸미고자 한다.

고급 프리앰프에서 보이는 톤 컨트롤과 필터, 스테레오/모노 전환, 라우드네스 등의 삭제는 그러한 집요한 음질적 추구의 결과다. 몇 개의 접점을 줄이는가, 얼마만큼 트랜지스터와 FET등의 회로를 줄이는가 라는 접근으로, 그중에는 파워 앰프와 스피커 사이에 채용되는 보호용 릴레이와 헤드폰 단자조차 음질 열화의 요인으로 삭제하고 있는 예도 많다.



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