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[휴가특집 별책부록] 여름앰프의 제작.. (2002. 7. 30)

글머리진공관과 부품의 선택회로설명글꼬리ㅣ  

 

1. 글머리

몇 달 동안 필자가 먹고사는 일 때문에 바빠서  자작은 물론 게시판 관리도 할 수 없었고 또한 집에 들어가서 음악들을일 역시 없었다, 그런 관계로 턴테이블에 먼지가 거짓말 조금 보태서 1미리 정도는 앉아있고, LP 판도 역시 그렇고 등등등...

여름 들어 장마철이 시작되면서 좀 한가하게 음악을 들어보고자 얼마 전에 시도를 해 보았는데 이제 시간이 좀 생기니 에어컨도 없는 방안에 진공관 앰프를 켜놓고 음악을 들어보려니 이것 역시 새로운 방법의 정신수양이 아닐까 하는 생각을 하게 될 정도로 짜증이 나는 일이 되어버렸다.

가뜩이나 더운 날에 진공관의 열기 역시 덥고, 또 따땃한 불빛 역시 겨울엔 그리도 좋더만 초복이 시작되고 중복까지 지난 이 여름철엔 시각적인 위협이 되어버려서 가뜩이나 더운 날씨가 더 더운 것처럼 느껴지게 되었다. 그래서 무엇인가 대책을 세워야 하겠다고 생각을 하고 구상해본 것이 지금 이기사의 여름앰프이다.

물론 대충 만들어서 혼자 즐길 작정이었으므로 원래는 이 기사를 쓸 필요도 없었지만, 이 앰프를 만들기 위해 머리를 굴리고 있을 즈음 오랜만에 풀빵의 함공자와 통화를 하게 되었고, 통화를 하던 도중 이 앰프에 대한 이야기를 하게 되었고, 그럼 이 앰프를 다음공동제작 아이템으로 하면 어떨까요 하는 물음에 마음대로 하세요 대답을 해주고 전화를 끊고 생각해 보니 앗 하는 소리가 절로 나온다.

필자 혼자 만들면 그냥 아무 샤시에나 대충 올려서 들으면 그만인데, 기사를 쓸려면 사진도 찍어야 할 테구, 그림도 그려야 하구 재미도 없는 글도 또 써야하구...(사실 글재주가 좋으신 분들이라면 금방 쓸 분량의 글도 필자는 열 번쯤 지우고 고치고 하기 때문에 이게 만만치 않은 작업이다. 게다가 먼저 제대로 만들어보구 튜닝도 하구 거기에 맞도록 그림도 그려야 되고.. 필자에겐 꼬박 2주쯤 걸리는 작업이다)

여하튼  화살은 시위를 떠났고 어차피 만들기로 생각했던 앰프니 우선은 만들어보기로 했다.몇 달 동안 필자가 먹고사는 일 때문에 바빠서 자작은 물론 게시판 관리도 할 수 없었고 또한 집에 들어가서 음악들을 일 역시 없었다.

2. 진공관과 부품의 선택
 

이 앰프를 구상하면서 필자는 몇 가지 기준을 세웠다. 우선은 명색이 여름앰프 임으로 장시간 틀어놓아도 열이 안 나야 된다는 것이 가장 큰 전제 조건이었고, 두 번째로는 크기가 조그마해야 한다는 것이다. 그 이유는 이 앰프가 이름이 여름앰프 이지만 그래도 여름한철 듣고 버릴 것은 아니기 때문에 서브앰프로서 사용이 가능해야 하기 때문이다.

그래서 여름이 지나가면 사무실에 놓고 음악을 듣는다든지 아니면 집안의 어느 곳에나 놓아두고 음악을 들을 수 있도록 작고 예쁜 앰프를 만들자는 게 필자의 의도이기 때문이다. 또 한가지는 만들기 쉽고 제작비도 저렴해야 한다는 조건인데, 서브앰프로 사용할 것이므로 가급적이면 저렴한 비용이 좋을테구, 간단해야한다는 조건은 요즘 같이 더움 여름에 앰프한대 만들자고 몇 일을 땜인두와 씨름한다면 이것 또한 짜증나는 일 이기 때문이다.

마지막으로 가장 중요한 것은 아무리 여름앰프이고 서브앰프라 할지라도 음질은 양보 못한다는 것이다. 모름지기 앰프라 함은 음악을 듣는 도구이기 때문에 모양이나 크기에 우선 순위를 빼앗겨 음악재생을 제대로 하지 못한다면 은 앰프라 할 수 없기 때문이다. 여하튼 간단한 앰프한대 만들자고 계획을 세워놓고도 이렇게 까다로운 조건을 만든다는 것은 필자인 내가 생각해봐도 웃기는 일이지만, 이런 조건을 통과한 앰프가 바로 이번 여름용 앰프인 12B4 싱글앰프이다.

바꾸어 말하면 이번 앰프를 만들기 위해 선택된 출력관이 12B4란 진공관이란 이야기이다. 우선 이번 앰프를 위한 출력관 선정에 있어서 필자는 나름대로 여러 가지 고민을 했는데 그 이유는 간단하면서도 소리도 어느 정도 좋고 값도 싸야하고 등등의 조건에 부합하는 관들이 별로 없었기 때문이다.

우선 간단한 앰프구성을 할 수 있는 관들로 알려진 것은 6BM8 이라는 복합 관으로 관 하나에 3극관 1개와 5극관 1개가 들어있기 때문에  달랑 2알만 사용하면 앰프를 만들 수 있긴 하지만 필자를 비롯한 여러분들이 많이 만들어본 관이기 때문에 신선도가 떨어져서 탈락. 다음으론 6BQ5나 6V6을 사용한 싱글구성을 생각해봤으나 이것 역시 간단한 앰프 구성에는 약간 오버 사이즈이고 또 흔히들 해보는 앰프이기 때문에 탈락..등등등 여러 가지 출력관을 가지고 고민하다가 최후에까지 남은 출력관이  12B4란 관과 13EM7(혹은 6EM7) 이란 2가지 출력 관이었다.

13EM7은 관 하나에 3극관이 작은넘 하나 큰넘 하나가 들어있는 GT 타입의 복합 삼극관이고, 12B4는 미니어춰 타입의 삼극관이다.(6BQ5보다는 작고 12AT7보다는 크다) 이 두 가지 출력관 모두 3극관이므로  음질은 좋고, 내부 저항이 낮은 관들이므로 특성이 좋고 출력관으로 사용하기엔 무리가 없는 관이다. 특히 13EM7관은 관 하나에 12AT7 정도 크기의 초단관 사용이 가능한 3극관과 그보다 좀 커서 출력관으로 사용할 만한 3극관이 함께 들어있는 복합 관으로 달랑 두 알만 올리면 앰프 구성이 되는(6BM8의 경우처럼) 관계로 끝까지 고심했으나 결국은 12B4보다 열이 많이 난다는 이유로 막판에 탈락되었다.

결국은 이러한 우여곡절 끝에 선택된 관은 12B4란 관인데, 이 관은 진공관을 많이 접해보신 분들은 익히 아시는 관 일 테고, 비교적 경험이 없으신 분들이라면 저런 관도 있었나 할만큼 생소하게 느껴지는 관 일 것이다. 12B4는 원래 TV의 수평 출력관으로 사용되거나 정전압용 레귤레이터 관으로 사용되는 진공관이다. 정전압용으로 사용되는 관들은 대개 내부저항이 낮아서 그 쓰임새가 많은데 아마도 이 부류의 관중에서 가장 대표적인 넘을 고르라고 한다면 필자가 예전에 기사를 썼던 5998이 그 대표적인 관이라 할 수 있겠다.

이 정전압용 관들은  내부저항이 낮기 때문에 여러 개를 묶어서 예전부터 OTL 앰프용 출력관으로 많이들 사용하였는데, 이 12B4란 출력관도 예전에는 한 채널에 20여 개씩 사용하여 OTL 앰프에 출력관으로 많이 사용하던 관이다. 최근에는 OTL용 출력관으로 사용할 수 있는 내부 저항이 더 낮은 소련제 출력관들이 많지만 예전에는 최근 관들에 비해 다소 내부저항이 높은 편인  5998이나 12B4도 많이 사용되었었다.  

각설하고 본론으로 들어가서 12B4란 출력관에 대해 알아보기로 하자. 아래의 그림 회로도 밑에보면 이 앰프의 출력관인 12B4와 초단관인 12AT7에 관한 데이터가 있다. 그 데이터에서 보듯이 12B4는 내부 저항이 1㏀인 낮은 내부저항을 가진 관이다. 5998의 경우에서와 같이 내부저항이 낮은 관들은 앰프를 만들었을 때 장점이 많아지게 된다. 그 장점은 같은 출력일 때 저항이 높은 출력관보다 일단은 더 많은 출력을 얻어낼 수 있으며, 재생 음의 대역이 훨씬 넓어지고 또한 저역의 스피드가 빠르며 스피커를 드라이브하는 능력이 좋아지는 장점이 있다.

이 앰프의 경우에도 필자가 만들어본 결과 관의 크기는 작고 크기 역시 샤시가 12Cm*20Cm로 예전 국판 교과서 만한 크기의 앰프이지만 출력은 2와트 정도로 45싱글 정도의 출력에 아마도 힘 자체는 45싱글보다도 더 좋은 앰프이었다. 특히 음질은 방열관이므로 직열관인 45싱글과는 약간 다르지만 5극관인 6BM8등의 싱글보다는 훨씬 고급스런 소리를 내어준다. 음의 경향은 5998과 비슷하고 출력은 5998의 반 정도인 앰프로 방열 삼극관 고유의 소리를 들려주었다.

예전(벌써 7년 가까이 된 것 같다)에 5998 싱글앰프 자작기사를 쓰면서 필자가 5998싱글 앰프를 평하며 Poor man's 300B라 평한 적이 있었는데  그렇다면 이 12B4 싱글앰프는 Poor man's 45 쯤 되는 앰프가 아닐까 한다. 왜 그러한가 하면 우선 12B4란 관 자체가 출력 관으로는 별로 쓰지를 않는 관이므로 값이 싸다. 인터넷상에서 가장 관 값이 비싼 편에 속한다는 Tube Wold 에서도 10불 이하에 살 수 있는 관이기 때문이고, 초단에 쓰인 12AT7 이란 관역시 가장 흔한 진공관 가운데의 하나다.

또한 아래의 회로를 보면 아시겠지만 간단 그자체인 앰프이다. 부품이 들어가는 게 별로 없어서 사실 더 이상 간단한 앰프가 없을 정도로 간단한 앰프이고, 아마도 삼극관 앰프로써는 가장 간단하고 저렴한 앰프가 아닌가 생각된다. 이 앰프에 사용된 출력 트랜스포머는 로드임피던스가 2.5㏀ 인 OPT를 사용하였다. 대개 출력트랜스의 로드임피던스는 출력관 내부저항의 3배 정도를 사용하는데 12B4의 경우는 2.5㏀을 택하였다. 원래 이 앰프를 계획할 당시부터 작고 예쁜 앰프를 만들 계획을 세웠었고, 또한 출력관 역시 작은 사이즈이므로  전체 앰프의 밸런스를 생각해서 아주 작은 크기의 출력 트랜스포머가 필요했었다.

그런데 문제는 트랜스포머의 크기에 있었는데 트랜스포머를 작게 만들기 위해서는 트랜스포머의 코어를 작은 것을 쓸 수밖에 없고 코어의 사이즈가 작아지면 저음이 확보가 되질 않고, 그렇다고 저음확보를 위해 가는 코일을 왕창 감아서 트랜스를 만들게되면 고역의 손실이 염려되고, 작은 사이즈의 2.5㏀ 트랜스포머는 기성품이 없고.. 결론은 이 앰프만을 위한 트랜스포머를 특주 하는 수밖에 없었고 결국은 성공적인 트랜스포머를 얻을 수 있었다. 모든 부품이 입수된후에 샤시도 없이 우선 알미늄 판에 조립하여 들어보았는데 기대했던 대로의 결과를 얻을 수 있었다.

 

 

3, 회로설명

아래의 그림이 본 앰프의 회로이다. 보시다 시피 아주 지극히 간단한 앰프인데 12AT7 반알로 일단 증폭한 회로이다. 이 회로에서 12B4의의 플레이트에 240V 정도의 전압이 걸릴 때 캐소드에 흐르는 전류는 대략 25~27㎃정도이다. 이때 캐소드 저항으로 1㏀을 사용하였으므로 그리드 바이어스 전압은 -25~`27V 가 된다. 이때 12AT7의 게인은 +30㏈ 정도이므로 12B4를 구동하기에 충분하다. 12B4는 비교적 후기에 만들어진 진공관으로 아주 튼튼한 진공관이다.

아래의 회로그림에 있는 데이터에는 플레이트 손실이 5.5W로 되어있으나 어떤 데이터에는 무려 6.5W로 표기되어 있는 곳도 있는데 보통 싱글앰프의 출력이 플레이트 손실의 1/4 정도로 보지만 12B4처럼 내부저항이 낮은 경우에는 1/3 정도까지 뽑아도 무리가 없는 것으로 봐서 이 앰프도 1.5W~2W 정도의 출력을 낼 수 있고 청감상 45와 비교해서 동등 이상의 출력으로 느껴졌다.

(그림은 임의 축소하였으나 별도 저장하여 큰 그림으로 볼 수 있음)



4. 글꼬리

이상 간단하게 휴가특집 별책부록 이란 제목으로 12B4 싱글 앰프에 대한 글을 마친다. 이 앰프는 앞에서도 밝혔듯이 여름용으로 또는 서브앰프로 사용하기 위해 최소형으로 제작을 하였다. 크기가 가로 20Cm * 깊이 12Cm * 높이 4,5Cm 이니까 작은 다이어리 정도 크기의 앰프이다.

이 기사와 함께 사진과 제작도면 등을 함께 올리고 싶었지만, 샤시가 아직 공장에서 오지 않은 관계로 우선 은 알미늄판위에 가 조립하여 소리와 그 밖의 사항들을 체크해보았는데 아주 만족할만한 앰프였다. 샤시가 도착하는 대로 제작도면과 사진을 올릴 예정이고 우선 회로와 샤시의 전개도(저렴한 제작비용이란 필자의 제작기준을 만족하게 하기 위해 1.5mm 정도 두께의 철판 샤시를 기준으로 하였으므로 전개도를 그렸다)를 올리니 제작하실 분이 있다면 참고하시기 바란다.

총 제작비용은 샤시의 질에 따라 달라지겠으나 필자의  기준으로 20~25만 정도의 아마도 가장 저렴한 수준의 삼극관 앰프가 아닐까한다.


 

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