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조회 수 207 댓글 6

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CCP Virus, 즉 중공 바이러스 탓에 집에 갇혀사는 신세가 되었는데… 덕분에 음악을 듣는 시간이 많아졌고 그러다 보니 음질향상을 염원하게 되었다.  그래서 그 동안 별러오기만 했던 진공관 액티브 크로스오버 제작을 실행에 옮기기로 했다.

 

스피커 시스템에서 액티브 크로스오버는 고역, 중역, 저역 등의 주파수 분할을 메인 암프의 입력측, 즉 소 신호레벨에서 실행하는 장치를 말한다.  이렇게 하면 두개 이상의 스피커 유닛들로 구성된 스피커 시스템의 각개 스피커 유닛을 구동하기 위해 여러개의 암프가 필요하고 각 대역의  출력레벨의 발란스를 맞춰줘야하는 번거로움을 감수해야 할 것이다. 

 

그러나 액티브 크로스오버는 여러가지 잇점을 실현할 수 있다.   그 중 두드러진 잇점을 든다면 암프는 스피커 유닛 자체만을 부하로 하고 복잡한 크로스오버 넷트웍을 피할 수 있어  스피커를 구동하는 암프의 입장에서 암프의 로드가 덜 복잡하게 된다는 점일 것이다.  흔히 파워레벨에서의 크로스오버 넷트웍은 암프의 부하를 복잡하게 할 뿐 아니라 출력에너지 손실을 가져오고 약간의 찌그러짐을  추가한다.   많은 오디오 마니아들이 기존의 패시브 크로스오버를 액티브 크로스오버로 개선한 경우 괄목할 만한 음질의 개선을 경험했다고 말하고 있는데 상당히 수긍이 가는 이야기다.

 

그런데 과거, 암프가 비쌌을 때에는 경비 문제로 이런 시스템 구성은 그림의 떡이었겠지만 지금은 사정이 많이 달라졌다. 실상 고급의 패시브 크로스오버 네트웍은 웬만한 암프보다 비쌀 가능성이 많다. 그래서 그런지는 몰라도 근래에는 비교적 저렴한 가격의 파워드 스피커에도 액티브 크로스오버를 적용한 사례들이 눈에 들어 온다. 가령  Tannoy사의 Tannoy Gold 5, 7, 8 같은 파워드 스피커는 액티브 크로스오버가 내장되어 있고 두 대의 암프가 각각 고역 트위터와 저역 우퍼를 별도로 구동한다.   한편 하이엔드 시스템 분야에서도 하이엔드의 대명사와도 같은 맥킨토시사의 Mc 901과 같은 제품에서는300W 진공관 암프와 600W Solid state암프를 한 샤시에 장착하고 있다.  물론 여기에도 액티브크로스오버가 포함되어 있다고 보인다.

 

진공관 액트브 크로스오버

 

내게는 2개의 스피커가 있다.  하나는마틴로간사의 리퀘스트란 엘렉트로스타틱 스피커이고 다른 것은 탄노이 HPD385 15인치 코액셜이다.  이 탄노이의 캐비네트는 Arden이라는 모델로  복제품이다.  원래는 상당히 고급품이랄 수 있는 스피커지만 내장되어 있는 크로스오버 네트웍은 정말 싸구려같다.  여기에 사용된 인닥터들은 고급의 공심이 아닌 소형 EI 코어 트랜스 형태인데 모양만 봐도 소리가 찌그러질 것 같은 느낌이다.  그래서 그런지는 몰라도 이 스피커는 저역은 상당히 좋다는 느낌이 들지만 중고역은 음질이 거칠다는 느낌을 가져왔다.  이게 나만의 생각은 아닌듯 탄노이 패시브 크로스오버를 액트브 크로스오버로 대치한 사례가 눈에 뜨인다.   이 사이트에 (https://www.hilberink.nl/codehans/tannoy86.htm)에 OP 암프를 적용한 탄노이 15인치 전용으로 설계한 액티브 크로스오버의 회로가 있다.  

 

하여튼, 두 스피커를 비교하자면 중고역은 누가 뭐라해도 마틴로간 엘렉트로스타틱이 좋은데 저역은 12인치의 마틴로간 보다 15인치로 구경이 큰 탄노이가 좋다.  그래서 별도의 스피커 크로스오버를 만들어 두 스피커의 장점을 살려보면 어떨까 생각해 왔었다.  여기서 크로스오버 주파수는 대략 250Hz -350Hz사이로 하면 좋을 것이란 생각을 했었다. 인간의 음성대역이 대략 300Hz 에서8KHz 사이라니 크로스오버 주파수를 이 대역을 피해서 정하는게 바람직 할 것이란 생각이다.

 

사실 이런 회로에는OP암프가 제격이다.  높은 입력임피던스, 낮은 출력임피던스 그리고 이득을 1.0으로 할 수 있는 특성이 있어 여러모로 진공관보다 우수하다고 할 수 있다.  그러나 진공관으로 한다면 나에게는 쟝크박스에 굴러다니는 부품만으로 완성이 가능하고 회로도 비교적 간단하여 진공관 크로스오버를 만들게 되었다.

 

아래 내가 만든 회로는 그 원형을 Tube Cad Journal(http://www.tubecad.com/articles_2001/Tube-Based_Crossovers/Tube-Based_Crossovers.pdf참조)에서 가져왔다.   

 

회로는 간단하고 여기서는한 채널만 보였다.  초단은 통상적인 캐소드 접지의 증폭회로이고 이를 그 다음단의 캐소드훨로워에 직결하고 있다.  이 단과 그 다음단의 캐소드훨로워 사이에 Low Pass Filter와 High Pass Filter를 삽입하고 있다.  사용진공관은 가지고 있던 4BS8  4개를 사용하였다.  이 용도로는 흔히 쓰는 12AX7, 12AT7, 12AU7 등등의 쌍 삼극관이면 될것이다. 

 

캐소드훨로워는 입력임피던스가 높고 출력임피던스가 적은 편이니 이런 응용에 적당하다.  초단의 증폭회로는 생략할 수도 있지만 캐소드훨로워의 이득이 0.8~0.9 정도로 이득의 손실을 보상하고 전체 이득에 여유를 가지기 위해 삽입하였다.  현재 회로의 이득은 대략 15 정도이다. 위의 TCJ에 각각 Butterworth, Bessel, Linkwitz-Riley 휠터를 구현하기 위한 R, C 값들이 주어지고 있으니 참조하시라.  나의 경우는Linkwitz-Riley 휠터로 크로스오버 주파수는 대략 350Hz 부근이다.  (참고로 이 사이트의 R, C 값은 크로스오버 주파수를 1KHz로 하고 있고 다른 주파수의 R, C값은 채택한 크로스오버 주파수와의 비례로 계산할 수 있게 하고 있는데 아무리 봐도 이 부분에 착오가 있는 것 같으니 주의 하시라.   여기서 R 값이나 C의 값을 증가 혹은 감소시키라고 할 때 그 반대로 해야 할 것으로 보인다)

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    이지오디오 2020.05.23 09:46
    멋집니다. 곧 따라 만들어 보겠습니다. 감사합니다.
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    엘에이 2020.06.01 02:39
    결과가 궁금합니다
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    KYJ 2020.06.04 11:39
    스피커 바인딩포스트가 스피커 당 2벌식 필요한데 아직도 주문한 부품 기다리고 있습니다. 부품 도착하는 대로 실험을 해 볼 작정입니다.
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    엘에이 2020.06.05 11:11
    모두 한번 해볼만 합니다.
  • profile
    마요 2020.08.05 07:43
    오랜만에 카페에 들러봅니다
    코로나로 인해 많은 일들이 생겨습니다
    여기에 계신 모든분들 건강하신지요?
  • ?
    엘에이 2020.08.07 04:46
    안녕하세요 사업에 막대한 지장을 초래하지 않는지 걱정입니다.

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