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2020.08.03 04:21

Revisit Quintet Amplifier

KYJ
조회 수 275 댓글 4

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Revisit Quintet Amplifier

 

미완성의 암프

내가 초고가  SET암프에 필적하려는 의도를 가지고 Quintet 앞프를 제작한게 2017년이었으니 벌써 3년이  훌쩍 넘었다.  나에게는 845 싱글, 845 PP, 300B 싱글, 등등 여러 암프가 있지만 그 동안 이 암프는 내가 가장 자주 시청해 온 암프였다.  그리고 그 동안 별 고장없이 동작해 왔지만 내 마음 한 구석에는 이 암프에 사용한 5개의 출력관 간의 전류발란스 문제를 언젠가는 해결해야겠다는 생각이 있어 왔다.  그래서 중공바이러스로 인하여 외부활동이 여의치 않은 이 기간중에 이 문제를 다루어 보자는 생각이 들었다.

 

완성의 길로.

해결책은 간단하다:  5개 출력관 캐소드에 각각 전용의  CCS를 설치해 주는 것이다.  CCS는 전에 많이 사용해 본 DN2540 DMOS FET를 사용한 회로를 사용하였다.  여기서 전류 셋팅 레지스터 R*를 23.5옴 정도로 해주면 대략 60mA ~ 61mA로 전류값이 쎄팅된다.  문제는 CCS양단간에 어느 정도의 전압이 걸려야 CCS로 동작을 하게 되는데 B 전압을 그만큼 올릴 수가 없으니  출력이 약간 희생될 수가 있을 것 같다.

 

CCS의 정상적인 동작을 위해 그동안 나는 CCS 양단간의 전압을 대략 20V 정도로 할애해 왔었다.  그러나 이 동작전압의 최소치를 알기 위해 실험을 해 보니 대략 8V 가 넘으면 동작을 시작하고 10V 정도 이상이면 전류가 안정되는 것을 관찰할 수 있었다.  CCS 양단간의 전압이 8V 이하로 떨어지면 쎄팅된 전류치보다 적은 잔류가 흐르게 된다.  나의 회로에서는 CCS 양단간의 전압이 3V 정도로 떨어지면 전류는 대략 10mA 정도로 감소한다.  출력관 자체가 전류의 병목이 되지 않도록 출력관 바이어스가 너무 깊게 걸리지 않도록 바이어스 전압을 다시 조절해 주어야 한다.  CCS가 없었을 때 캐소드-그릿드간의 전압이 대략 63-65V 정도 였는데 캐소드-Ground 전압, 즉, CCS 양단간 전압이 적어도 10V가 되도록 하고 그릿드-Ground 전압이 -50V 이하, 가령 -40V 정도가 되도록 한다면 출력관 양극 전류는 CCS에 의해 조절될 것이다.

 

CCS의 전류값은 R*의 값이 정확히 같아도 사용된 개개DN2540의 특성 차이로 1~2mA의 전류가 차이날 수 있다.  이는 물론 R*값을 미세조정하여 그 차이를 1mA 이하로 줄일 수 있으나 여기서는 큰 의미가 없다.

 

그런데 CCS는 출력관에 과전류가 흐르는 것은 방지할 수 있지만 출력관의 에미션이 감퇴하여 저 전류가 흐르는 경우 이를 막을 길은 없다.  출력관 양극 전류가 과대하게 감소하는 경우 이를 표시해 주는 장치가 있으면 편리할 것이다.  그런 목적으로 CCS와 직렬로 100옴 저항을 부착하고 그 전압강하로 LED를 점화하도록 하였다.  실험 결과 CCS 양단간 전압이 대략 4V이하로 떨어지면 LED가 꺼진다.  이 때 출력관의 양극전류는 20mA~30mA 정도다.  회로에서 10옴 저항은 전류측정을 위해 설치해 두었다.  10옴 양단의 전압은 정상상태에서 대략 0.6V, 즉 양극전류가 60mA 가 된다. 

 

여기서 출력관 전류를 간단하고 확실한 방법으로 모니터링하는 방법은 각 출력관 전류를 측정하는  디지털 전압계의 설치일 것이다.  중국제 3digit 디지탈 전업계는 크기도 작고 개당 1불 정도면 살 수 있으니 큰 경비도 들지 않을 것이다.

 

목적 달성?

자 이제 Quintet 암프는 완성되었다고 생각한다.  그렇다면 본래의 목적은 달성되었을까?  나는 그렇다고 자신한다.  적어도 측정기상 성능은 초고가  SET를 능가한다고 본다.  물론Subjective 한 음질 평가는 알 길이 없다.  이 암프는 1W 출력에서 10Hz에서도 매우 깨끗한 정현파를 출력한다.  그리고 적어도 50KHz까지의 출력이 거의 형탄하다.  8옴 로드일 때 24V 피크의 깨끗한 정현파가 관찰된다.  이 때 출력은 24X24/(2X8), 즉 36W이다.  그러니 실제 최대출력은 이보다 높을 것이다.

 

quintetR.png

 

  • profile
    KDK 2020.08.05 00:50
    SE Amp 로 이 이상은 없다 라고 할수 있습니다.
    Spectrum Analyzer 로 Harmonics 출력 도 보여주십시요
  • ?
    이지오디오 2020.08.09 14:24
    출력관 캐소드에 CCS에 달아 전류 밸런스를 맞추는 작업으로 이제 완벽하게 마무리 하셨네요. 출력관의 과대 전류 감소시 LED 표시해주는 것은 아주 유용한 팁입니다. 박사님 최종회로대로 만들어 보려고 합니다. 전원은 기존 전원 트랜스를 이용한 것과 SMPS 전원을 비교해 보려고 합니다.

    최상의 궁극적인 앰프 자작을 보여 주셔서 감사드립니다.
  • ?
    KYJ 2020.08.11 04:09
    캐소드에 CCS를 설치해 주면 바이어스가 상당히 세밀하게 조정됩니다. 현재 바아어스 전류는 +- 1mA 내외로 맞추어 줄 수 있습니다. PP 암프에서 특히 유용합니다. 제가 만든 13GB5 x 4 single, 13GB5 x5 single 암프 모두 측정기 상으로 웬만한 고급 암프들에 비해 손색이 없다고 봅니다. 툭히 4개 를 파라로 만든 Quartet 암프의 경우 출력트랜스 튜닝이 우연히(!) 잘 되어 Square wave test는 정말 깨끗하게 나타납니다. Quintet 암프의 경우 제가 1차를 너무 많이 감았던 모양입니다. 10KHz Square wave 파형이 Quartet에 비해 덜 깨끗합니다. 그렇지만 청음상 별 차이가 없습니다.
  • ?
    KYJ 2021.02.21 13:18

    가끔 이런 생각이 들었는데...출력트랜스를 다시 감을 수 있다면 캐소드 휘드백을 시도해 보고 싶다. 캐소드 휘드백은 로칼 휘드백이고 글로발 휘드백이 아니어서 스피커의 킥백이 입력측으로 휘드백 되는 일은 없을 것으로 생각된다. 반면 주파수 특성이 상당히 개선될 것으로 생각된다. 845 싱글에 캐소드(이 경우는 휠라멘트) 휘드백을 적용해 보았는데 상당한 효과가 있었다.  1차 권선의 10%-25% 범위에서 캐소드 휘드백 코일을 만들어 주면 될 것 같다.


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