[KJY님의 글입니다]
이번에는 암프의 출력 임피던스, 혹은 암프의 내부저항을 측정하는 법을 말씀드려보겠습니다.
암프의 내부저항이란 스피커측에서 암프를 바라보았을때 느끼는 등가저항을 말합니다. 암프의 내부저항이 작다는 말은 암프의 부하가 변동이 있을 때 부하에 걸리는 전압변동이 작다는 것을 의미합니다. 따라서 암프의 내부저항이 작으면 암프에 어떤 스피커를 연결해 주어도 스피카 특성에 따른 변화에 덜 영향을 받습니다. 그리고 소위 댐핑팩터가 커지게 됩니다.
스피커는 주파수에 따라 임피던스 변화가 상당합니다. 공진점에서는 노미말 임피던스의 수배가 되기도 합니다. 그렇기 때문에 암프의 내부 임피던스가 너무 크면 구동력에 문제가 있겠지요. 제가 가지고 있는 엘렉트로 스타틱 스피커는 10,000Hz부근에서 임피던스가 1옴 이하로 떨어집니다. 내부 임피던스가 큰 암프로는 이런 스피카를 제대로 구동시킬 수 없습니다.
이 내부저항을 재는 방법은 간단합니다. 먼저 앞서 설명드린 대로 4옴 부하저항 (R2) 을 설치했을 때 출력 전압을 잽니다. 이것을 VLoad 라고 합시다. 다음 부하저항을 떼고 무부하 상태에서 출력 전압 (Vs) 을 잽니다. 이 때 시간을 너무 많이 끌지 말고 재빨리 잽니다. 그렇지 않으면 출력트랜스에 무리가 갑니다. 그러면 내부저항(R1) = 4(R2) x (Vs/VLoad - 1 )이 됩니다. 즉 무부하 시 출력전압과 4옴 부하 시 출력전압의 비에서 1을 빼고 4를 곱해주면 됩니다.
무부하시 출력전압과 4옴 출력전압의 비가 작으면 작을수록, 즉 부하의 변동에 따른 출력전압의 변화가 없으면 없을수록 내부저항은 작다는 것입니다.
이 측정은 꼭 최대 출력의 상태에서 잴 필요는 없습니다. 그러나 여러 레벨의 입력전압에서 잰 다음 비교해 보는 것도 의미가 있을 것입니다.
보통 3극관 암프의 경우 무궤환 암프는 내부저항이 대략 1옴 혹은 2옴 사이가 많은 것 같습니다. 피드백을 걸지 않고도 내부저항이 0,5 혹은 0.6옴 정도라면 아주 우수한 것입니다. 현대의 트랜지스터 암프들은 대단위의 피드백을 걸어준 것들이 많아 내부저항이 0.01옴 정도로 낮은 것들이 많은 것 같습니다. 이런 점에서는 트랜지스터 암프들이 우월하다고 할 수 있지만 다량의 피드백은 꼭 좋지만은 아닌 부작용도 있다고 합니다.
세상에 물좋고 정자좋은 곳은 그리 흔하지 않은 것 같네요. ^^
촐력 임피던스 측정에 관해 이해 못하시겠다는 분에 대한 답변입니다. 무부하시 출력전압 Vs와 부하저항을 R로 했을 때 출력전압 VLaod의 비, Vs/VLoad은 항상 1보다 큽니다. 이 값에서 1을 뺀 다음 그 결과에 R을 곱해주면 출력 임피던스가 됩니다. 앞에서는 R을 4옴으로 했기 때문에 4를 곱한 것입니다.
이 방법은 일반적인 방법으로 가령 축전지의 내부저항을 잴 때도 동일한 방법을 쓸 수 있습니다. 암프도 마찬가지지만 축전지의 경우 이해가 쉬울 것입니다. 축전지는 내부저항이 제로인 전원에 저항 (이것이 내부저항입니다)이 직렬로 연결된 것으로 동가회로를 그려볼 수 있습니다. 무부하시의 출력전압은 축전지의 공칭전압이 되겠지요. 여기에 부하저항을 연결하고 부하저항 양단의 전압을 재면 무부하때와 전압이 달라집니다. 내부저항에서 생긴 전압강하 만큼 전압이 강하되겠지요. 이 전압에서 부하저항에 흐르는 전류를 계산할 수 있고 이 전류로부터 내부저항의 값을 계산할 수 있습니다. 매우 간단한 이론입니다.
전에 KJY님의 글을 옮겼는데, 사라져 다시 옮깁니다.
출처: http://kdklabs.tistory.com/230 [KDK Labs]
