이종한의 음악과 오디오 이야기 – 쉰 다섯번째, 다 중요한 오디오 시스템, 이번엔 앰프

자주 얘기하던 것이지만 오디오는 크게 1) 소스 장치, 2) 증폭 장치 3) 출력 장치로 나눕니다. 소스 장치는 저장되었거나 전송되어진 소리의 원천을 받아 증폭장치로 보내주는 기기인데, 저장된 매체가 레코드판이면 턴테이블, 카세트 또는 릴 테이프라면 테이프 플레이어, CD 라면 CD플레이어, 디지털 파일이라면 디지털 플레이어가 소스장치가 됩니다. 전송된 신호가 전파라면 라디오 튜너가 소스장치이고, 인터넷을 통한 스트리밍으로 소리신호를 받으면 이것도 소스장치가 됩니다. 요즘은 대부분의 디지탈 파일플레이어가 스트리밍 신호를 받을 수 있습니다. 아울러 PC나 다른 플레이어와 연결하는 DAC (Digital Analog Conerter)도 중요한 소스장치입니다. 턴테이블외에 대부분의 소스장치는 2V 내외의 출력을 증폭장치로 보내 줍니다. 턴테이블에 MM (Moving Magnet) 카트릿지가 달려 있다면 5 mV, MC (Moving Coil) 카트릿지는 0.5 mV 정도의 출력이어서, 포노입력단이 없는 앰프나 리시버에 연결하려면 별도의 포노앰프가 필요합니다. (저가형 턴테이블중에 포노앰프가 내장된 것도 있으며, 80년대에 이전에 나온 앰프에는 당시 주요 소스기기가 턴테이블이어서 포노단이 달려 있고 성능도 좋습니다)

이번에 주로 얘기하려 하는 것은 증폭 장치입니다. 영어로는 Amplifier 라고 하는데 흔히 앰프라고 부릅니다. 튜너가 내장된 앰프는 리시버라고 부릅니다. 입력 소스장치 선택, 볼륨조절, 약간의 증폭 기능을 갖는 별개의 장치로 된 프리앰프가 있지만 일반적으로 앰프라고 하면 파워 앰프를 말하고, 프리와 파워 앰프가 합쳐진 앰프는 Integrated Amplifier (인티앰프)라 부릅니다. 프리는 콘트롤 앰프, 파워앰프는 메인앰프라고 부르기도 합니다.

앰프의 고유 기능은 소스장치에서 들어온 소리 신호를 출력장치(대개는 스피커)를 구동 할 만한 신호로 증폭시키는 것 입니다. 소스장치에서 들어온 신호를 증폭하는 소자 부품은 진공관과 트랜지스터가 대부분입니다. 진공관은 진공으로된 유리관에 양극, 음극 역할의 Emitter 와 Collector 사이에 Grid 라는 것을 넣고, Heater로 내부를 가열하면 전자가 활발하게 운동하게 되는데, 중간에 위치한 Grid에 소리신호를 넣어 증폭을 시키는 것이 그 원리이며, 이러한 증폭관을 3극관이라 합니다. 여기에 그리드 수를 늘려 증폭효율을 높인 것이 4극관, 5극관입니다. 대표적인 3극관은 300B가 있고, 가장 많이 쓰이는 5극관은 EL34, KT88 같은 것이 있습니다. 2극관도 있는데 이건 증폭보다는 교류를 직류로 바꾸는 정류 역할을 하는 것이 대 부분 입니다. 트랜지스터는 3극관을 작은 반도체 소자에 넣은 것이라 보면 되는데, 히터가 필요 없고, 내부에 진공의 공간을 만들 필요가 없어 작은 크기에 저전력으로 작동이 됩니다. 증폭과 관련해서는 여러 공학적 내용이 많지만 진공관과 트랜지스터를 거치며 신호가 증폭 된다고 알면 될 것입니다. 진공관 증폭은 채널당 한 개를 사용하면 Single Ended 라고 하는데, 대개 채널당 6-8W 정도의 출력을 내며, 두개를 사용하면 Push-Pull 이라 하는데 채널당 30-40W가 일반적입니다. 출력은 회로나 트랜스포머, 관의 종류에 따라 달라집니다. 트랜지스터 앰프는 NPN, PNP의 서로 대위되는 +/- 신호처리용 (Push Pull)을 짝으로 사용하여, 채널당 2개, 4개, 6개 및 그 이상을 사용합니다. 그리고 증폭방식에 따라 A 클래스, A/B 클래스, D 클래스 등으로 나뉘는데, 중고역이 곱고 예쁜소리는 A 클래스가 좋은데 열이 많이 나고, 증폭율이 떨어져 A/B 클래스가 많이 사용되고, 디지털 증폭 방식인 D 클래스는 증폭 효율이 높고 열도 별로 안나서 좋으나 음결이 다소 거칠어 자동차용이나 상업용앰프, 액티브 서브우퍼에 많이 사용합니다. 하지만 최근에는 음질적으로 많은 발전을 이루어 일반앰프에도 많이 사용합니다. Bang & Olufsen 에서 개발하여 판매하는 Ice Power가 일반화 되었고, Hypex나 Eigentakt 디지털 모듈등이 유명합니다. 앞으로 이것이 좀더 많이 쓰이고 일반화 될 것으로 생각됩니다.

앰프에 대해서는 대개 크고 무거운 것이 좋다고 하는데, 앰프가 무거운 이유는 안에 장치된 전원부 때문입니다. 전원부에서 하는 역할은 변압과 정류입니다. 외부 인입되는 교류전압을 앰프에서 필요로 하는 전압으로 바꾸어 주어야 하는데 대개는 철심에 코일을 감은 트랜스포머를 사용하는데 이게 많은 무게를 차지합니다. 크고 무거운 대용량의 트랜스포머를 사용하게 되면 공급되는 전류량이 늘어나 다이내믹한 증폭이 가능하고, 출력로 증가 합니다. 아울러 외부 전기가 직접연결되지 않는 트랜스포머의 구조로 인해 외부전기에서 유입되는 노이즈 차폐의 역할도 합니다. 질좋은 전기공급이 질좋은 소리라도 해도 과언이 아니며, 그래서 음질 좋은 하이엔드 앰프가 크고 무거운 이유가 여기에 있습니다. 그리고 앰프내부 증폭회로에서 사용하는 전기는 직류 전기이므로, 외부에서 들어오는 교류를 직류로 바꾸어 주어야 합니다. 교류를 직류로 바꾸는 역할을 하는 진공관이 2극 정류 진공관인데 요즘은 일부 진공관 앰프에서나 사용하고 대개는 셀렌, 게르마늄, 실리콘등 소자의 다이오드를 사용합니다. 다이오드는 전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 해서 교류를 직류로 바꾸는데, 여기에 캐퍼시터(콘덴서)를 더해 전류를 안정되고 평탄하게 흐르게 해 주는 평활회로를 구성하여 증폭부에 공급합니다. [사진1 : 앰프내부, 사진의 하단 둥그런 것이 전원 트랜스포머이고 중앙부는 전원 평활회로, 좌우면이 증폭회로 부분]

요즘에는 크고 무거운 전원트랜스포머 대신에 PC등 디지털 제품에서 많이 사용하는 전기 회로를 사용한 SMPS (Switch Mode Power Supply)의 사용이 늘고 있습니다. 이것이 가볍고 효율이 좋긴한데, 음질이 프램스포머 전원장치에 못하지만 점차 나아지고 있습니다.

질 좋은 전기를 얻기 위해서 오디오 애호가들 중에는 배전반에서 오디오룸으로 선을 따로 뽑아 쓰기도 하는데, 알려진 바로는 독일 SIEMENS사의 배전반이 좋고 굵은 은 합금 옥내 배선이 좋다고 합니다. 이렇게 까지는 못하더라도 오디오용으로는 별도의 파워컨디셔너를 사용하면 음질이 확 좋아 집니다. 단순한 예를 들면 이천불 파워컨디셔너 + 만불 앰프가 만이천불짜리 앰프보다 소리가 훨씬 좋습니다.

앰프를 사용하면서 유의 하여야 할 것은 스피커나 다른기기와 연결된 케이블을 작업시에는 필히 전원을 내리길 바라며, 스피커에 연결된 앰프는 가장 늦게 켜고, 가장 먼저 끄는 것이 원칙입니다. 대개는 전기를 넣고 이삼분 정도후에 제 음질이 나오는데, 그렇다고 계속 켜 놓으면 전기도 많이 먹고 부품 수명도 단축 됩니다. 이십년 정도 사용하면 가장 먼저 문제가 생기는 부품이 캐퍼시터인데, 수리시 문제된 부품을 측정해 보면 정격용량에 훨씬 못 미칩니다. 특히 6-70년대에 사용된 것들은 요즘 것들에 비해 내구성이 현저하게 떨어집니다. 그래서 대략 이십년정도 사용하셨으면 캐퍼시터 용량을 첵크해 보고, 교체하면 늘 좋은 소리를 유지 할 수 있고 다른 부품 고장을 예방 할 수 있습니다. 소리가 아주 안 나오면 수리해 달라고 가져 오시는데 이런 경우는 캐퍼시터 용량 저하로 다른 부품을 망가 뜨리는 경우가 대부분 입니다. 대개는 트랜지스터가 고장 나는데, 트랜지스터는 고장나면 아예 소리가 안나오고, 지속적으로 휴즈가 나가거나 아예 먹통이 됩니다. 캐퍼시터는 용량 저하가 서서이 생겨서 그 자체로 아예 소리가 안 나오지는 않지만 다른 부품, 특히 트랜지스터에 영향을 주므로 사전 점검으로 예방이 가능하고, 제소리도 유지가 됨을 명심하시기 바랍니다. 한국분들중에는 아직 못 보았지만 미국 고객분들중에는 대략 십년 주기로 리캡 (Re-Cap, 캐퍼시터 교체작업)을 하시기도 합니다. 최근에 육칠십년도에 나온 미제 진공관 앰프의 Restoration 작업을 몇 개 하였습니다. 트랜스포머가 죽은 것은 수리가 어려워 작동불가나 미확인 제품은 피하지만, 소리가 잘 난다고 하여 산 것들도 캐퍼시터는 무조건 교체를 합니다. 교체시 일반용은 일제 Nichicon을 쓰지만 Coupling 캐퍼시터는 주로 독일 Mundorf를 사용합니다. 특히 이 회사의 oil capacitor는 해상도나 음결에서 몇배이상 가격의 요즘 하이엔드에 뒤지지 않게 해 줍니다. 와서 한번 들어 보시면 못생긴 외형이 용서가 됩니다.

앰프에도 음질을 좌우하는 것에는 여러가지가 있습니다. 전원부 물론 중요하고요, 증폭부에서 어떤 증폭 소자를 사용하였는지, 저항이나 캐퍼시터의 질, 단자의 품질도 영향을 미칩니다. 케이스도 중요한데, Ayre 같은 업체는 사진처럼 통 알루미늄을 파내고 내부 부품을 배치하기도 합니다. [사진2]

좋은 오디오 시스템에서 음악을 듣노라면 희열을 느끼게 되는데, 한시간 정도면 몸도 개운해 짐을 느낍니다. 어느 유튜브에서는 귀르가즘(귀로 느끼는 오르가즘)이라는 표현을 쓰던데, 저는 그 표현을 쓰고 싶진 않고, 몸에 좋고 유익한 마약 같은 것이라고 하고 싶네요. 이번 주말 Long Weekend 인데, 새로 들어온 앰프를 집에 가서 음악 들을 생각에 벌써부터 즐겁습니다.

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