진공관 헤드앰프 오르페오 ORPEO 업그레이드

 

 

진공관 헤드앰프 오르페오입니다.

 

헤드앰프는 포노앰프 앞에 위치합니다.

포노앰프는 입력에 볼륨도 없는 상태로 오디오 기기 중 이득이 가장 높습니다.

 

제조사마다 조금씩 다르기는 하지만, 통상 150배~ 200배 정도 됩니다.

이렇게 높은 이득을 갖는 포노앰프 앞에 위치하는 헤드앰프는 매우 높은 S/N(Signal/Noise) 비가 요구됩니다.

 

이런 이유로 반도체 소자로 제작한 헤드앰프도 험이 나는 경우도 있으며, 조금이라도 더 S/N 비를 좋게 하려고 배터리로 구동하는 경우도 있습니다.  

 

이런 상황을 고려해 보면 진공관으로 높은 S/N 비의 헤드앰프를 제작하는 것은 쉽지 않습니다.  

진공관 방식의 헤드앰프를 흔히 볼 수 없는 이유입니다.

 

 

 

 

 

그러나 쉽지 않다는 것일 뿐 불가능한 일도 아니므로 

2019년 11월 헤드앰프 오르페오(ORPEO)를 출시하였습니다. 

 

얼마 전 오르페오의 회로를 새로 설계하여 청음실용으로 제작하였는데,

전작에 비해 음질과 전기적 특성이 크게 향상되었습니다.

 

 

앞서 말씀드린 것처럼 헤드앰프에서 가장 중요한 것은 우선 S/N 비입니다.

이를 위해 전원부는 엄중하게 설계하였습니다.

방열형 정류관 6CA4를 통해 양파 정류된 맥류를 콘덴서를 이용하여 1차 평활한 후 MOS FET로 구성된 정전압 전원회로를 통해 안정화합니다.  

 

정전압 전원회로는 입력 AC 전압이 다소 변동하여도 출력되는 DC 전압은 일정하게 유지되는 특성이 있습니다.

이 작용은 전원회로의 리플에도 그대로 적용되므로 정전압 전원회로로 구성하면 매우 매끄러운 직류를 만들 수 있습니다.

 

배터리에 버금가는 높은 수준의 DC 전원의 도움으로 오르페오의 높은 S/N 비를 실현할 수 있었습니다.

 

 

 

 

헤드앰프 오르페오의 이득은 최대 50배, 40배, 30배, 20배, 10배로 카트리지의 출력에 따라 설정할 수 있습니다.

카트리지 로드 임피던스는 33Ω, 47Ω,, 100Ω, 500Ω, 1KΩ, 중에서 선택하실 수 있습니다.

 

승압 트랜스는 카트리지의 출력 레벨에 따라 10배, 20배, 30배 등... 으로 선택하여 사용하지만,  

헤드앰프에서는 한 단계 높은 배수로 선택하셔도 좋습니다.

 

오르페오의 논 클립 최대출력은 32V입니다.

오르페오의 최대 허용 입력 전압을 알아보면,

허용 입력 전압= 논 클립 최대 출력 전압/ 헤드앰프의 이득(Gain)

32/50= 0.64

즉, 640mV

 

헤드앰프의 입력이 640mV가 넘지 않는다면,

헤드앰프 내부에서 파형 클리핑 현상은 발생하지 않습니다.  

 

다른 각도에서 말씀드린다면 어떤 상황에서도 절대로

헤드앰프 오르페오 내부에서 파형 클리핑은 발생하지 않습니다.

 

이렇게 주장할 수 있는 이유는 출력이 640mV에 이르는 카트리지는

MC 카트리지 구조상 제작할 수도 없을 뿐 아니라 이렇게 출력이 높으면 굳이 헤드앰프에 연결할 필요가 있을까요...?

그리고 이 정도의 출력이 나오는 카트리지는 일반 포노앰프에도 과입력이 되어 사용 불가능일 것입니다.

 

이런 이유로 출력 레벨이 아무리 높은 MC 카트리지를 사용한다고 해도 오르페오 내부에서 파형이 찌그러져 음질을 열화하는 현상은 전혀 발생하지 않습니다. 

 

 

 

 

전작에서는 ECC83S를 6개 사용하여 회로를 구성하였으나, 이번에는 ECC82 4개를 사용하여 회로를 구성하였습니다.

 

우드형에서는 튜브 실드캡을 반드시 사용하지만,

메탈형은 상판과 하판에 의해 차폐되고 있어 통상의 경우 튜브 실드캡을 사용하지 않습니다.

그러나 헤드앰프 오르페오에서는 S/N 비의 엄중함을 고려하여 2중 차폐를 목적으로 실드캡을 적용하였습니다.

 

. 오르페오의 전기적 특성입니다.

1. 형식: 진공관식 헤드앰프

2. 주파수 특성: 출력 5V 기준 -3dB 특성

저음 특성: 4Hz 

고음 특성: 78.43kHz

3. 논클립 출력 전압: 32V

4. 카트리지 로드 임피던스: 33Ω, 47Ω, 100Ω, 500Ω, 1kΩ 5단계 설정 함

5. 이득(게인): 0배에서 50배까지 5단계 설정 함

6. 크로스 토크: 75dB 

7. 사용 진공관: 전압 증폭관 ECC82/ 12AU7 × 4개  정류관 6CA4/ EZ1 × 1개 

8. 크기: W440 × D350 × H138

 

 

 

새로운 오르페오의 내부입니다.

 

 

진공관을 채용하였지만,

카트리지의 낮은 임피던스와의 매칭을 고려하여 그리드 접지 증폭회로를 채용하였습니다.

그리드 접지 증폭회로는 낮은 입력 임피던스와 중간 정도의 출력 임피던스를 갖습니다.

 

왜율특성은 매우 우수하고 주파수 특성도 좋습니다.

그러나 그리드 접지 증폭회로는 상용 증폭기에서는 사용하는 빈도가 적은 데 그 이유는 낮은 입력 임피던스에 있습니다. 

 

이상적인 증폭기의 특성은 높은 입력임피던스와 낮은 출력 임피던스입니다만,

헤드앰프의 경우에는 낮은 출력 임피던스를 갖는 카트리지와의 매칭이기 때문에 유효할 뿐 아니라 매우 적절한 접지방식이라고 생각합니다. 

 

 

여담이지만,

3단자를 갖는 TR과 진공관 소자는 각각 어느 단자를 접지하느냐..! 에 따라 고유의 증폭 특성이 정해집니다.

. 캐소드를 접지하고 그리드에 입력을 넣는 방식입니다. 출력은 플레이트에서 꺼냅니다.

트랜지스터일 경우 에미터 접지라고 합니다.

가장 높은 이득을 취할 수 있습니다.

그러나 왜율도 가장 높으며, 주파수 특성도 가장 취약합니다.

높은 이득이 장점으로 증폭회로에 가장 많이 사용되고 있습니다.

 

. 그리드를 접지하고 캐소드에 입력을 넣는 방식입니다. 출력은 플레이트에서 꺼냅니다.

트랜지스터일 경우 베이스 접지라고 합니다.

낮은 입력 임피던스와 중간 정도의 출력 임피던스와 중간 정도의 이득을 갖습니다.

주파수 특성이 뛰어납니다.

 

캐소드 접지와 그리드 접지 회로를 연결하여 만든 회로가 캐스코드 증폭회로입니다.

캐스코드 회로는 높은 주파수를 매우 높은 이득으로 증폭할 수 있습니다.

 

캐스코드 증폭회로는 5극 진공관과 같은 등가회로로 구성됩니다.   

 

. 플레이트를 접지하고 그리드에 신호를 넣고, 캐소드에서 출력을 꺼냅니다. 

트랜지스터일 경우 콜렉터 접지라고 합니다.

이 접지방식은 증폭 작용을 전혀 하지 못합니다.

 

1을 입력하면 최대 0.98 정도가 출력되지만, 입력 임피던스가 매우 높고 출력 임피던스는 매우 낮습니다.

 

이런 특성을 이용하여 전단과 후단을 연결하는 버퍼용으로 주로 사용합니다.

100% 부귀환이 내부에서 작용하므로 왜율이 적고 주파수 특성이 뛰어납니다.

캐소드가 떠 있다고 하여 캐소드 폴로워라고도 불립니다.

 

트랜지스터일 경우 콜렉터 접지라고 하며 같은 맥락에서 에미터 폴로워라고도 합니다. 

 

  

오르페오의 밑면입니다.

 

 

오르페오는 열이 크게 발생하는 앰프는 아니지만, 하판에 통기공이 충분히 마련되어 있습니다.

 

오르페오의 후면입니다.

 

 

좌측에 3계통의 카트리지를 받을 수 있는 RCA 입력 단자가 있으며 중앙에는 RCA 출력 단자가 있습니다.

 

 

오르페오의 전면입니다.

 

 

좌측 노브가 전원 ON/ OFF 스위치입니다.

그 옆의 노브는 오르페오의 게인을 선택할 수 있는 셀렉타입니다. 

은도금 베이스에 금도금한 접점을 사용한 셀렉타로 내구성이 높으며 감촉 또한 경쾌합니다.

 

 

 

우측 노브는 입력 선택 셀렉터입니다. 같은 세이덴 제품을 사용하였습니다.

3계통의 카트리지를 연결할 수 있습니다.

 

그 옆의 노브는 입력 임피던스를 선택하는 셀렉터입니다.

 

 

질감을 우선하여 설계한 헤드앰프 오르페오의 음색의 특징은 생동감이라고 표현하고 싶습니다.

승압트랜스를 사용하시다가 제대로 제작된 헤드앰프를 들어 보시면 그동안 카트리지의 음색을 제대로 듣지 못했다는 것을 실감하게 됩니다.

 

LP를 즐겨 들으신다면 헤드앰프 오르페오에 관심 가져 주시길 기대합니다. 

 

 

최** 선생님의 오르페오입니다.

새로운 헤드앰프 오르페오를 출시하면서 오르페오 1호기 사용하시는 최** 선생님의 오르페오도 같이 업그레이드하였습니다.

 

즉시 수령이 가능합니다.

 

 

고맙습니다.