진공관 헤드앰프 오르페오 MK2

 

 

진공관 헤드앰프 오르페오 MK2입니다. 

어제 완성하였습니다.

 

진공관 헤드앰프는 제작하는 곳도 드물고 상품화된 제품도 그리 많지 않아 아직도 생소하게 생각하시는 분이 많으실 겁니다. 

 

그러나 MM 카트리지를 사용하시는 분은 헤드앰프가 전혀 필요 없습니다.

헤드앰프가 MC 카트리지의 미세한 출력전압을 MM 카트리지의 출력 레벨과 동등한 정도로 증폭하는 용도이기 때문입니다.

 

같은 용도로 사용하는 것이 승압 트랜스로 MC 카트리지를 사용하시는 분이 가장 많이 사용하시는 방법이라 하겠습니다.

 

 

 

그러나 헤드앰프가 만들어진 이유가 있습니다.

오늘은 조금 더 향상된 음질을 위해서라면 왜.... 헤드앰프를 사용해야 하는지 그 이유를 알아봅니다.

 

MC 카트리지는 음질을 향상하기 위해 자석을 외부에 두고 바늘이 붙어있는 캔틸레버 끝에 코일을 감아 만듭니다. 

캔틸레버 끝에 자석이 달린 MM 카트리지는 외부에서 코일을 감으므로 충분히 감을 수 있어 출력 전압은 약 5mV로 비교적 높습니다.

 

 

 

그러나 MC 카트리지에서는 캔틸레버 끝에 코일을 감는 구조로 충분히 많이 감을 수 없는 구조입니다.

그러다 보니 출력 전압은 MM 카트리지에 비해 1/10~ 1/50 수준으로 약 0.1mV~ 0.5mV 정도가 됩니다.

 

 

이렇게 미약한 MC 카트리지의 출력을 포노앰프에 그대로 연결하여 사용할 수 없으므로 트랜스의 승압비를 이용한 승압 트랜스를 사용하여 레벨업 합니다.

 

승압비는 MC 카트리지의 출력 전압을 기준하여 MM 카트리지와 비슷할 정도의 5mV가 될 수 있는 수치로 정합니다.

 

0.3mV/5mV= 16.6배

이와 같은 수식으로 정합니다.

즉, 0.3mV의 MC 카트리지라면 16배의 승압 트랜스를 사용하는 것이 좋습니다.

 

이와 같은 방법으로 MC 카트리지의 출력 전압을 알면 적당한 승압비를 산출해 낼 수 있습니다.

MC 카트리지의 출력전압에 승압 비를 곱하여 5mV 근처가 나오면 되는 것입니다. 

 

 

 

 

음질 향상을 위해 코일을 적게 감은 MC 카트리지가 나타났지만,    

출력 전압이 낮아 승압 트랜스를 사용해야 한다는 모순이 남았습니다.    

 

승압 트랜스를 통하여 레벨업 하기 위해서는 1차보다 2차에 훨씬 더 많은 코일을 감아야 합니다.  

 

32배 승압비를 갖는 승압 트랜스의 경우를 임피던스로 표현하면

1차 임피던스가 10Ω이고 2차 임피던스가 10㏀입니다.

 

임피던스라는 값으로 코일의 길이를 가늠하기는 어렵습니다만, 승압비가 커질수록 2차 측에 더 많은 코일을 감는다는 것을 알 수 있습니다.

 

문제는 코일을 많이 감게 되면 분포용량이 커진다는 것으로 승압 트랜스의 코일성분과 분포용량으로 인해 정도의 차이는 있지만, 반드시 병렬 공진회로가 형성된다는 것입니다.

 

코일과 콘덴서가 병렬로 연결되면 병렬 공진회로가 되는데,

공진주파수에 대하여 최대의 이득을 갖습니다.

 

승압 트랜스의 주파수 특성은 중 음역에서는 평탄하지만, 고음으로 올라갈수록 분포용량의 영향으로 병렬 공진회로가 형성된 지점에서 상승하기 시작하여 최고점을 찍은 후 급격하게 하강하기 시작합니다.

 

승압 트랜스를 예로 들었지만, 통상적인 모든 트랜스에서 나타나는 전형적인 주파수 특성입니다.

승압 트랜스를 비롯하여 모든 트랜스를 제작할 때는 분포용량을 줄이기 위해 다양한 제작기법을 적용하지만, 정도의 차이가 있을 뿐 근본적으로 없앨 수는 없습니다.

 

승압 트랜스마다 음색이 달라지는 근본적인 이유는 분포용량에 의한 공진 주파수가 어디에 있느냐.... 이며 공진주파수의 Q 값에 따라 달라지는 것입니다. 

 

. Q 값이란... 병렬 공진회로에서 나타나는 산봉우리의 높이(첨둣값)를 수치로 표현한 것을 말합니다. Q가 높을수록 공진으로 나타난 산봉우리가 높은 것을 뜻합니다. 

병렬 공진회로는 공진 된 주파수에 대하여 최대의 저항값을 갖습니다.

반면, 직렬 공진회로에서는 골짜기의 형태로 나타나는데 이것도 마찬가지로 깊이의 정도를 Q 값으로 표현합니다.

직렬 공진회로는 공진 된 주파수에 대하여 최저의 저항값을 갖습니다.

 

 

헤드앰프는 이처럼 승압 트랜스의 문제로 나타나는 음질 저해 요인을 근본적으로 제거하기 위해 탄생하였습니다.

 

 

헤드앰프는 반도체 소자로 제작되기도 하고 진공관 소자로 제작되기도 합니다.

각각의 장단점이 있지만, 음색의 질감이라는 측면에서는 진공관 소자와 비교할 수 없을 정도입니다.

 

그러나 진공관으로 헤드앰프를 제작하는 것은 정말 쉽지 않습니다.

 

진공관 방식의 헤드앰프를 제작할 수 있는 곳은 세계적으로도 몇 군데 없습니다.

아무래도 수요가 적으니 그럴 수 있겠지만,

제작하기가 쉽지 않다는 것도 한몫하였을 것입니다.

 

 

 

오르페오 MK2는 진공관 헤드앰프에서 제기되던 모든 문제를 완벽하게 해결하였습니다.

 

오르페오 MK2의 내부입니다.

 

  

부품의 리드가 러그 단자에 직접 납땜되는 하드와이어링을 배선하여 잔류노이즈를 크게 줄였습니다.

이런 과정은 PCB로는 불가능합니다.

3차원 배선이 가능한 하드와이어링만이 이론에 입각한 이상적인 배선을 할 수 있기에 그렇습니다. 

 

오디오 시스템 중 가장 이득이 높고 입력에 볼륨도 없는 포노앰프 앞에 위치하는 헤드앰프는 최대한 노이즈를 줄여야 합니다.

 

오르페오 MK2에서는 가장 이상적인 방법을 적용하였습니다.

전원 트랜스를 외부에 두고 2차에 걸친 MOS FET로 구성된 리플필터와 정전압 전원회로를 거쳐 완성된 직류로 구동하여 높은 S/N 비를 구현하였습니다.   

 

 

 

오르페오 MK2는 럼블필터 기능을 실장 하였습니다.

위의 사진에서 좌측에 있는 노브입니다. 

 

이득(Gain)을 조절하는셀렉타는 우측 노브입니다.

0배에서

10배,

20배,

30배,

40배,

50배까지 자유롭게 설정할 수 있습니다.  

 

 

 

로드 셀렉타를 이용하여 MC 카트리지의 최적 로드 임피던스로 맞출 수 있습니다.

위의 사진에서 좌측 노브입니다.

33Ω,

47Ω,

100Ω,

250Ω,

500Ω,

1,000Ω으로 구분하여 맞출 수 있습니다.  

 

 

오르페오 MK2의 리니어 전원 장치입니다.

 

 

내부에 MOS FET로 구성된 리플필터가 내장되어 있습니다.

 

전원장치와 본체를 연결하는 케이블입니다.

 

 

 

이번에는 2.5M로 제작하였습니다.

필요에 따라 원하시는 길이로 제작합니다.

길이에 따른 추가금은 없습니다.

 

그리고 길이가 길어진다고 하여 음질에 영향을 주지도 않습니다.

운용이 편안하실 정도의 길이로 하는 것이 좋습니다.

외피는 독일 비아블루사의 익스팬더를 이용하여 고급스럽게 제작하였습니다.

 

 

헤드앰프를 통해 LP를 듣게 되면 대부분 깜짝 놀라십니다.

그동안 이런 소리를 듣지 못하였구나.....!!

 

아무리 좋은 승압 트랜스라도 저음으로 갈수록 레벨이 줄어지기 마련이고 정도에 차이가 있을 뿐, 고음 대역에서는 굴곡이 있기 마련입니다.

 

그 정도의 차이를 헤드앰프 오르페오 MK2를 통해 경험해 보시기를 기대합니다.

 

김** 선생님의 오르페오 MK2입니다.

 

3일간의 에이징을 겸한 히어링 테스트가 끝나는 11일(금) 이후 언제든지 납품할 수 있습니다. 

김** 선생님의 요청으로 실버 색상으로 제작되었습니다.

 

 

고맙습니다.