진공관 DAC 플레누스 MK5

 

 

 

플레누스 MK5입니다.

지난 토요일(8일) 늦은 시간 완성하여 전기적 특성을 확인한 후 청음실에서 히어링 테스트를 하고 있습니다.

 

근래 주요 음악 소스가 디지털 음원이다 보니 

어떤 DAC를 소장했는가... 에 따라 전체적인 음질에 대한 퀄리티가 결정된다고 해도 과언이 아닌 시대가 되었습니다.

 

그 이유는 시스템 가장 앞에 DAC가 자리 잡고 있기 때문입니다.

 

음원이 플레이되고 디지털 신호가 DAC에 입력되면 디지털 신호를 아날로그로 바꾸어 주는 DAC 칩 내부에서 여러 과정을 거쳐 아날로그 신호로 출력됩니다.

 

 

 

 

 

이렇게 출력된 아날로그 신호에는 양자화 노이즈가 포함되어 있어 이를 제거하는 과정과 아날로그 신호를 크게 증폭하는 과정을 거칩니다.

 

 

그런데 수천만 원이 넘는 DAC 제품도

DAC 칩에서 출력된 아날로그 신호를 증폭할 때 OP AMP를 사용하는 경우가 대부분입니다. 

 

    

플레누스는 아날로그 기술인의 시각으로 디지털 음향 기기의 한계를 충분히 검토한 후

디지털 음향 기기의 한계를 극복할 수 있는 회로를 진공관으로 구성하여 적용하였습니다.

 

 

 

 

앞서 말씀드린 디지털 음향기기의 한계란..!

애써, 여러 과정을 거치며 디지털 신호를 순도 높은 아날로그 신호로 바꾸어 놓은 후 OP AMP로 간략히 증폭한 후 출력한다는 것입니다.

 

디지털 기술인으로서 최선의 결과일 수 있지만,

OP AMP를 오디오 기기에 사용하면 안 되는 이유가 있습니다.   

 

 

 

 

본래 OP AMP는 연산용 증폭기로 사용하기 위해 만들어진 소자입니다.

OP AMP는 특히, 

어떤 용도로 사용할지 알 수 없으므로 이득 1로 사용하여도 발진하지 않도록 역삼각형 모양의 주파수 특성을 갖습니다. 

 

역삼각형 주파수 특성이란....!

1Hz의 이득이 가장 높고 주파수가 높아짐에 따라 점점 이득이 저하하여 수백 kHz~ MHz에 이르러 이득 1이 되는 주파수 특성을 말합니다.

 

이런 이유로 OP AMP 제원상 이득은 1Hz를 기준합니다. 

 

통상 OP AMP의 이득은 80dB 전, 후입니다.

요즘은 90dB의 이득을 갖는 OP AMP도 있습니다.

 

최신의 증폭회로가 적용되는 OP AMP라 하여도 90년대 발표된 OP AMP의 이득은 통상 80dB이지만 90dB의 이득을 실현한 OP AMP가 출시되었다는 기사를 보며 증폭 회로 기술의 발전에 놀라울 정도로 감탄합니다.

 

그러나 2단 증폭으로 90dB에 이르는 증폭도를 실현한 기술이 대단하다는 것이지,

높은 증폭이 오디오 기기에 미치는 영향이 좋은 쪽으로 작용하기에 기대감에서 놀랐다는 것이 전혀 아닙니다. 

 

잠시,

dB(데시벨)이 익숙지 않으신 분을 위해 말씀드리면

20dB는 10배를 의미합니다. 

40dB는 20dB + 20dB이므로 100배가 됩니다.

이와 같은 방식으로 계산하면 

60dB는 1,000배

80dB는 10,000배가 됩니다.

90dB는 80dB + 10dB가 되는데 

10dB는 3.162배이므로 

90dB는 31,620배의 이득을 의미합니다.

 

이렇게 어마어마한 이득을 취한 후

단, 14dB(5배)만을 이득으로 사용하고 나머지 76dB 모두를 NFB(부귀환)로 사용하였다는 것을 의미합니다.    

 

이렇게 많은 양의 NFB를 증폭기에 적용하면 전기적 특성이 개선되고 이렇게 개선된 THD(Total Harmonic Distortion )는 통상 0.001% 정도로 낮아집니다.

 

이렇게 개선된 전기적 특성은

내용을 모르는 분이 본다면 기기의 성능을 대변하는 대단한 특성으로 보이게 됩니다. 

 

그러나 애석하게도 왜율이 극히 낮은 앰프는 오히려 음질이 열악한 경우가 더 많습니다.

그것은 과도특성의 저하 때문입니다.

 

내용을 조금 더 정리하면

NFB로 개선되는 모든 항목은 정특성으로 분류되는 내용들입니다.

대표적인 특성으로는 앞서 말씀드린 왜율 특성과 

주파수 특성 등이 이에 해당합니다.

 

그러나 동특성으로 분류되는 과도 특성은 부귀환(NFB)의 양에 비례하여 악화하여 갑니다.

과도특성이란..

빠르게 변화하는 음악 신호를 얼마나 신속하게 추종할 수 있느냐.... 에 대한 내용입니다.

 

앰프를 평가하는 여러 방법 중에 타악기를 잘 재현하는 앰프는 소리가 좋다.. 라는 말이 있습니다.  

팀파니와 심벌즈를 사실감 있게 표현하는 앰프라면 분명 어떤 악기라도 좋은 소리로 들려 줄  것입니다.

 

이런 타악기를 잘 재현하려면 

과도 특성이 우수한 앰프여야 합니다.

 

앞서 부귀환(NFB)가 증가할수록 과도특성은 비례하여 악화한다고 하였습니다. 

 

부귀환이 다량으로 적용되는 반도체 앰프가 왜율은 매우 낮고 수치로 보이는 출력은 높지만,

무귀환으로 구성된 진공관 앰프로 재현하는 팀파니 소리를 능가하기 어렵습니다.

 

그 이유는 반도체 앰프의 대부분은 통상 60dB, 또는 그 이상의 부귀환을 적용하고 있기에 과도 특성이 열악합니다.

과도 특성이 열악한 증폭기에서는 타악기의 음이 잘 재현되지 않습니다.

 

앰프를 평가할 때는 타악기를 들어보라... 는 말이 나온 이유입니다.

 

더욱이 과도특성을 개선하는 회로는 존재하지 않습니다.

다만, 얼마나 악화하였는가... 가 관건일 뿐입니다.

 

과도특성을 악화하는 대표적인 원인은 부귀환(NFB)입니다.

신호가 시작되는 입구에서 과도특성이 악화하면 다음 단에서 아무리 좋은 앰프와 스피커가 연결된다고 하여도 좋은 소리가 되기는 어려울 것입니다. 

 

다음으로는 OP AMP는 매우 작은 전류로 동작합니다.

손톱보다 더 작은 크기에 2개 또는 4개 이상의 OP AMP를 집적하다 보니 큰 전류로 구동될 수 없는 한계를 갖고 있습니다.

 

따라서 악화한 과도특성에다 맥없는 소리로 되고 맙니다.

 

OP AMP를 오디오 기기에 사용하면 안 되는 이유가 몇 가지 더 있지만,

글이 너무 길어지므로 오늘은 생략합니다.

 

다만, 앞서 말씀드린 2가지의 이유만으로도 결코 좋은 소리로 될 수 없는 구조입니다. 

 

디지털 기기의 대부분이 출력단을 OP AMP로 마무리하고 있지만,

모든 DAC 기기는 DAC 칩을 통과한 이후 아날로그 단에서 결정됩니다.

 

많은 분이 디지털 기기의 음질은 DAC 칩에서 결정된다고 주장하거나 또는, 그리 생각합니다.

 

그러나 만약,

DAC 기기의 음질 특성이 DAC 칩에서 결정된다는 주장이 사실이라면,

같은 DAC 칩을 사용한 디지털 음원 기기는

누가 어디에서 제작하여도 모두 동일한 음질이어야 할 것입니다. 

 

 

 

 

그러나 그렇지 않다는 것을 이미 잘 아실 것입니다.

 

그 이유는 아날로그 증폭단에서 음질이 결정되기 때문입니다.

이런 이유로 근래 아날로그 단을 특화하는 DAC 기기가 출시되고 있습니다.

 

반도체 소자를 사용해도 OP AMP를 사용하지 않고 개별 소자로 회로를 구성하는 사례가 늘고 있으며 진공관으로 아날로그 단을 구성하는 사례도 많아졌습니다.  

 

 

서병익오디오는 2008년 진공관으로 구성된 DAC를 제작한 후 끝없는 개선을 통해 지금에 이르고 있습니다. 

출시된 지 14년이 넘었습니다만,

출시 당시 회로를 특허 출원하여 서병익 발명 특허 회로로 제작하였습니다.

 

지금은 특허 회로는 아닙니다.

매년 납부하는 특허료를 납부하지 않아서 인데 10년 이상 운영하다 보니 특허가 꼭 필요한 것이 아니어서 그리 되었습니다.

 

 

 

 

그러나 이 독특한 회로는 논 클립 출력 전압 54V를 실현하여 높은 다이나믹 레인지와 NON NFB(무귀환)로 우수한 과도특성을 구현하였습니다.  

 

 

플레누스 MK5는 총 5 계통의 디지털 입력을 받을 수 있습니다.

 

 

좌측부터 USB, 코엑셜, 옵티컬 1, 옵티컬 2, 디지털 밸런스 AES/EBU 이렇게 5 계통입니다.

 

 

 

 

 

출력은 밸런스 출력과 RCA 출력 을 지원합니다.

 

두 개의 출력 단자에 각각의 앰프를 연결해도 소리는 잘 납니다만,

좋은 음질을 위하여 반드시 하나의 출력 단자만을 선택하여 사용해 주십시오, 

 

출력 단자 옆에는 퓨즈 홀더가 있습니다.

퓨즈 홀더 안에 들어있는 퓨즈의 규격은 250V 3A 30mm 퓨즈입니다.

 

 

 

 

 

. 플레누스 MK5의 디지털 부 제원입니다.

◆ 32-Bit Resolution

◆Accepts 16-, 24-, and 32-Bit Audio Data

◆Digital Audio input
- USB 2.0 (USB Audio Class 2.0, Support DSD 128, PCM 32bit/192kHz Max.)

- Optic : Optical Cable required (2 EA) 192kHz 지원함,
- Coax : 75 Ohm Cable required

- AES/EBU : 110 Ohm Cable required
◆ Analog Performance

- Dynamic Range: 123dB

- THD+N: 0.0005%

◆Sampling Frequency: 10kHz to 200kHz

◆PCM Data Formats: Standard, I2S, and Left-Justified

◆DSD Format Interface Available

◆ Frequency Response : 20Hz ~ 20kHz
Sine Wave Based @0dB
20Hz : 0dB
20kHz : 0dB

 

. 아날로그 부의 제원입니다.
1. 주파수 특성
하한 주파수 : -3dB 4Hz
상한 주파수 : -3dB 54.7kHz
2. 출력전압
0dB : 2,700mV
-5dB : 1,529mV
-10dB : 848mV
3. 논클립 출력전압 : 54V
4. 사용 진공관 : ECC99 × 4
5. 크기 : W440 × D350 × H138

6. 무게: 15.8kg

 

 

 

오늘은 OP AMP를 사용하면 안 되는 이유에 대해 말씀드리다 보니 정작 플레누스의 음질에 대해 말씀드리는 내용이 적었습니다.

 

좋은 디지털 기기를 구분하는 내용 중에 2시간 이상 꾸준히 음악을 들을 수 있다면 좋은 디지털 기기다... 라는 말이 있습니다.

 

양자화 노이즈 제거에 따른 내용입니다만, 이 노이즈 성분을 얼마나 완벽하게 제거하였는가가... 중요한 이유는 이 노이즈가 100kHz 이상의 대역에 분포해 있기 때문입니다.

 

이 내용도 긴 글로 소개해야 하지만, 

플레누스의 내용이 궁금하신 분은 작업실에서 플레누스 또는 DAC로 검색하시면 다양한 내용을 보실 수 있습니다.  

 

 

플레누스 MK5의 음질은 온종일 들어도 전혀 피곤하지 않다는 특징이 있습니다.

이렇게 되는 이론적 이유가 있지만, 이 내용은 수시로 말씀 드렸기에 오늘은 생략합니다.

 

플레누스를 통해 듣는 음원파일의 음질이 이 정도라면 이제 굳이 LP를 다시 시작하지 않아도 될 것 같습니다....

라는 말씀을 완성된 플레누스를 수령하러 오신 분으로 부터 여러 번 들었습니다.    

 

플레누스를 통해 듣는 디지털 음원의 음질이 궁금하신 분은 언제든지 청음실을 찾아주시면 청음하실 수 있습니다.

 

 

오늘 소개하는 플레누스는

전*진 선생님의 플레누스 MK5입니다.

 

3일간의 히어링 테스트를 하였으므로 즉시 납품이 가능합니다.

 

 

 

 

고맙습니다.