- 조회 수: 6178, 2012-06-30 10:31:53(2012-06-27)
출력관으로 21KA6, 전압증폭으로는 14BL11을 쓰기로합니다. TV용으로 태여난 죄로 진공관시대 말기에 제조된 “최신” 진공관 이지만 반세기 이상을 Junk통안에서만 살아온 Compactron 입니다
제작 목표는 2개의 진공관으로 LP와 CD판을 듣는 인티 Amp 를 만드는 것입니다. Stereo 는 4개의 진공관이 필요 합니다. 300B Amp 에 도전해본다는 의미에서 출력은 7-8W의 WE300B 정도는 되도록 합니다. 5극관이나 Beam 관은 Screen grid 를 Plate에 연결 해서 3극관으로 동작 시키기로 합니다. 5극관에 비해서 증폭도는 낮지만 일반적으로 linearity 가 좋습니다.
물론 5극관도 용도에 따라서 잘 하면 높은 증폭도로 Linearity도 유지할 수 있지만 저에게는 3극관 설계가 더 익숙하고 신호가 커지면 5극관은 동작점 선택이 어려워지고 큰 신호에서 Linearity 가 나빠집니다. 사용 우선 순위가 3극관 입니다. 3극관으로 Linearity 가 좋으면 2차 고조파 우세형 Amp도 가능 합니다. 진공관 전성기에는 Audio Amp 출력관으로는 모두가 Drive 가 쉬운 Beam 관이나 5극관을 사용했습니다.
보통 Power Amp 라고 부르는 부분은 3V pp 입력으로 적어도 7W 출력이 나오도록 합니다. Pd 가 20W정도 의 출력관 하고 증폭율이 높은 3극관으로 가능할 것 같습니다.
다음은 3극관 2개로 LP 재생용 RIAA Equalizer 를 포함한 전압증폭회로 (pre amp)를 만들고 여기서 출력전압이 3V pp 가 되면 Power Amp 에 연결하게 됩니다. 도면상에서의 설계에는 신호의 RMS 수치는 별 의미가 없어서 저는 항상 pp 즉 peak to peak 치를 사용 합니다.
RIAA란 LP판 제조에서 쓰이는 Cutter 회로의 주파수특성입니다. 저음은 억제하고 고음은 강조 해서 LP 가 만들어집니다. LP의 신호/음악을 재생 할려면 제조시의 특성과 정반대의 보상을 해줍니다. 이 녹음/보상특성이 1955년경애 RIAA 로 표준화 됐습니다. 이 시절에 제가 만든 Amp 는 RIAA/FFrr 두가지를 모두 쓸수 있도록 했습니다. 제가 듣는판이 구라파 계는 FFrr 로 녹음되어있었고 미국계는 RIAA 였습니다.
저의 설계가 한때는 좋다는 기능 편리한 기능은 모두 첨부했던 시기도 있섰습니다. 지금은 가능한 한 모든 회로를 간단하게 합니다. Simple한 것이 Best 입니다.
본론으로 돌아가서---
21KA6
진공관 규격표에서 12 pin을 확인합니다. 제가 갖고 있는 Socket 이 12 Pin이여서 다른 Socket 을 산다면 그 값이 진공관보다 더 비싸 지기 때문입니다.
다음은 Pd, Heater 규격을 봅니다. 선택된 출력관은 Pd 가 18W인 TV 수평 출력관 입니다. A1급 동작에서 Pd 의 1/3의 Audio 출력이 가능합니다.
값싼 진공관이라서 Max Pd 동작에도 부담이 안 됩니다. 여기에 3W의 Screen Grid Pd 를 합처서 5% Distortion 기준으로 21W x 1/3 = 7W 의 출력을 낼 수 있습니다.
Max Pd 18W로 300B Pd 의 반 밖에 안 되는 무명의 Homeless 노숙자가 King 300B 에 도전 하는 격 이기도 합니다.
A1급 동작이란 입력 신호에 관계없이 설계에서 정해진 전력이 항상 공급되고 있는 동작 상태를 A급 동작이라고 하고 Control grid (3극관에서는 하나밖에 없습니다)에 전류가 안 흐르면 “1”로 구분했습니다. 전류가 흐르면 “2”가 됩니다.
전원은 옛날에 제가 개발한 고주파 전원을 개조해서 모두 직류를 공급하도록 했습니다. Heater 전압이 충분히 높으면 C 전원 (고정 Bias)도 겸할수가 있습니다.
Heater는 21V/0.45A 입니다. Compactron 은 Heater가 Current base 로 설계되서 직열 연결용입니다. 재래식 진공관은 heater 가 voltage base로 되서 병열용 입니다.
모르는 진공관을 쓸려면 Plate V/I 특성이 필요 합니다. Audio 용으로 쓰이고 있는 TV용 진공관도 있스나 이미 값이 비싸 저서 이들은 저의 선택대상이 아닙니다.
14BL11
12pin 으로 Heater 의 전류가 출력관과 같은 0.45A입니다. 직열연결의 조건입니다. 또한 비슷한 Pd의 3극관 이나 5극관이 3개가 들어있어야 하고 이들의 특성이 쓸만한지 알아봅니다. 이 진공관에는 1개의 5극관, 2개의 3극관이 들어 있습니다.
다음 사진은 X-ray 식으로 찍은 사진으로 제가 잘 알고있는 8042 출력관하고 Plate 전극의 크기를 비교 했습니다.
많은 진공관 특성을 비교해보는 작업은 Curve tracer 없이는 시간이 많더라도 사실상 불가능 하다고 봅니다. 세상이 좋아 저서 저는 Curve tracer 2대로 특성을 비교 하면서 선택했습니다. 그래도 많은 시간을 소비했습니다.
진공관 Plate V/I 특성에 익숙히지 않은 초보자 분들이 많이 계시는 여기 “한진동”에 올리는 글로는 부적절하다고 생각도 해보았지만 진공관의 특성 설계 모두 이 특성이 원점입니다.
진공관으로 Amp를 자작한다면 적어도 Plate V/I 특성이 설계의 기본이라는 정도는 알고 있어야 한다고 생각합니다. 앞으로 이해를 해서 사용하게 되면 더 좋구요.
우리 할아버지 시대에는 진공관 특성을 Graph용지에 Meter 눈금을 읽어서 점 점을 찍어가면서 그렸습니다. 지금도 Analog meter를 읽어서 점을 찍어가면서 특성 그리는 사람도 있기는 합니다.
특성곡선에 사용한 curve tracer 와 3극관 특성곡선 만드는 과정의 사진들입니다.
다음번에는 3극관 특성곡선 보는법 과 얻어진 출력관 특성을 검토해 보겠습니다.
위의 표 (첨부 파일) 에서 보면 1Khz 중심으로 재생장치에서는 저음은 최고 20db (10배) 정도 강조해주고 고음은 1/10 정도 줄여주어야 합니다. 실제Amp 에서는 제일 높은 전압 기준으로 저음은 1Khz 까지 1/10 로 줄이고 고음은 1Khz 에서 20Khz 까지 또다시 1/10 로 감소 시켜줍니다. 이 Equalizer 회로에 의해서 고음은 최고 1/100 로 감쇠되는 것입니다.
이렇게 해서 주파수 특성을 원상 복구한 신호를 Amp 입력에 맞도록 다시 증폭 해줍니다. 이런 작업을 하는 곳이 Pre Amp 입니다. 물론 고음 저음 보상 다른 입력 선택 기능들을 첨부 해서 복잡한 것도 많습니다.
올려 주신 Internet link 에서 21KA6 값이 $4 로 나와 있네요. 제가 쓰는 진공관은 모두 제가 과거에 개당 $1 도 안되게 투자 한것입니다.
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Compactron 에는 6BM8 보다 더 큰출력관을 내장하고 있는 복합관 들이 많이 있습니다.
개당 $1 정도하던 것을 사 뫃아놓고 Kit 를 만드러 팔면 얼마있다 진공관 값이 10-20 배로 올라갑니다
이런식으로 용돈 벌이 하는 사람들을 많이 봅니다. 6BM8 은 성공한 예입니다.
6KY8 은 6V6급의 빔 출력관하고 증폭율이 64 의 12AT7 급의 삼극관이 들어있어 6BM8보다 한 단계 높은 촐력을 낼수 있습니다.----------------------------------------------------------------------------------------------------------
혜천님 이 찾아주신 14BL11특성 곡선 흥미깊게 보았습니다.
특히 복합관이라서 Plate/Plate 간의 결합 용량, 정상동작시 까지의 시간,
Heater 와 Cathode 간의 절연전압 이런 것들이 설계의 최우선의 걱정 거리가되는 설계--
이런 Data 를 이용 할수잇는 분들은 저보다도 한 세대 윗 분들로 이미 우리 세상을 떠나셨습니다.----------------------------------------------------------------------------------------------------------
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