21LR8 PP암프 제작기 (I)

조회 수: 885, 2014-05-28 13:44:36(2014-05-25)

21LR8 PP 암프 제작기 (I)

 

언젠가 이 싸이트에서 Blue Tube Audio라는 작은 업체의 암프사진을 본 적이 있다. 8W 출력의 4구 혹은 6구의 두가지 버젼이 있는 작은 암프였는데 원목으로 만든 암프의 캐비네트가 꽤 인상적이었다.  성능상으로는 그리 보잘 것이없어 보였지만 외관만은 매력적으로 보였었다.  그래서 나도 한번 자그마한 암프를 만들어 보자고 시작한 것이 이번에  제작을 시도한 동기가 되었다.  

여기서 Blue Tube Audio의 암프와 비교하여 출력은 같지만 주파수 특성이나 기타다른 성능은 이 암프를 능가하겠다는 것을 목표로 하였다.  그러자면  무엇보다도 중요한 출력트랜스는 R코아를 채용해야 할 것이다.  마침 SK50코아가 한 쌍이 있어 이 코아를 사용하여 출력트랜스를 감기로 하였다.

 

한편 본기에서도 암프의 캐비네트를 원목으로 만들어 보기로 했지만 Blue Tube Audio와는 차이가 나는 외관을 갖도록 해보겠다는 생각을 해 보았다. 

 

사진으로 보면 더 잘 알수 있겠지만 Blue Tube Audio의 경우 암프의 캐비네트가 상하 좌우의 나무판으로 되어 있고앞 뒤가 뚤린 상자 형태로 상판에는 4개의 (혹은 6개의) 진공관 구멍이 뚫려있다. 암프 본체는 전면과 후면에 각각 금속제 파넬이 있고 전면에는 회사로고가 그려져 있고 음량조절과 입력전환 수윗치 높이 달려있다.  후면에는 입출력단자 등이 있는 전형적인 암프의 후면 디자인과 같다.  암프를 캐비네트에 끼울 때에는 진공관을 빼고 암프 본체를 캐비네트에 후면에서 전면으로 밀어넣어 제자리에 고정시킨 다음 암프상부의 구멍을 통해 진공관을 끼우는 식이다.

 

내가 만들려는 암프 캐비네트는 상면과 좌우면 뿐만 아니라 전면 까지도 모두 원목으로 만든 캐비네트로 설계하였다.  따라서 후면과 하면이 없는 나무상자 형태가 된다.  Blue Tube Audio와 마찬가지로 상면에는 4개의 진공관 구멍이 뚫려있고 음량조절과 입력전환 스위치도 상면에 부착하는 식이다.  여기서 암프 본체를 캐비네트에 끼울 때에는 위에서 아래로 암프 본체에 캐비네트를 덮어씌우는 형태가 된다. 

 

회로 선택

 

Blue Tube Audio에 사용한 출력관은 양극손실이 7W급인데 8W출력이 나온다는 주장은 약간 과장된 것 같다. 만일 암프를 A급으로 동작시킨다면 이론상으로 50%효율이 나온다고는 하지만 실제 효율은 40%를 넘기가 매우 어렵다.  이런 의미에서 진정한 8W를 뽑아내려면 양극손실이 20W급은 되어야 한다. Blue Tube Audio의 경우 2개의 진공관 양극손실 총 합이 14W이니까 아마도 이들의 동작은 A급이 아닌 AB급일 가능성이 많아 보인다. 본기에서는 진정한 A급동작을 위해 이보다 양극손실이 큰 6LR8 (혹은 21LR8)을 택하였다. 6LR8은 3극, 5극의 복합관으로 5극관부는 양극손실이 14W나 되고 스크린 그릿드 손실도 2.75W되어 두 진공관 양극손실 총합이 28W나 되니까 8W 암프에는 전혀 문제가 없다고 보인다.

 

스테레오 암프의 사용진공관을 4개의 21LR8으로 제한했으니까 챤넬당 2개의 5극 출력관과 2개의 3극 전압증폭관이있는 셈이다. 여기서 출력부의 5극관을 3결하여 3극관 암프를 만들 수도 있겠지만 이번에는 좀 더 효율이 좋은 5극관 회로를 채용하기로 하였다. 그러나 3극관의 매력을 쉽게 포기하기 어려워 3극관의 장점과 5극관의 장점을 모두 구현했다는 UL접속을 시도해 보기로 하였다.

 

한편 전압증폭과 위상반전 회로를 2개의 3극관 만으로 구현해야 하는데 이는 그리 어려운 일은 아니다. 출력관을 5극관으로 하기로 하였으니까 출력단에서 요구하는 구동전압 스윙은 그리 크지않다. 따라서 입력감도를 1V 피크로 상정하는 경우 요구되는 이득은 대략 20배 전후가 된다. 6LR8 3극관부의 증폭도는 58정도가 되어 1단 증폭 만으로도 충분하고 약간의 NFB도 걸 수 있다. 따라서 3극관 1개로 전압증폭을 하고 다른 3극관 한개로 PK분할 식의 위상반전을 하면 된다는 결론을 얻을 수 있겠다.

 

그런데 이 암프를 구상하던 중 우연히 QUAD II 암프의 회로를 접하게 되었다. QUAD II 암프는 KT66PP의 15W 암프로 4구의 구성이다. 전압증폭은 5극관인 EF86을 2개를 채용하고 있다. 따라서 본기의 경우 전압증폭은 3극관이라는 점이 다르기는 하지만 4구의 구성은 (복합관으로 2구) 비슷하다. 여기서또 다른 점은 전압증폭과 위상반전을 겸하고 있는 회로를 채용하고 있다는 점이다.

 

가장 많이 쓰이는 위상반전 회로는 다이나코 ST70 에서도 사용하고 이 싸이트에서 강박사님이 소개하신 PK분할식과 필자가 즐겨 쓰는 캐소트 카플드 회로일 것이다. QUAD II 암프에서는 또 다른 방법인 Side-branch phase inverter 회로를 쓰고 있다. 이회로는 캐소드 카플드와 거의 비슷하지만 한 진공관 출력의 일부를 탭을 내어 다른 진공관에 입력시키는 점이 다르다.

 

필자는 캐소드 카플드 회로를 선호하는 편인데 그 이유는 회로의 대칭성이 높다는 점에 있다. QUAD II회로도 그 점에서는 크게 다르지 않은데 캐소드 카플드 회로는 캐소드 저항이 크지 않으면 양 풀레이트 저항치가 약간 달라져야 발란스가 맞는다. 이런 이유로 캐소드 카플드 회로에서는 캐소드에 CCS (정전류원) 를 채용하는 경우가 많다. 싸이드 브랜취 회로는 그런 점을 피할 수 있어 구현이 간편해 보였다. 그런 이유로 본기에서는QUAD II 회로를 채용해 보기로하였다.

 

한편 QUAD II 회로에서는 출력단에 캐소드 휘드백을 채용하고 있다. 필자가 읽은 바로는 당시 UL접속을 들고나온 데이비드 하풀러와 캐소드 휘드백 회로의 우월성을 주장하는 QUAD 간에 상당한 경쟁이 있었다고 한다.  본기에서는이 두가지 방법을 모두 수용해 보기로 하였다. 

(계속)