2019년 2월 7일 목요일

[2019 오디오 자작] 6N2P 프리앰프 실험

모든 전자장치 DIY의 기본은 전원회로를 잘 만드는 것에서 시작한다. 1N4007(위키피디아) 네 개를 평면 상의 사각형 모양으로 엮어서 만든 정류용 브리지를 어떻게 매만져야 보기에도 좋고 공간도 적게 차지할지 고민한 끝에 다음과 같은 최종 결과물을 얻었다. 왼쪽이 교류 입력, 오른쪽이 정류된 직류(정확히 말하자면 맥류) 출력에 해당한다. 직육면체를 구성하는 평행한 네 개의 모서리에 다이오드가 하나씩 위치하게 만든 것이다.


만능기판에 브리지 정류회로를 구성해도 되지만 생각을 게을리하면 예쁜 배선 패턴이 나오질 않는다. 잠시 검색을 통하여 모범이 될만한 패턴을 찾아보았다. 다음의 것이 아주 적당하다.
출처: http://hkpinvent.blogspot.com/2013/

알리익스프레스에서 구입한 뒤 아직 만들지 않은 정류회로 보드의 패턴도 옮겨서 그려 보았다. 위상수학의 관점에서는 위의 것이나 아래의 것이나 똑같은 그림일 것이다.


2019년 설 연휴의 끝자락에 이루어진 이번 DIY에서는 6N2P를 사용하여 만들었던 프리앰프부 회로가 과연 쓸만한 물건인지를 알아보자는 것이 목표였다. 전원부는 보유한 부품을 최대한 활용하기로 하였다. 43 pentode 싱글 앰프에서 12AU7을 꽂아서 드라이브 회로로 썼다가 갑자기(?) 발생한 극심한 잡음으로 인하여 퇴출이 된 상태였다. 12AU7은 그 후로 몇 번 점검을 했지만 상태가 좀 이상한 것 같아서 갖고 있던 4개의 6N2P 중 하나를 쓰기로 했다.

6N2P를 사용한 프리앰프 회로 중 가장 모범적(?)인 것은 다음과 같다.

출처: How to use 6N1P and 6N2P Russian tube

이 프로젝트를 구상하면서 처음에 참조한 회로도는 Matt Renaud의 4S universal tube preamplifier for 12A*7 tubes이다. 여기에서는 캐소드 바이패스 캐패시터가 선택으로 되어 있고 음량 조절용 폿은 출력부에 위치한다. 위에서 보인 6N2P 회로와 비교하면 바이어스 저항의 값이 가장 많이 다르다.

최근에 참조한 회로도는 다음과 같다("an example of a 20 dB audio gain stage"). B+ 전압은 50-150V를 권장하였다.

출처: Hackaday

6N2P를 비교적 낮은 B+ 전압으로 구동하려면 나머지 부품의 수치는 어떻게 해야 하는가? 6N2P tube pre-tone low volt & low cost라는 글을 참조하면 약간의 아이디어를 얻을 수 있다. 출력측은 커플링 캐패시터에서 그대로 뽑아내는 것이 아니라 몇 가지의 수동 부품이 여러개 엮여진 다소 복잡한 형태이다. 뭔가 이유가 있을 것이다.

출처: 6N2P tube pre-tone low volt & low cost

그러나 부품을 교체하는 일은 하지 않았다. 계산과 실험에 의해서 최적의 부품값을 결정해야 하는데, 너무 주먹구구로 일을 하고 있다! B+ 전압, 더욱 정확히 말하자면 anode voltage(Va or Vak)가 낮아지면 그리드 바이어스 전압을 높여야(0에 가까와지도록) 하므로 당연히 캐소드 저항치도 작아져야 할 것이다(맞나??).

전원회로를 직접 만들어야 하는데 마침 내가 갖고 있는 캐패시터 중 내압이 가장 높은 것은 250V가 고작이다. 어떻게 할 것인가? 전원트랜스(1차 220V, 2차 230V + 6.3V, 링크)의 2차에 강압용 단권트랜스(1차 440V-380V, 2차 220V-110V, 링크의 사진에서 오른쪽)을 뒤집어 연결하여 115V 정도를 얻어내는 것으로 결정하였다(아래 회로도). 다이오드 브리지의 모습은 이 글의 도입부에서 소개하였다. 저항과 캐패시터는 하드와이어링으로 대충 연결하였고, 최종단의 0.1uF 캐패시터는 다른 회로에서 떼어낸 Dain MPX 275VAC(metallized polypropylene film capacitor)를 재활용하였다. 갖고 있던 세라믹 캐패시터는 내압이 낮아서 쓸 수가 없었다.


대충 만든 앰프에서는 대충 소리가 난다.. 아직은 그렇게 만족스러운 수준의 소리가 아니다. 앞으로 이 실험용 프리앰프가 삼극관을 이용한 전압증폭회로(기본 중의 기본!)를 공부하는데 좋은 교재가 될 것으로 믿는다.


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