이것이 진공관 전력증폭회로의 그리드 전압이다!

오실로스코프의 스크린이 수명을 다 해서 알아보기가 지극히 어렵다. 사진으로 찍은 화면을 여기에 올리는 것이 부끄러울 지경이다.

진공관 회로 공부에서 첫 번째 만나는 장벽은 자기 바이어스 회로를 이해하는 것이다. 캐소드에 대하여 그리드는 더 낮은 전압을 갖게 만들어야 한다. 캐소드와 그라운드 사이에는 상시 전류가 흐르지만, 그라운드와 그리드 리크 저항을 통해 연결된 그리드는 그라운드와 거의 같은 전압을 갖는다. 따라서 캐소드 저항 양단의 전압 강하에 해당하는 전압이 마이너스로 걸리게 된다. 여기에 입력 신호가 더해지면 위의 사진에서 보인 것처럼 음의 값을 기준으로 하여 요동치는 전압이 그리드에 걸린다. 

내가 만든 43 오극관은 10옴 저항을 부하로 연결했을 때 최대 3볼트 정도의 전압 피크치가 나온다. 계산으로는 0.45 W에 해당한다. 입력을 더 높이면 일그러짐이 발생한다. 이것이 출력 트랜스를 지나기 전에는 몇 볼트 범위에서 출렁이는 것일까? 트랜스포머의 임피던스비는 전압비의 제곱에 비례한다. 5K:8은 전압비로는 25:1이다. 따라서 출력 트랜스포머 2차측의 전압 3볼트는 트랜스포머 1차에서는 3 x 25 = 75 볼트에 해당한다. 이것이 플레이트 전압 약 125 볼트에 대해서 위 아래로 출렁이는 것이므로 대충 계산하면 50 ~ 200 볼트 범위에 해당한다. 

위에서 보인 그리드 전압의 변동 범위는 중간을 기준으로 위 아래로 약 2.5 볼트이다. 이것이 25 볼트로 바뀌는 것이므로 이 회로에서는 전압을 약 10배 증폭하는 셈이다.

생각해 보니 이 앰프가 그렇게 형편없을 정도로 출력이 낮은 것 같지는 않다. 지금까지 내가 한 계산이 정말 올바른 것인지는 사실 자신은 없다.

이번에 알리익스프레스에서 구입한 물건은 OP amp를 두 개 사용한 프리앰프 보드로서 채 열흘이 걸리지 않아서 배송이 되었다.  볼륨 놉을 중간쯤 두었을 때 가장 잡음이 크고, 최대로 놓으면 오히려 깨끗하게 들리는 앰프가 있다. 이러한 앰프의 전단에 배치하여 볼륨 조절 용도로 사용하려는 것이다. LM1876 앰프 보드에 연결해 보니 잡음도 없고 매우 깨끗한 소리가 난다.

진공관 앰프를 만든다는 것은 잡음과의 싸움이요, 각종 사고(감전, 화상, 샤시 가공 중에 일어날 수 있는 자잘한 부상)와의 싸움이며, 편견과의 싸움이기도 하다. 진공관 앰프는 무작정 대단한 것이고 소리가 좋을 것이라는 편견, 진공관과 다른 반도체 소자를 섞어서 써서는 안된다는 편견, 케이블이 음질에 대단한 영향을 미친다는 주장 등. 주머니 사정이 넉넉하지 않은 나는 실용의 길을 걸으련다.