지난 9월 중순에 독서기록을 미처 작성하지 못하고 반납 직전에 책 표지만 사진으로 찍어서 구글+에 올린 적이 있다.
늦었지만 책 제목과 저자 및 역자를 글로 기록해 두고자 한다. 그래야 나중에 블로그 안에서 검색이 가능하기 때문이다. 내가 독서 기록을 작성하는 이유는? 한 번 읽었던 책을 또 도서관에서 빌려서 읽는 일을 방지하기 위함이다.
팔과 다리의 가격 장강명 지음
누가 왜 기후변화를 부정하는가('거짓 선동과 모략을 일삼는 기후변화 부정론자에게 보내는 레드카드') 마이클 만, 톰 톨스 공저|정태영 역
플랜트 패러독스('우리가 건강해지려고 먹는 식물들의 치명적인 역습') 스티븐 R. 건드리 저|양준상 감수|이영래 역
모피아('돈과 마음의 전쟁'): 우석훈 지음(소설)
2018년 9월 29일 토요일
43번 오극관(43 power pentode) 싱글 앰프 프로젝트 - [3] 부품 배치 결정
앰프 자작 과정에서 가장 어려운 것이 섀시(chassis)를 가공하는 일이다. 기성품은 매우 비싸고 가공도 쉽지 않다. 2~3 mm 정도의 알루미늄 판에 부품을 올리고 목재를 가공하여 바닥을 지지하는 전통적인 진공관 앰프 섀시 역시 상당한 수준의 가공을 필요로 한다.
구멍을 수직으로 잘 뚫고, 톱질을 직각으로 하는 일 모두가 숙련되지 않은 사람에게는 대단히 어렵다. 멋을 부리려면(= 비용을 많이 들여도 좋다면), CAD로 도면을 그려서 알루미늄판을 가공하고, 조각집에 맡겨서 글씨를 새기고, 샌딩 처리를 하고... 눈이 한 번 높아지면 쉽사리 만족하기 어렵다. 물론 나는 이런 단계에는 아직 이른 적이 전혀 없다.
그래서 이번 43번 오극관 싱글 앰프 제작은 최대한 간편하게 진행해 볼 생각이다. 나무판 위에 부품들을 늘어놓고 조립을 하여 테스트를 먼저 끝낸 뒤, 제대로 섀시를 갖추는 것은 나중에 검토하려는 것이다.
예전에 철천지에서 구입한 코팅 합판으로 건반(Fatar StudioLogic SL-990) 받침대를 만들었다가 도로 해체를 한 일이 있다. 오늘은 이것을 일부 잘라내어 앰프의 바닥판으로 쓰기로 하였다. 미리 그린 선을 따라서 절단면이 수직이 되게 손으로 톱질을 한다는 것은 정말 어렵다. 최대한 똑바로 자르기 위하여 자르려는 합판 위 아래에 다른 합판을 가이드 삼아서 대고 톱질을 시작하였다.
아야! 길을 내기 위해 톱날을 당기는데 왼손 엄지손가락 위로 톱날이 살짝 스쳐 지나갔다. 소독을 하고 일회용 반창고를 붙였다. 시작부터 왜 이런담.
동양의 톱은 당겨야 잘린다. 이를 인식하고 실제에 응용한 것도 얼마 되지 않았다. 이번에는 미리 그린 선에서 크게 빗나가지 않고 무난하게 톱질을 마쳤다.
앰프를 둘 곳은 침실의 오픈장뿐이라 앞뒤 폭을 충분히 주기가 어렵다. 잘라낸 합판의 크기는 360 mm x 250 mm 정도이다. 절단면을 대충 사포로 다듬은 다음 부품들을 올려 보았다. 프리앰프는 별도의 것을 쓸 예정이지만 전원 트랜스를 두 개나 쓰는데다가 출력 트랜스의 고정 방법이 마땅치 않아서 공간 활용도도 떨어지고 모양새 또한 영 아름답지 못하다. R-core 트랜스는 음질도 좋고 자작도 쉬운데 고정을 하는 것이 가장 어렵다.
회로도를 확정하고 몇 번의 스케치를 거쳐서 하드 와이어링을 위한 실체 배선도 역시 확정을 하였다. 40 W 백열전구를 사용하여 B 전압이 어느 정도가 확보되는지를 측정해 두었는데 진공관을 연결하면 또 어떻게 달라질지 모른다.
다음 주에는 6핀 소켓을 주문하여 본격 제작에 들어가야 되겠다. 이번에 만드는 앰프는 진공관 앰프의 기본을 익히는데 아주 좋은 교재가 될 것으로 믿어 의심치 않는다. 진공관을 이용한 증폭 회로뿐만 아니라 '전력전자' 분야와 관계가 있는 부분 - SMPS, 전원장치, 돌입전류 대책 등 - 에 특별히 관심이 있는 편이다. 오늘은 유도성 부하에 전원을 넣고 끊을 때 스파크 킬러를 어떻게 연결해야 하는지를 공부하였다. 직류로 작동하는 회로라면 전원 스위치에 대하여 병렬로, 교류로 작동하는 회로라면 부하에 대해서 병렬로 연결해야 한다. PC용 파워 서플라이의 DPDT(double pole, double throw, 상세한 설명은 여기를 참조) 전원 스위치에 왜 스파크 킬러가 그렇게 연결되었는지를 무심히 보고 지나쳤었는데 이를 오늘 비로소 이해하였다.
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| 예를 들어 이런 것. 대전 Acme Somics의 최필선 대표 제작. 사진은 소리전자 장터 게시판에서 빌려온 것이다. |
구멍을 수직으로 잘 뚫고, 톱질을 직각으로 하는 일 모두가 숙련되지 않은 사람에게는 대단히 어렵다. 멋을 부리려면(= 비용을 많이 들여도 좋다면), CAD로 도면을 그려서 알루미늄판을 가공하고, 조각집에 맡겨서 글씨를 새기고, 샌딩 처리를 하고... 눈이 한 번 높아지면 쉽사리 만족하기 어렵다. 물론 나는 이런 단계에는 아직 이른 적이 전혀 없다.
그래서 이번 43번 오극관 싱글 앰프 제작은 최대한 간편하게 진행해 볼 생각이다. 나무판 위에 부품들을 늘어놓고 조립을 하여 테스트를 먼저 끝낸 뒤, 제대로 섀시를 갖추는 것은 나중에 검토하려는 것이다.
예전에 철천지에서 구입한 코팅 합판으로 건반(Fatar StudioLogic SL-990) 받침대를 만들었다가 도로 해체를 한 일이 있다. 오늘은 이것을 일부 잘라내어 앰프의 바닥판으로 쓰기로 하였다. 미리 그린 선을 따라서 절단면이 수직이 되게 손으로 톱질을 한다는 것은 정말 어렵다. 최대한 똑바로 자르기 위하여 자르려는 합판 위 아래에 다른 합판을 가이드 삼아서 대고 톱질을 시작하였다.
아야! 길을 내기 위해 톱날을 당기는데 왼손 엄지손가락 위로 톱날이 살짝 스쳐 지나갔다. 소독을 하고 일회용 반창고를 붙였다. 시작부터 왜 이런담.
동양의 톱은 당겨야 잘린다. 이를 인식하고 실제에 응용한 것도 얼마 되지 않았다. 이번에는 미리 그린 선에서 크게 빗나가지 않고 무난하게 톱질을 마쳤다.
앰프를 둘 곳은 침실의 오픈장뿐이라 앞뒤 폭을 충분히 주기가 어렵다. 잘라낸 합판의 크기는 360 mm x 250 mm 정도이다. 절단면을 대충 사포로 다듬은 다음 부품들을 올려 보았다. 프리앰프는 별도의 것을 쓸 예정이지만 전원 트랜스를 두 개나 쓰는데다가 출력 트랜스의 고정 방법이 마땅치 않아서 공간 활용도도 떨어지고 모양새 또한 영 아름답지 못하다. R-core 트랜스는 음질도 좋고 자작도 쉬운데 고정을 하는 것이 가장 어렵다.
회로도를 확정하고 몇 번의 스케치를 거쳐서 하드 와이어링을 위한 실체 배선도 역시 확정을 하였다. 40 W 백열전구를 사용하여 B 전압이 어느 정도가 확보되는지를 측정해 두었는데 진공관을 연결하면 또 어떻게 달라질지 모른다.
다음 주에는 6핀 소켓을 주문하여 본격 제작에 들어가야 되겠다. 이번에 만드는 앰프는 진공관 앰프의 기본을 익히는데 아주 좋은 교재가 될 것으로 믿어 의심치 않는다. 진공관을 이용한 증폭 회로뿐만 아니라 '전력전자' 분야와 관계가 있는 부분 - SMPS, 전원장치, 돌입전류 대책 등 - 에 특별히 관심이 있는 편이다. 오늘은 유도성 부하에 전원을 넣고 끊을 때 스파크 킬러를 어떻게 연결해야 하는지를 공부하였다. 직류로 작동하는 회로라면 전원 스위치에 대하여 병렬로, 교류로 작동하는 회로라면 부하에 대해서 병렬로 연결해야 한다. PC용 파워 서플라이의 DPDT(double pole, double throw, 상세한 설명은 여기를 참조) 전원 스위치에 왜 스파크 킬러가 그렇게 연결되었는지를 무심히 보고 지나쳤었는데 이를 오늘 비로소 이해하였다.
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| 다른 기기에서 적출한 필름 캐패시터. 오디오 회로의 입력단에 위치하는 커플링 캐피시터로 쓸 수 있는 '오디오 그레이드'의 부품인가? 아니면 스파크 킬러로나 써야 하는가? 스파크 킬러를 자작하려면 여기에 직렬로 연결되는 저항의 와트 수는 어느 정도가 되어야 하는가? |
2018년 9월 28일 금요일
1N5404 - 3.0 A rectifier와 돌입전류 제한 방법
내가 직접 돈을 주고 구입한 정류용 다이오드는 1N4007이 전부이다. 1.0 A, 1000 V를 흘릴 수 있는 매우 평범한 부품이다. 키트나 완제품 보드를 사면서 다른 종류의 정류용 다이오드를 접한 적이 당연히 여러 차례가 있었다. 그러나 부품의 형번을 직접 기억하면서 구입을 했던 다이오드는 1N4007이 전부였다.
다음 그림은 며칠 전에 만든 배전압 정류 모듈이다. 말 그대로 hard-wiring 작품이다. 전원 트랜스포머의 13 V 출력을 높여서 히터에 25 V를 공급해야 하는 진공관(43 power pentode)을 작동시키기 위하여 만들었다. 배전압 회로를 거치면 히터를 연결해도 25 V를 훨씬 넘는 전압이 걸리므로 어떻게든 저항을 넣어서 전압을 낮추어야 한다.
위에 보인 회로도에서 보통 빨강 삼각형 자리에 돌입전류(inrush current)를 제한하기 위한 저항을 넣게 된다. 그러나 이 위치에는 내가 보유한 아무리 작은 용량의 저항 - 4.1 Ohm까지 테스트 - 을 넣어도 전압이 너무 많이 떨어지는 것이었다. 그래서 정류회로의 출력단에 합성 저항을 연결하여 원하는 전압을 얻는 데에는 성공을 하였다.
1500 uF 캐패시터라면 적은 용량이 아니다. 저음 전기가 들어올 때 돌입 전류가 발생할 것은 당연하다. 그러면 1N4007에 무리가 가지 않을까? 이보다 더 높은 전류를 허용하는 정류 다이오드를 써야 하지 않을까? 그런 생각에 1N5404를 구입하게 된 것이다.
1N5404는 3.0 A, 400 V를 견디는 다이오드이다. 1N5407(800 V)를 사는 것이 더 낫지 않았을까 하는 아쉬움이 남는다. 이보다 정격이 더 높은 다이오드는 6A10이라는 것이 있다. 6 A, 1000 V를 견디는 막강한 다이오드인데 가격은 월등히 비싸다.
(엘레파츠 1개 가격) 1N4007: 20원, 1N5404: 70원, 6A10: 140원
1.0 A/3.0A/6.0 A는 IF(forward current)를 의미한다. 다이오드가 견딜 수 있는 순간 전류에 해당하는 정격은 아니다. 이에 해당하는 것은 무엇일까? IFSM(peak forward surge current)가 이에 해당할 것 같다. 이 파라미터는 파형의 종류와도 관계가 있다. 60 Hz(8.3 ms)의 사인파를 견디는 각 다이오드의 능력을 데이터시트에서 찾아보았다. Square wave에는 좀 더 높은 수치를 견딘다.
IFSM 1N400X: 30 A, 1N540X: 200 A, 6A0X: 400 A
가녀린 다이오드라고 생각했는데 1N400X도 무려 30 A를 견딘다. 맨 위에서 소개한 회로도에서 30 A를 넘는 돌입 전류가 발생할 것 같지는 않다(근거가 있는 것은 아니다. 순전히 개인적인 생각!). 다시 생각을 해 보니, 돌입 전류는 정류 다이오드가 아닌 회로의 다른 곳에 트러블을 발생할 가능성이 더 크다. 이 경우에는 복잡한 논리회로가 아니라 진공관의 히터가 연결되는 것이 전부이다. 별로 문제가 발생할 여지는 없다.
돌입전류를 설정치 이하로 줄이기 위해 삽입할 저항의 크기는 다음의 사이트에서 계산할 수 있다. 저항이 전혀 없을 때 돌입 전류는 얼마나 흐를까? 이것은 내 지식으로는 계산하기가 너무 어렵다.
https://www.ametherm.com/inrush-current/calculators
발열에 신경이 쓰인다면 와트 수가 높은 저항을 택하면 된다. 또는 여러개의 저항을 연결하여 같은 저항값이 나오게 만들면 발열을 분산시키는 효과가 있다. 예를 들어 2 Ohm 저항을 두 개 병렬로 연결한 것을 두 개 만들어서 이를 직렬로 연결하면 합성 저항은 2 Ohm이 되고, 저항 하나의 발열량은 1/4이 된다. 실제로 이렇게 해 보았는데 모양새가 좀 우스웠다.
다음 그림은 며칠 전에 만든 배전압 정류 모듈이다. 말 그대로 hard-wiring 작품이다. 전원 트랜스포머의 13 V 출력을 높여서 히터에 25 V를 공급해야 하는 진공관(43 power pentode)을 작동시키기 위하여 만들었다. 배전압 회로를 거치면 히터를 연결해도 25 V를 훨씬 넘는 전압이 걸리므로 어떻게든 저항을 넣어서 전압을 낮추어야 한다.
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| 빨강 삼각형 위치에 2 Ohm 저항을 넣으면 출력부에 저항을 추가하지 않고 23.5~23.9 V가 얻어진다. 저항 양단에 걸리는 전압은 2.59 V이므로 2.59 / 2 = 1.295 (A)가 흐른다. 저항에서 소모되는 전력은 3.35 W이다. 1 Ohm 저항을 삽입하면 히터에는 27.5 V가 걸린다(110%). 1.5 Ohm이면 딱 좋을텐데! |
위에 보인 회로도에서 보통 빨강 삼각형 자리에 돌입전류(inrush current)를 제한하기 위한 저항을 넣게 된다. 그러나 이 위치에는 내가 보유한 아무리 작은 용량의 저항 - 4.1 Ohm까지 테스트 - 을 넣어도 전압이 너무 많이 떨어지는 것이었다. 그래서 정류회로의 출력단에 합성 저항을 연결하여 원하는 전압을 얻는 데에는 성공을 하였다.
1500 uF 캐패시터라면 적은 용량이 아니다. 저음 전기가 들어올 때 돌입 전류가 발생할 것은 당연하다. 그러면 1N4007에 무리가 가지 않을까? 이보다 더 높은 전류를 허용하는 정류 다이오드를 써야 하지 않을까? 그런 생각에 1N5404를 구입하게 된 것이다.
1N5404는 3.0 A, 400 V를 견디는 다이오드이다. 1N5407(800 V)를 사는 것이 더 낫지 않았을까 하는 아쉬움이 남는다. 이보다 정격이 더 높은 다이오드는 6A10이라는 것이 있다. 6 A, 1000 V를 견디는 막강한 다이오드인데 가격은 월등히 비싸다.
(엘레파츠 1개 가격) 1N4007: 20원, 1N5404: 70원, 6A10: 140원
1.0 A/3.0A/6.0 A는 IF(forward current)를 의미한다. 다이오드가 견딜 수 있는 순간 전류에 해당하는 정격은 아니다. 이에 해당하는 것은 무엇일까? IFSM(peak forward surge current)가 이에 해당할 것 같다. 이 파라미터는 파형의 종류와도 관계가 있다. 60 Hz(8.3 ms)의 사인파를 견디는 각 다이오드의 능력을 데이터시트에서 찾아보았다. Square wave에는 좀 더 높은 수치를 견딘다.
IFSM 1N400X: 30 A, 1N540X: 200 A, 6A0X: 400 A
가녀린 다이오드라고 생각했는데 1N400X도 무려 30 A를 견딘다. 맨 위에서 소개한 회로도에서 30 A를 넘는 돌입 전류가 발생할 것 같지는 않다(근거가 있는 것은 아니다. 순전히 개인적인 생각!). 다시 생각을 해 보니, 돌입 전류는 정류 다이오드가 아닌 회로의 다른 곳에 트러블을 발생할 가능성이 더 크다. 이 경우에는 복잡한 논리회로가 아니라 진공관의 히터가 연결되는 것이 전부이다. 별로 문제가 발생할 여지는 없다.
돌입전류를 설정치 이하로 줄이기 위해 삽입할 저항의 크기는 다음의 사이트에서 계산할 수 있다. 저항이 전혀 없을 때 돌입 전류는 얼마나 흐를까? 이것은 내 지식으로는 계산하기가 너무 어렵다.
https://www.ametherm.com/inrush-current/calculators
돌입 전류를 10.6 A이하로 제한하려면 2 Ohm 저항을 넣으면 된다. 오늘 구입한 5 W 시멘트 저항 중 가장 작은 값의 것에 해당한다.
실험 결과 - 25 V 만들기
정류 후 전류를 목표치로 낮추기 위하여 저항을 삽입하는 경우라면 전원 트랜스포머와 배전압 정류회로 사이에 넣는 것이 돌입 전류의 제한 측면에서도 유리할 것이다. 실험을 해 본 결과 이 위치에 1.5~2 Ohm 정도의 저항을 넣으면 된다는 결론을 내렸다. 문제는 발열이다. 2 Ohm/5 W 저항 하나를 쓰는 경우 계산 상으로는 3.35 W를 소모하게 되는데, 손을 대기 어려울 정도로 뜨겁다. 시멘트 저항은 일종의 권선 저항으로서 사용온도 범위는 -40°C~ +155°C라고 한다(바로전자 웹사이트). 5 W 저항의 경우 120% 구동 조건에서는 최대 90°C까지 온도가 올라가는 것으로 되어있다. 따라서 큰 문제는 없다. 그러나 주변에 열에 민감한 부품이 배치되지 않도록 신경을 써야 할 것이다.| 출처: 바로전자 |
발열에 신경이 쓰인다면 와트 수가 높은 저항을 택하면 된다. 또는 여러개의 저항을 연결하여 같은 저항값이 나오게 만들면 발열을 분산시키는 효과가 있다. 예를 들어 2 Ohm 저항을 두 개 병렬로 연결한 것을 두 개 만들어서 이를 직렬로 연결하면 합성 저항은 2 Ohm이 되고, 저항 하나의 발열량은 1/4이 된다. 실제로 이렇게 해 보았는데 모양새가 좀 우스웠다.
2018년 9월 27일 목요일
43번 오극관(43 power pentode) 싱글 앰프 프로젝트 - [2] 히터 점검
긴 추석 연휴를 마치고 출근을 하였다. 지난주 미국 출장을 나가 있는 동안 사무실로 배달된 43번 5극관을 오늘 드디어 만나게 된 것이다. 구입한 물량은 총 4 개인데, 두 개는 제이앨범 관리자에게 보냈다. 25A6과 25L6이라는 잘 알려진 진공관의 직계 조상에 해당하는 관이라서 관심을 갖고 있다고 하였다. 나는 Silvertone이라는 브랜드의 두 개를 챙겼다. 유리면에 붙어있는 딱지에는 검사일로 추정되는 날짜가 찍혀 있는데 '1941' 혹은 '1947'로 보인다.
이 진공관를 점화하려면 25 V. 0.3 A가 필요하다. 13 V, 2.3 A가 나오는 전원 트랜스에 배전압 정류회로를 달아서 두 개의 히터를 병렬로 연결해 보았다. 부하가 없는 상태에서는 약 38 V가 출력이 되는데, 진공관 히터를 연결해도 전압은 30 V를 훨씬 넘은 상태였다. 8.2 Ohm 5 W 시멘트 저항을 삽입하여 히터를 연결한 다음 히터 양단의 전압을 측정해 보았다. 27.4 V로서 정격 전압 25 V에 대하여 9.6% 초과한 상태이다. 저항 양단의 전압 강하(5.4 V)로부터 회로 전체에 흐르는 전류를 측정하니 0.66 A가 나온다. 계산 상으로 저항에서 소모되는 전력은 3.56 와트이고 손을 대기 어려울 정도로 뜨거워진다. 10~12 Ohm 10 W 정도의 저항으로 바꾸어 최종 테스트를 하면 될 것이다.
오늘 실험을 통해서 내가 보유한 전원 트랜스로 43번 5극관 두 개에 충분히 히터 전원을 공급할 수 있다는 결론을 내렸다.
이 진공관를 점화하려면 25 V. 0.3 A가 필요하다. 13 V, 2.3 A가 나오는 전원 트랜스에 배전압 정류회로를 달아서 두 개의 히터를 병렬로 연결해 보았다. 부하가 없는 상태에서는 약 38 V가 출력이 되는데, 진공관 히터를 연결해도 전압은 30 V를 훨씬 넘은 상태였다. 8.2 Ohm 5 W 시멘트 저항을 삽입하여 히터를 연결한 다음 히터 양단의 전압을 측정해 보았다. 27.4 V로서 정격 전압 25 V에 대하여 9.6% 초과한 상태이다. 저항 양단의 전압 강하(5.4 V)로부터 회로 전체에 흐르는 전류를 측정하니 0.66 A가 나온다. 계산 상으로 저항에서 소모되는 전력은 3.56 와트이고 손을 대기 어려울 정도로 뜨거워진다. 10~12 Ohm 10 W 정도의 저항으로 바꾸어 최종 테스트를 하면 될 것이다.
오늘 실험을 통해서 내가 보유한 전원 트랜스로 43번 5극관 두 개에 충분히 히터 전원을 공급할 수 있다는 결론을 내렸다.
2018년 9월 26일 수요일
43번 오극관(43 power pentode) 싱글 앰프 프로젝트 - [1] 전원부 설계
The Type 43, is an audio output pentode that is designed for use in receivers with a series heater chain. It is electrically identical to the IO based 25A6. The valve is rated for use in low power single ended output stages.43번 진공관은 1930~50년대 라디오의 음성 출력관으로 널리 쓰이던 것이다. 히터용 트랜스를 별도로 쓰지 않고 여러 진공관의 히터를 직렬로 연결하여 가정용 전원에 그대로 꽂도록 만든 것이라서 표준적인 6.3 볼트가 아니라 25볼트가 필요하다. 캐소드-애노드 사이에 걸 수 있는 최대 전압은 160 볼트이고 최대 스크린 그리드 전압은 135 볼트이다.
요즘 기준으로서는 전원부 설계가 매우 귀찮은 진공관이다. 히터 전압은 높고, B 전원은 낮고... 그런데 왜 이런 '구닥다리' 43번 관을 다음번 실험 대상으로 선정했는가? 그 이유는 다음과 같다.
| 좌부터 MT관 (12AU7),GT관 (5AR4),ST관 (2A3) |
- ST관을 한번은 써 보고 싶었다.
- 고전관을 한번은 써 보고 싶었다.
- 고전관 중에서 43번 오극관의 가격이 매우 저렴하였다.
- 이미 만들어 놓은 5K:8 출력 트랜스를 그대로 쓸 수 있다.
제작에 참고할 회로는 다음과 같다.
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| 출처: Radiomuseum |
캐소드 캐패시터의 용량을 계산하는 식이 너무 복잡해서 대충 100 uF/50 V를 달아 본 다음에 튜닝을 하면 될 것이다. 캐소드 저항도 360R이나 390R에서 적당히 고르면 될 것이다. 초단/드라이브단은 어떻게 할 것인가? 일손을 줄이기 위하여 별도로 갖고 있는 12AU7 headphone amplifier/preamplifier를 사용할 것이다. 이는 자체 전원 어댑터를 갖고 있다. 나중에 여력이 생긴다면 DC 12 V로 작동하는 프리앰프 제작을 시도해 보고 싶다. 참조할 회로는 다음과 같다.
- [제이앨범] 저전압에서 triode type의 진공관 구동시키기
- [제이앨범] 12V에서 동작하는 진공관 앰프입니다
만약 애노드 전압 160 볼트(바이어스 전압 18 볼트를 더하면 178 볼트의 B 전원이 필요)를 43번 진공관의 작동 조건으로 한다면 전원 회로를 어떻게 구성할 것인가?
1. SMPS로 모든 것을 해결하기
IR2153과 MOSFET을 사용하여 원하는 DC 전압을 얻는 장치를 얼마든지 만들 수 있다. 단, 회로를 꾸미는데 손이 많이 간다는 것이 불편한 점이다. "진공관 앰프에 노이즈가 지글거리는 SMPS라니 말도 안된다!"라고 할 사람이 많겠지만 지난 여름 내가 경험한 바에 의하면 음악 감상에는 아무런 문제가 없었다(SMPS 실험 끝내기).
2. PC용 파워 서플라이 + DC-DC boost converter
PC용 파워 서플라이는 매우 높은 용량의 직류 전압(5 V 및 12 V)을 안정적으로 공급한다. 여기에 DC-DC 고전압 부스터를 이용하면 B 전원을 공급하는데 충분할 것으로 생각한다. 실제로는 다음의 물건을 구입하여 배달을 기다리는 중이다(단가는 5.52 달러). 최대 출력 전류는 0.2 A인데 입력 전류에 따라 다르다고 한다.
그러면 히터용 DC 25 V는 어떻게 할 것인가? 이 컨버터는 고전압 출력이 가능한 대신 전류 용량이 매우 낮다. 43번 관의 히터에는 0.3 A가 필요하므로, 히터를 병렬로 연결하면 총 0.6 A는 공급을 할 수 있어야 한다. 여기에는 요즘 매우 흔한 DC-DC step up converter를 사용하면 어떨까? 파워 서플라이에서 나오는 12 V를 입력하면 될 것이다.
3. 고전적인 방법 - 트랜스포머 사용하기
43번 오극관을 사용한 라디오 수신기는 가정용 전원(110 V 교류 혹은 직류 - 당시 미국에서는 직류 전기도 공급이 되었던 모양이다)을 그대로 정류해서 쓰도록 만들어 졌었다. 따라서 110~120 V가 2차에 출력되는 전원 트랜스(25 V도 포함하여)를 주문 제작하면 가장 깔끔하게 해결이 된다. 그런데 돈을 추가로 들이기가 싫다. 갖고 있는 트랜스를 이용할 방법은 없을까? 작고 가벼운 앰프를 만드는 것은 포기하기로 한다.
위 사진을 보자. 모두 220 V에 연결하여 사용하는 일반적인 전원 트랜스이다. 2차 전압은 왼쪽 것이 13 V x 2(2.3 A), 오른쪽 것은 0-9-12-15-18 V(1.2 A)이다. 두 트랜스를 2차끼리 연결하면 절연된 ~110V를 얻을 수 있지 않을까? 이 아이디어는 제이앨범에서 얻은 적이 있다. 단, 220 V에 연결되는 첫번째 트랜스의 용량이 충분히 커야 한다.
왼쪽 트랜스의 2차 중 하나(13 V)를 오른쪽 트랜스의 2차에 연결해 보았다. 여기에는 13 V 탭은 없으므로 12 V 혹은 15 V에 연결해야 한다. 마침 PC용 파워 서플라이 기판에서 도려낸 정류부(EMI noise filter 포함)가 있어서 최종적으로 얼마의 직류 전압이 나오는지를 측정해 보았다. 모두 부하를 연결하지 않은 상태이다.
- 12 V 탭에 연결할 경우: 126 V, 정류 후 171 V
- 15 V 탭에 연결할 경우: 101 V, 정류 후 137 V
두번째의 트랜스포머에서 전류를 얼마나 뽑아낼 수 있을지는 자신할 수 없지만 첫번째 조건이 괜찮아 보인다.
그러면 히터용 전원(25 V)을 공급하는 문제가 남았다. 첫번째 트랜스포머 2차의 나머지 13 V를 활용해 보자. 배전압 정류를 하면 충분히 높은 전압이 나오지 않겠는가?
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| 곁에 놓인 것은 하드와이어링으로 꾸민 배전압 정류회로. |
다음과 같은 회로를 꾸며서 측정을 해 보았다. 정류 다이오드 직전의 8R2 저항은 돌입전류를 제한하여 다이오드를 보호하기 위한 것이다. 부하 저항을 전혀 걸지 않으면 무려 38 V의 직류가 나온다. 여기에 220R 저항을 연결하니 26.5 V 수준으로 떨어졌다. 43번 진공관 두 개의 히터를 병렬로 연결했을 때 전압이 너무 낮아지지는 않는지를 확인하는 일이 남았다. 2차에서 2.3 A를 뽑을 수 있는 트랜스포머이므로 너무 걱정은 하지 않기로 했다.
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| 검정 삼각형은 B-전원을 생성할 두번째 트랜스포머의 연결 포인트이다. |
컴퓨터로 회로도를 그릴 수만 있다면 얼마나 좋을까? CircuitLab에 잠시 감동을 했었는데 알고보니 시간 제한이 있는 유료 프로그램이었다. 파워포인트로 일일이 부품 심벌을 그릴 수는 없는 노릇이다. 잠시 조사를 해 보았다. Edraw Max라는 것도 꽤 괜찮은데 기능 제한이 없는 30일 free trial 기간이 지난 후에는 구입을 해야 한다.
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| Edraw Max 맛보기. |
완전히 무료로 쓸 수 있는 것은 없을까? 검색을 해 보니 Fritzing이라는 것이 있다. 이게 도대체 무엇을 하는 프로그램인지 감을 잡고 싶다면 다음 글을 보면 되겠다.
그런데 이것으로 오디오 앰프의 회로를 그릴 수 있을까? 설치를 해서 잠시 고민을 해 보다가 다시 웹 검색을 해 보았다.
여기에서 제시한 소프트웨어들을 검토한 뒤에 결정해야 되겠다.
2018년 9월 25일 화요일
흐트러진 9월의 질서 바로잡기 - 독서 기록을 포함하여
9월 하순하고도 벌써 25일에 접어들었다. 닷새만 지나면 벌써 10월이 되는 것이다. 한 달이 이렇게 빨리 지나가는가 하고 놀랄 것이 아니라 2018년도 이제 3/4이 지났다는 반성을 해야 할 시점이다. 이번 달에는 목표했던 블로그 포스팅 횟수를 달성하려면 아직도 많은 글을 써야 한다. 이렇게 된 이유는 일주일 동안 국외 출장(2018 LAMG, Lake Arrowhead Microbial Genomics Meeting)을 다녀온데다가 추석 연휴가 이어지고 있기 때문이다.
국내에서만 공부를 한 나와 같은 사람에게는 국외 학회 출장이란 매우 큰 도전이다. 강연을 듣고 포스터 발표를 하는 것은 어느 정도 대비를 할 수 있는 일이지만, LAMG처럼 social/mixer 활동의 비중이 큰 학회는 솔직히 말해서 감당하기가 쉽지 않다. 예를 들어 수천명 이상이 모이는 대규모 학회에서는 동시에 열리는 심포지움 세션 중 필요한 것만 골라 들으면서 비교적 수동적으로 일정을 보내도 큰 문제가 없다. 쉽게 말해서 내 존재는 수많은 참가자 사이에서 별로 드러나지 않는다. 그러나 LAMG는 160명 정도의 사람이 작은 공간에 모여서 바글거리며 4박5일간을 같이 보내게 된다. 멋진 풍광을 자랑하는 산속 호숫가에 자리잡은 컨퍼런스 센터에서 적은 수의 참석자들은 숙소를 같이 쓰면서 늘상 서로 마주치고, 식사시간에는 테이블에 둘러앉아 서로를 소개하고 쉴 새 없이 와글와글거리며 대화를 이어가는 것이다. 서로 간단히 통성명을 하고 어디에서 왔는지, 어떤 연구를 하는지 소개를 하자마자 금세 친한 친구가 된 것처럼 분위기가 바뀐다. 영어에 능통하지도 않고 이러한 사교적인 분위기에 익숙하지 않은 동양인에게는 어찌보면 견디기 힘든 경험이 되기도 한다. 표면적으로는 소통의 도구(언어)가 불비하다는 장벽에 가려져 있지만 더 깊은 속으로 들어간다면 동서양의 문화적 차이가 자리잡고 있을 것이다.
43번 power pentode를 이용한 싱글 엔디드 앰프의 제작 구상도 마친 상태이다. 이에 관한 글은 앞으로 연속하여 작성해 나갈 것이다.
국내에서만 공부를 한 나와 같은 사람에게는 국외 학회 출장이란 매우 큰 도전이다. 강연을 듣고 포스터 발표를 하는 것은 어느 정도 대비를 할 수 있는 일이지만, LAMG처럼 social/mixer 활동의 비중이 큰 학회는 솔직히 말해서 감당하기가 쉽지 않다. 예를 들어 수천명 이상이 모이는 대규모 학회에서는 동시에 열리는 심포지움 세션 중 필요한 것만 골라 들으면서 비교적 수동적으로 일정을 보내도 큰 문제가 없다. 쉽게 말해서 내 존재는 수많은 참가자 사이에서 별로 드러나지 않는다. 그러나 LAMG는 160명 정도의 사람이 작은 공간에 모여서 바글거리며 4박5일간을 같이 보내게 된다. 멋진 풍광을 자랑하는 산속 호숫가에 자리잡은 컨퍼런스 센터에서 적은 수의 참석자들은 숙소를 같이 쓰면서 늘상 서로 마주치고, 식사시간에는 테이블에 둘러앉아 서로를 소개하고 쉴 새 없이 와글와글거리며 대화를 이어가는 것이다. 서로 간단히 통성명을 하고 어디에서 왔는지, 어떤 연구를 하는지 소개를 하자마자 금세 친한 친구가 된 것처럼 분위기가 바뀐다. 영어에 능통하지도 않고 이러한 사교적인 분위기에 익숙하지 않은 동양인에게는 어찌보면 견디기 힘든 경험이 되기도 한다. 표면적으로는 소통의 도구(언어)가 불비하다는 장벽에 가려져 있지만 더 깊은 속으로 들어간다면 동서양의 문화적 차이가 자리잡고 있을 것이다.
이런 와중에서도 어렵사리 몇 명의 외국인을 알게 되었으니 다행이라고 생각한다. 지난번 LAMG(2016; 2년 간격으로 개최)에서는 한국인은 고사하고 아시아에서 직접 참석한 동양인은 나 하나뿐이어서 더욱 적응이 쉽지 않았었지만 이번에는 연세대학교에서 4명, 그리고 Washington University in St. Loius에서 온 한국인 post-doc이 있어서 비교적 소외감(?)을 덜 수 있었다.
국외 학회에서 한국인을 만나거나 동행하는 것은 장점과 단점이 다 있다. 장점은 너무나 당연한 것이고, 단점은 한국인끼리만 몰려다니면서 오히려 새로운 사람과 교류하는데 장애가 되기도 한다. 무엇이든 한쪽으로만 치우치면 좋을 것이 없다.
이번에도 미생물 유전체학에 대한 새로운 동향, 기술, 그리고 인맥이라는 성과를 안고서 돌아왔다. 기억이 흐려지기 전에 출장 보고서를 남기는 일이 남았다.
일주일 동안의 외유와 그에 이어지는 추석 연휴가 일상적인 생활의 질서를 잠시 흩뜨렸다고는 하나 나의 지적 활동을 완전히 쉬게 만든 것은 아니다. 독서에도 열중하였고...
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| 유발 하라리의 책은 이제 읽기 시작하였다. 밀린 독후감은 언제 쓴담? |
독서 목록
- 4차 산업혁명이라는 유령('우리는 왜 4차 산업혁명에 열광하는가): 홍성욱·홍기빈·김소영·김우재·김태호·남궁석 공저
- 투자자가 된 인문학도('금융위기와 버블을 동반하는 산업혁명기의 경제독해법') 조현철 지음
- 인간은 양파다('나를 사랑하게 되는 마음의 기술'): 오가와 히토시 저|이정은 역
- 反기업 인문학('인문학은 어떻게 자본의 포로가 되었는가?': 박민영 저
- 보수주의란 무엇인가('반프랑스 혁명에서 현대 일본까지'): 우노 시게키 저|류애림 역
- 21세기를 위한 21가지 제언('더 나은 오늘은 어떻게 가능한가'): 유발 하라리 저|전병근 역
이번에는 도서관에서 빌린 책 외에도 두 권의 책을 새로 사서 읽었다. '반기업 인문학'과 ' 21세기를 위한 21가지 제언'이 그것이다.
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| 이 물건은 내가 ebay에서 구입한 것이다(링크). |
2018년 9월 13일 목요일
새로운 만년필, Waterman
Waterman의 제품으로는 Phileas에 이은 두번째 경험이다. 모델명은 Expert II일 것으로 추정된다. 카트리지에 병잉크를 넣어서 써 보았다. 손에 잡히는 느낌, 필기감 모두 좋다.
형이 쓰던 것이라 뚜껑에 이름 각인이 새겨진 상태였는데 검정색 매니큐어를 덧발랐다. F닙을 채용하여 매우 적절한 굵기로 글씨를 쓸 수 있다. 이러다가 주력으로 쓰던 파커 IM 프리미어 배큐매틱까지도 밀어내게 될지도 모르겠다. 유튜브의 동영상 클립을 소개한다.
만년필을 세 자루나 필통 속에 넣어서 다니는 것은 대단히 이례적인 일이다. 잉크 색은 전부 다르다. 아마도 맨 왼쪽의 Sheaffer 만년필이 곧 서랍 속으로 들어가게 될 것만 같다.
형이 쓰던 것이라 뚜껑에 이름 각인이 새겨진 상태였는데 검정색 매니큐어를 덧발랐다. F닙을 채용하여 매우 적절한 굵기로 글씨를 쓸 수 있다. 이러다가 주력으로 쓰던 파커 IM 프리미어 배큐매틱까지도 밀어내게 될지도 모르겠다. 유튜브의 동영상 클립을 소개한다.
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