글쓴이 : SOONDORI
작은 차동 앰프인 OP.AMP(Operational Amplifier, 연산 증폭기)는 다양한 전자장치에서 널리 쓰이는, 대체하기 어려운 핵심 부품이다. 빈티지 오디오 세상에서 종종 음색 변화를 위해 교체되는 부품이기도 하고.
아무려나 OP.AMP의 머시기를 테스트한다는 독일 Gossen 5099-P023 빈티지 계측기가 있는데…
어찌 쓰는 것인지? 사용자 매뉴얼을 포함하는 일체의 정보를 얻을 수 없으니까 추정해보자면,
■ 셀렉터 조작
○ U_a : +와 -가 동시 표기된 것을 보면 양 전원 전압의 확인.
○ CMRR : 공통모드 제거비(Common Mode Rejection Ratio) 확인. (제작사 Gossen이 크고 굵은 글씨로 프린트한 만큼 매우 중요한 측정 항목)
+, – 두 입력 전압의 연산 값이 출력 전압으로 나오는데 양자 위상과 전위가 동일할 때는 논리상 출력은 0.000V. 당연히 현실은 그렇지 않다. CMRR은 “그렇지 않음”을 제시하는 척도. 흔한 S/N처럼 클수록 좋다. 수식은 다음과 같음.
멋진 빈티지 계측기의 모습이지만, CMRR 측정 범위가 77dB~95dB이므로 100dB가 훌쩍 넘어가는 모던한 OP.AMP를 수용하기에는 조금… 역시 빈티지 트랜지스터 테스터, 빈티지 FET 테스터와 같이, 올드한 계측기로서의 안타까운 한계.
○ V_o : V_os라면 Input Offset Voltage로 해석하겠으나 ‘s’가 빠져있고 Gain을 알아내려면 출력을 알아야 하니까 Output Voltage?
○ I(10mA) : 총 소모전류?
○ U(15V) : 단 전원 전압?
○ I_os : +/- 표기 상태의 Input Offset Current?
○ U_os : +/- 표기 상태의 Input Offset Voltage?
○ I_b : Input Bias Current?
○ R_l : 종단 부하로 2K오움 또는 10K오움 선택.
■ 사용 방법
소켓에 원형 CAN 타입 또는 흔한 8핀/16핀 IC 타입 OP.AMP를 올려놓는다 → 완벽한 회로가 구성된다 → 전압/오프셋 등이 이상 없는지 살펴보고 필요하면 적당히 조정한다 → CMRR 그리고 그것이 시현된 전압, 전류 등 조건을 종합하여 양/부 또는 뭔가를 판단한다.
(표제부 사진 포함 출처 : https://www.ebay.com/itm/313596534689)
테스트 주파수에 대한 표기가 없고 알 수도 없다. DC 레벨에서만 처리되는 듯.
■ CMRR 의미 해석
다음은 TI社 OPA2134 데이터시트의 일부.
CMRR은 Typical 100dB. Typical 90dB인 JRC 4556보다 좋다. 그러므로 (예) 인티앰프 초단에 OPA2134, NAD 1240 프리앰프에 사용된 100dB짜리 JRC NJ2043D를 쓰는 게 유리함. 그래요? 자꾸 그렇게 그렇게 더, 더 큰 것을 찾아서… 그러다가는 CMRR이 양 전원/단 전원 여부, 동작 온도, 취급 주파수 등에 따라 달라지는 것을 무시하는 ‘과유불급’이 되겠다.
중요하다는 CMRR 외 Slew Rate, Gain, THD+N, 취급 주파수, 허용 전압, 전류 등, 따져볼 게 많은데… 빈티지 DIY 세상에서 현물 속성을 하나하나 다 검측하고 교체할 수 있을까? 대략은 재미있고 기대 반 실망 반인 복불복으로.
“언능 소켓부터 대체하고 이것저것 넣고 빼고 하면 되죠~?”
(▲ 참고로… 진공관으로 만든 연산 증폭기. 논리상 Gossen 5099-P023으로도 측정 가능할 것. 출처 및 기타 정보 : https://www.izb.fraunhofer.de/de/besucher/restauration/verlauf2.html)
제작사 고센(Gossen)에 대해서는 다음 글 참고.
* 관련 글 : Metrawatt Metravo 2, 독일제 멀티미터 살펴보기
아? 빈티지 부품 교체와 음 품질에 관한 개인적인 생각을 더 적어보자면…
1) (예) 수 m짜리 규격품 RCA 케이블의 전선, 그 자체는 음색 변화를 담보하는 절대 변수가 아니다. 접속재나 접속부 상태를 개선/관리하면 음이 설계 치로 복원된다. 월등히 나아지는 게 아니라 정상치로.
2) 능동소자인 트랜지스터는 물론 OP.AMP의 교체로 음색은 변한다. 단, 좋거나 나쁘거나 둘 중 하나이고 좋다고 생각하는 경우에도 ‘기술적으로 좋은 것’과 ‘듣기에 좋은 것’은 개념을 분리해서 생각하는 게 좋겠다. 오디오 미신은 늘 양립할 수 없는 개념을 두리뭉실 혼합하는 사고에서 나옴.
3) 커패시터 속성 차를 이용한 음색 변화는 가능하다. 다만, 그 역시 능동소자 변경 사례와 같은 해석을…
4) 빈티지 기기의 원형성을 중시한다면 본래 있던 것을 검사하고 가급적 그대로 놔두는 게 최선. 그리하여 종종 내구성과 원형성 사이에서 갈등하게 된다. “갈아 말어?” 융단폭격식 커패시터 전량 교체의 동기는 그저 ‘단품 검사 후 교체’가 너무 힘든 일이라서, 쑥대밭을 정리한 후의 포만감 때문에, 앞으로 10년쯤 아무 생각없이 지내려고…
