글쓴이 : SOODORI
어떤 상태로 동작하고 있을까? 궁금해서 몇 가지 항목을 측정해보았다.
* 관련 글 : 인켈 RD-2620 디지털 리시버 (3), 부품 수가 가장 적은 대체 회로 탐색
10여 분 예열하고 1) Idle Current 10mA, 2) DC Offset 0.0V로 설정한 후…
THD는 최저선 0.45%@0.707V_RMS. 기대에 못 미치는 수치인데… 일단, 동작 환경 부조화로 치부하고 넘어감.
(시간 흐른 후)
유효 출력은?
클리핑 발생 직전, 10V 레인지에서 4.6V_RMS이므로 8오움 더미 저항에서 소모되고 있는 전력 즉, 기기 출력은 4.6V × (4.6/8)A = RMS 출력 2.645W@8오움/1Khz. 거실의 L/R 스피커를 구동한다고 상상하면 대략 5W쯤. 꽤 큰 소리가 들릴 것이다.
5V_RMS, 6V_RMS… 볼륨을 높이면 어느 순간 클리핑(Clipping)이 발생한다. 당연히 THD 값은 하늘로 올라가고… 오리지널 STK 회로라면 클리핑 없이 훨씬 더 높은 전압이 관측되었을 것.
더 높은 전압이라… 공칭 출력이 20W@8오움. 그것을 RMS 출력으로 가정하고, P = V × I = V^2 ÷ R을 역으로 계산하면 출력 전압은 약 12.6V_RMS@20W. 대체로 1/3 정도 수준에 머물러 있다는 뜻이 된다.
왜 그런 차이가 생길까?
2단 다알링턴 트랜지스터의 조합 hFE가 현재 쓰고 있는 단독 트랜지스터의 hFE 150보다 훨씬 높아서? 그런 게 아니고, 출력 트랜지스터의 능력은 넉넉한데 그 앞쪽 전압 증폭 회로에서 조금 이른 시점에, 그러니까 상대적으로 더 낮은 볼륨에서 포화 클리핑이 발생하기 때문이다. 다른 말로 정의하자면 오리지널 회로와 DIY 회로의 부정합.
그런 상상을 그링으로 정리하면 아래와 같다. 노란색 영역의 마이너스 전위, 똑같은 절대값의 플러스 전위가 더 높아져야…
2단 다알링턴 트랜지스터를 붙이면 스윙 높이가 커질 것이므로 정상으로 돌아갈 것으로 보이고… 그게 아니면 아예 Voltage Driver를 수정할 수도 있고. 아? 전류 제한 저항을 더 낮게 조정할 수도 있고.
(시간 흐른 후)
이런! 아주 치명적인 문제가 확인되었다. 잘 동작하다가, 불규칙적인 주기로 출력 트랜지스터가 폭주한다. Why?
요리조리 궁리해보았는데 결론은… 기기 메인보드 안에, 전압 증폭 회로 이전 영역에, 발열에 점진적으로 반응하는 심각한 고장 포인트가 있다는 판단. 당연히 교체된 가변저항이나 DIY 출력 부의 문제, 연접된 정전류원 회로의 문제는 아니다. 전압 증폭 트랜지스터 고장, 에미터에 물린 저항의 소손, 차동 소자의 열화 등…
단언하건대 그 메인보드 내 오류가 STK에 무리한 부담을 주었고 그것이 IC 내부 출력 소자 망실으로 이어졌던 것. 그게… 한심하게 고장난 채널을 대상으로 뭘 하고 있었던 것이다.
학습 차원에서, 느긋하게 즐기면서 뭘 해보려던 게 심각한 기기 수리로 이어지다니… 참! 뚜껑 닫을까? 그냥 버려? 그런 갈등이 이어짐.
* 관련 글 : 인켈 RD-2620 디지털 리시버 (5), 산요 STK IC를 절개하고 관찰하기
