글쓴이 : SOONDORI
훗날 일본 나카미치 파워앰프로 이전된, 넬슨 패스/쓰레솔드의 Stasis 회로를 쓴 파워앰프이다. 1970년대는… 오늘날처럼 튼튼하고 빠르고 좋은 소자가 없었던 시절이라는 점에 유의.
아래와 같이, 썰렁하게 스캔한 문서 하나만 있는데…
딱히 참조할 정보가 없으므로, 편하게 ‘마음의 소리’를 들어보면,
1) 입력 → 차동 회로 → 전압 증폭 회로 → 전류 드라이방 회로 구조는 여느 앰프와 다를 게 없음. 전체 게인은 26.5dB라고 한다. 대략 일반 인티앰프의 절반 정도.
2) (예) 완벽한 1Khz 싸인파 입력 신호는, <차동 회로>를 지나고 상/하 배치된 두 개 트랜지스터군 즉, 두 개의 각기 다른 <전압 증폭 회로>에서 절반씩 쪼개진다. 이때 다이오드, 기타 회로에 의해서 <전류 변화 대 소자 증폭도 변화> 최대한 억제되는 조건(=Stasis 상태)이라고 보고… → 그리고는 더 오른쪽으로. (예) 정위상은 상단 열, 역위상은 하단 열로 전달된다.
3) 신호를 전달받은 <전류 드라이빙 회로>가 신나게 전류를 흘리고 마음대로 통제하게 되는데… <Beta Selected, 트랜지스터의 β 계수>라고 적힌 트랜지스터의 동작에 의해서, a) A급 동작, b) B급 동작이 가역적으로 이루어지는 것으로 보인다. 이때, 각 구동열의 에미터와 콜렉터 위치가 정반대로 되어 있기 때문에, 반전에 반전에 반전에… 아무튼, 신호 위상은 달라지지 않는다.
* 관련 글 : ‘Build the No-Guess-Work Transistor Tester’ 따라가 보기
4) 어떤 경계점에서 A급, AB급인지는… 또는 일련의 수도꼭지를 일괄 제어하는 형태 즉, <전압 증폭 회로>의 신호값으로 a) 전류 흐름의 원천을 통제하고, 2) 그다음에 실제 전류 드라이빙이 이루어지는 구조를 취하는 것이기도 하고. 이러면, 출력단의 전류 변동이 <전압 증폭 회로>에 역방향으로 주는 영향을 최소화할 수 있음.
5) 왜 이렇게 복잡하게 했을까? 잠시 생각해 보면,
a) <시간당 전류 핸들링 능력>을 극대화하는 데 목적이 있는 게 아닐까 하는 상상을… 즉, 슬루 레이트(Slew Rate)를 최대치로 끌어올리자는 것으로.
b) 전류 변동은 곧 hFE 변화이다. 그렇게 <전압 증폭 회로>의 증폭도 변화를 억제하는 것은 곧, 모든 게 조용한 ‘Stasis 상태’. 그러므로 넬슨 패스 옹께서, <전압 증폭 회로>의 사생활 보호에 특별히 신경을 썼다는 말씀이 된다. 그러고나면, 전류 드라이빙 회로에 트랜지스터 n개를 붙이고 10만 A를 흘리든 말든… <전압 증폭 회로> 공간은 조용하다?
6) 얼마일까? 최고치 슬루 레이트가 의도된 것이라면, 낮은 임피던스의 스피커 시스템이나 강한 구동 전류를 필요로 하는… 흔히 울리기 어렵다는 스피커 시스템을 마음대로 돌릴 수 있을 것이다. 말하자면, 전형적인 미제 앰프에 기대되는 특성.
7) 아? 가장 중요한 특징으로, 일반 앰프 회로에는 있는 NFB가 없다. 피드백 작용이 없으면 그만큼 반응이 빠르다. (최하단 글 참고)
“정히 그러시면, 차라리 1만 마력짜리 산업용 동력 모터 제어 시스템을 쓰시징~?”
(내용 추가) Slew Rate를 언급하였으니… 다음은 100W급 산수이 AU-919 인티앰프. THD 0.008%인 조건에서, 슬루 레이트가 무려 200V/uS.
* 관련 글 : Sansui TU-919 아날로그 튜너와 AU-919 인티앰프
OK. 상상은 여기까지.
진공관 앰프는 귀찮아서 저리 가라, 튜너나 라디오를 주로 듣고, 30W 소출력 슬림 앰프를 선호하는 자에게는… 그냥 커다란 돌멩이 같다. 그러나 어떤 분에게는, 이렇게 강력한 구동력을 가진 파워앰프가 꼭 필요할 것.
200W@8오움, 7~100Khz, Gain 26.5dB, 483mm × 222 × 483, 35Kg, 1979년, 소개 시점의 일본 현지 가격 358만 엔@두 대.
(▲ 눈에 보이는 출력석은 12개 × 2열 = 24. 그것에 곱하기 3 하면… 총 72개가 쓰였다는 이야기. 모노 블록 하나가 그러하니, 스테레오로는 144개. “하나하나 붙이느라고 애쓰셨네~” || 트랜지스터가 과하게 많은 것은 대전류 취급 능력을 한껏 키우자는 전략이다. Slew Rate Up! + 1~2 오움 임피던스 스피커의구동도 OK)
(이상 출처 : https://www.hifido.co.jp/sold/17-13311-71840-00.html?LNG=E)
이런 거대한 모노 앰프 두 대를 놓고 합산 10W이하로 구동하는 상황, 예를 들어 건축법상 최소 천정고가 2.7m인 국내 아파트에서 ‘전혀 우렁차지 않게 쓰는 것’은, 좀~ 거시기하다.
시골에 살고 10여 평 거실 공간, 천정고 3.* 미터에서도 부담스러운… 역시, 미제 앰프는 더 높고 더 넓은 미쿡 가옥 환경, 이웃집과 500m쯤 떨어진 곳에 맞다는 생각을 해보았고… (갑자기, 티코 두 대만 한 JBL 스피커를 아파트 작은 방에 넣고 음악 감상하시던 분이 기억남. 그 큰 것을 어찌 그 방안에 넣으셨을꼬?)
사용된 CAN 트랜지스터는, 모토롤라의 머시기 소자인 데 부품명을 확인할 수 없음. 넬슨 패스를 기리며, Pass. (내용 추가) 모토롤라 ClassA6와 Class A8이다. Motorola 2N5878, 2N5876 상당 제품이라고.
(▲ 요즘 기준으로는 구닥다리. 2N5878을 기준으로, 4Mhz, 80V, Ic_Nor = 10A, Ic_Peak = 20A, Rising Time = 0.7uS, Cob = 500pF)
다음은 후속 모델 중 하나인 쓰레숄드 SA-1.
(출처 : https://www.hifi4sale.net/t87766-threshold-audio-sa-1-monoblock-pure-class-a-power-amplifier)
다음은, 스테이시스 회로가 이전된 나카미치의 PA-7 파워앰프.
200W@8오움, 5~50Khz@THD 0.1%, 7~150Khz(0dB, -3dB, 1W), THD 0.1%@20~20Khz, D.F. 50, 435mm × 200 × 421, 27Kg.
(출처 : https://www.hifi-archiv.info/Nakamichi/1987%20Nakamichi/index.html)
이게… 설마 일본에, 설마 나카미치社에, 특별한 앰프를 만들 설계자가 없었을까? 그저 널리 알려진 ‘미쿡 쓰레숄드’, 널리 알려진 ‘넬슨 패스’가 필요했던 것이겠다, 더하여 (나카미치에게는 어색한 종목인) 200W급, 500W급 설계 리스크를 최소화하는 의도를 포함하고. (표제부 사진 출처 : https://www.ebay.com/itm/363865089265)
(▲ 서툰 느낌. 멀쩡한 외관과 달리 꽤 어수선함. 나카미치가, 뭔가 부족했던 모양이다. 출처 : https://www.olx.pl/d/oferta/koncowka-mocy-nakamichi-pa-7-CID99-IDY61nY.html)
(내용 추가) “빠르다” 표현에 관하여.
1) NFB를 걸면, 아래 <전압 이득-주파수 그래프>에서 평탄한 이득(Voltage Gain)의 범위가 확장된다. 그래서 NFB가 영향을 준, 0.0001% THD를 자랑하는 모델도 나오는 것.
2) 넬슨 패스 옹은 NFB를 제거하였다. 왜 그럴까를 생각해 보면,
“고삐 풀린 망아지” 전략이 아닐까 싶음. 차동-전압증폭-전류 구동 흐름에서, 마치 한 순간에 제방 둑을 무너뜨리는 것처럼, 가장 짧은 Rising Time 확보를 의도하고, 그에 따라 가장 큰 Slew Rate를 의도하였다는 생각. 그런 시스템의 Open Loop Gain에 대해서는 즉, 재생 주파수의 상한선에 대해서는 소자의 특성에 기대기.
“너만 믿는다. 네가 알아서 해”. 그래서 THD 0.1% 기준, 상한 주파수가 ~50Khz에 불과함. 이후 ~150Khz까지는 THD가 급증할 것이 분명하다.
3) 문제는, 피드백 루프를 쓰고 THD 0.0001%를 자랑하는 어떤 일제 파워앰프들에 비해서 소리가 깨끗할 수가 없다. Open Loop에서는 상당히 큰 Overshoot, Undershot이 나오고 Ring 현상까지 생기기 때문에. 그래서 산업용 제어계에서는 쓰지 않는다. 실제로 THD가 꽤 높게 나왔다. 100여 개 출력 소자의 특성이 100프로 같을 수 없다는 점도 우려되는 사항. 기타 생략.
단순, 무식, 과격. 그래서 ‘미제 앰프’라고 적었다. 그리고 나카미치는 그런 미제 앰프에 넬슨 패스의 명성을 섞어서 매출 신장을 의도한 것으로. 아닐까?
