안녕하세요?

왜 그럴까? 생각해 보면,

1) 위 파형에 있어서, 오른쪽이 커 보이지만 L과 R은... 정도의 차이가 있을 뿐이지 동일 반응을 보여주고 있다.
2) 전원부는 문제 없다.
3) Hiss-Like-Noise는, 소자 불량에 의한 가능성이 있다.
4) DAC 너머로 들어가는 것은 여러모로 무리하다.

그래서,

OP.AMP를 교환해보시는 게 어떨까 합니다. 안에 트랜지스터가 집적된 일종의 거대한 앰프 구조룰 취하니까 그중에 어떤 부분이 불량이면 단위 회로 전체에 영향을 줄 것이고 또... L/R에 공히 영향을 줄 수 있겠다 싶네요. 역시 IC는 IC이니까요.

판단해 보시되, 시도해 보시겠다면... 소켓으로 처리하여 예외적인 상황 발생에 대비하는 것을 추천합니다. 소켓은 삽입구가 원형으로 된 것과 접촉 핀 방식으로 된 것이 있는데, 강하게 물고 들어가는 원형이 좋을 듯하고요.

그리고,

그런 작업 전에, 전원라인이.... 패턴이 곧바로 IVC 블럭 & LPF 블럭 그러니까 OP.AMP VCC에 연결되는지도 확인해 보십시오. 실물에서... 그 중간에 작은 값 저항을 두고 노이즈 블로킹을 하고 있다거나 기타의 방법을 쓰고 있다면, 현재 굳게 믿고 있는 전원부 건전성이 보드에 그대로 적용될 리 없습니다. 저항도 문제를 일으키고 커패시터도 문제를 일으키고 주변 반도체도 그렇고... 의심의 소지가 있는 것은 사소한 것조차 확인을 해 보는 게 좋을 듯합니다.

* 제가 임의로 노이즈 블로킹이로 적은 것에 대해서...

1) GND 라인에 (예) 1오움을 두면 밑바닥 노이즈는 그 문턱을 넘어가기 어려울 수도 있습니다.
2) VCC 라인에 (예) 1오움을 두면, 밑바닥 노이즈는 그 문턱을 넘어가기 어려울 수도 있습니다.
3) 마이크로컨트롤러와 주변 부품을 연결하는데 0오움 SMF 저항을 쓰기도 합니다. "0오움인데 장난하나?"라고 할 수 있지만, 실물 0오움이... 그 안의 기생 성분이 극단의 필터 역할을 하기도 합니다. 예외 대책인 것이네요.

그렇듯, 실물의 전원부~OP.AMP 회로 사이에... 혹시라도 간과하기 쉬운 모종의 대책이 있고 그것이 노이즈 유발을 하고 있는 것은 아닌지 살핀 후 교체를 시도하는 게 어떨까 하는 의견인 것입니다. 저항이라는 것도 결국은 금속-저항체-금속 구조이니 그 접점면에서 무슨 일이 일어날지 모르지요. 그리고

반도체처럼 열에 반응을 하고요.

메인보드의 DAC 바로 다음에는 전류-전압 컨버팅 및 기타 용도의 op amp가 붙어 있습니다. 이것은 SMD 부품이라서 건드리기가 참 두렵습니다. 출력은 총 4개(A-D)이고, A와 B가 스테레오 L과 R에 해당합니다. C와 D도 좌우에 해당하지만, 이펙터 바이패스나 재배정 등 사용자 할당에 대응합니다. 출력 하나에 대해 op amp 하나가 배정됩니다.

이로부터 나오는 신호는 볼륨 조절 보드를 거쳐 아날로그 보드(여기에 최종적인 출력 단자가 붙어 있음)로 갑니다. 아날로그 보드의 op amp는 SIP라서 직접 교체가 가능하지만, 제가 헤드폰 앰프를 이용하여 여기저기 막 찍어본 경험으로는 메인보드 내에서 이미 잡음을 달고 나오더군요.

참고로 메인보드의 op amp 사진을 보여 드립니다. 초점이 잘 맞지 않았습니다... DAC 칩은 사진 아래쪽에 있어서 보이지 않습니다. 오른편 두 개의 op amp에서 나오는 출력은 10uF 캐패시터를 거쳐 커넥터로 나갑니다. 헤드폰 앰프로 마구 찔러본 바에 의하면 저 캐패시터로 들어오는 핀에서 잡히는 신호 역시 잡음이 있었습니다. op amp 입력쪽도 찍어 보았는데 그렇게 좋은 상황은 역시 아니었습니다. 다른 각도에서 찍은 사진은 다음 URL에 있습니다.

https://genoglobe.com/dokuwiki/_detail/korg_x2/upc4570_op_amps.jpg?id=korg_x2%3Akorg_x2_self-repair

안녕하세요?

간헐적으로 보게 되니까, 그러다가 뭔가를 놓친 느낌입니다.
예를 들어서,
아래 회도로가 위 실물 보드와 일치하는 것 맞습니까? (저는 맞다고 생각했습니다)

그 조건에서,
??? 표시된 것이 레귤레이터 IC 회로이겠네요? 그러면... 직전에 정리했던 전원부와의 관계는 어떻게 되는 것인지요?

아무튼,
레귤레이터 IC Out 파형에 리플이 아닌... 어떤 치밀한 등락 파형이 잡힐 수도 있습니다. 딱 한 번 경험을 했는데요. 주변 부품 때문이거나 패턴 문제이거나. 그런데, 상용 제품이므로 패턴 문제는 아닐 것이고...
Output Cap.을 생략한 것과 붙은 것의 차이가 있는데요. 현재 CAP. 부품의 상태가 어떤지 모르겠네요.

네. 그 부분만 크게 볼 수 있을까요?

문제 증상을 캡처한 자료입니다. 플랫한 DC 라인이 보여야 하는데 몹시 지저분합니다.

아래와 같은 상태이면, 그것이 직설적인(?) OP.AMP 동작에 영향을 주고 그럼으로써, Hiss-Like-Noise가 나타날 수 있지 않을까하는...

이런 원인은 비교적 쉽게 대처할 수 있으니까, 자꾸 그런쪽으로 상상을 하게 되는군요.

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멀티미터는 감지를 못할 것이고 스코프는 고장 난 상태이니... 10uF 신품 커패시터가 있다면... IC 출력 라인과 GND에 임시로 연결한 다음에 달라진 것이 있는지 확인해 보는 것은요?

* 취지가 무엇인지를 보강하기 위해 적습니다.

○ 첫 번째 그림 블록은,

일반적인 전원 공급회로를 분류해 본 것입니다. 대략 선형=리니어=Linear라는 단어가 붙는, 아날로그형 전원부와 빠른 스위칭 동작을 활용하는 SMPS 또는 SMPS형 전원부 그리고 어떤 보드에서 국부적으로 쓰이는 무엇이 있겠네요. 대략은...

참고로 저는 SMPS 방식의 혐오자입니다.

○ 두 번쨰 그림 블록은,

리니어 레귤레이터 IC의 사용에 있어서... 1) 입력 핀에 어떤 영향이 가는 경우, 2) 출력 핀으로 부터 어떤 영향이 오는 경우를 예시로 정리한 것입니다.

1) 어떤 완벽한 DC 전원이 있고, 그런 조건을 상정한 리니어 레귤레이터 IC를 썼는데... 우연히 입력 연결선을 꼬아 놓거나 연결선이 너무 멀거나 연결선 주위에 어떤 잡음원이 있거나... 아무튼, 놓치기 쉽지만, 분명히 IC 입력에 영향을 주는 어떤 환경이 만들어지면, IC 출력핀 전위는 심하게 널뛰기 합니다. 매우 심하게. 그러면 널뛰기 = 고주파가 됩니다.

2) IC 출력 쪽으로부터 어떤 널뛰기 전위가 인가되면, 그 널뛰기 변량은 곧 피드백 제어의 Error가 되기 때문에... IC는 완벽한 정전압 상태를 유지하려고 무지막지한 용을 쓰게 되겠네요. 그러다 보면 보상 제어 과정에서 출력 핀 전압이 널뛰기 합니다. 이쪽 널뛰기도 높은 주파수일 수도 있고 그러다 보면 일부 주파수가 낮은 n차 고조파 상당의 널뛰기도 생길 것이고... 그렇죠.

이 두 가지 문제를 해결하는 가장 쉬운 방법은, IC 앞쪽 그리고 뒤쪽에 작은 CAP.을 붙여서 일련의 회로로부터, DC만 바라보고 있는 IC를 격리시키는 것입니다. 흔히 디커플(De-Couple)이라고 하는데... CHIP 데이터시트에 언급이 되어 있습니다.

위 앞쪽 댓글에서와 같이,

예전에는 문제가 없었는데 현재 문제가 생겼다면, 그리고 레귤레이터 전원부 의심이 정말 합당한 상황이라면, 실물 보드에 있는 부품의 조합에 있어서 또는 공장 출고 시의 조건에 대비하여 어떤 이슈가 발생하였다고 생각하는 것입니다. 그런 생각을 하는 이유는... 오로지... DIY 조치가 쉽기 때문이고...

건드려 보고 정말 아니라고 생각하면 쉽게 다음 국면으로 넘어갈 수 있습니다.

그림 설명까지... 정말 감사합니다. 회로도를 면밀히 분석한 결과 메인보드 내에만 별도의 레귤레이터 회로가 있음을 알게 되었습니다. 전원보드에서 5핀 커넥터로 들어온 5V 및 +/-12V는 L과 C로 구성된 필터를 거쳐 각 회로로 공급됩니다. 그런데 +12V만 별도의 레귤레이터(MJM78L05UA) 회로를 거쳐 5V로 전환된 뒤 DAC의 전원으로 "특별히" 들어가고, 또한 I-V converter로 들어갑니다. 그만큼 이들 소자는 깨끗한 전원이 필요하다는 뜻이겠지요. 만약 이 동네에 문제가 있다면, 노이즈가 생길 수도 있을 것 같습니다. DAC나 op amp에 의심을 둘 것이 아니라, 이 동네를 개선해 보는 것도 가능하겠군요. 78L05와 그 주변의 캐패시터는 SMD 부품이라 해도 어떻게든 자가 교체를 해 볼 수도 있을 것 같습니다.

헤드폰 앰프를 이용하여 이곳저곳을 찔러본 경험에 의하면, DAC 출력 뒤 dual op amp를 거쳐 나오는 신호는 캐패시터 앞과 뒤에서 모두 별 차이 없이 '쏴---'하는 잡음을 들을 수 있었습니다. 캐패시터 자체가 열화된 것은 아닐것 같다는 생각이 듭니다.

추가하자면... 전원공급보드의 +5V와 -12V 사이의 전압을 검출하여 일정 전압 미만인 경우 아날로그 회로에서 mute를 시키는 회로도 들어 있었습니다. 트랜지스터 2개를 이용해서 mute 조건에서는 신호선을 그라운드로 붙이는 것이지요.

전원을 완전히 개조한 뒤 새롭고도 사소한 문제가 생겼는데, 바로 전원 on/off시 원래 없었던 팝업 노이즈가 생겼다는 점입니다. '퍽' 보다는 '찍' 소리에 좀 더 가깝습니다. 서로 관련이 없는 두 종류의 전원 쪽보드를 가져다가 5V와 +/- 12V를 만들어 놓았더니 타이밍이 살짝 맞지 않는지 mute 회로가 일을 하기 싫은 것 같습니다^^

네. 좋은 결과가 나오면 좋겠네요.
그리고 Mute의 건은, 시정수 키우기에 기대는 조건으로... CAP 용량을 조금만 늘려보면 어떨까요?

* 아래 화살표의 CAP.이 위 댓글의 그 CAP입니다. 옆에 47uF가 있는데, 굳이 데이터시트 권고 그대로 0.1UF를 붙인 것은.... 병렬 커패시터 합산 공식으로는 얼마나 나오겠지만, 그것은 교과서적 이야기이고... 실제로는 모종의 주파수가 흐르는 경로가 다릅니다. 대용량 커패시터는 높은 주파수를 취급하기 어렵습니다. 작은 것은 용이하게 취급하고요.

비유하자면, 부품이 두 개니까 도로도 두 개. 아니... 맨홀이라고 하는 게 좋겠네요. 나쁜 놈들이 빠지는 도로 위 구멍 말입니다.

아... 그리고 7805를 한 단 더 쓴 것은 말씀대로 더 확실하게 안정적인 DC 전원을 공급하기 위함입니다. DAC는 확실히 전원부 영향을 심하게 받는 존재이고... LPF 회로도 민감할 것이고... 아무튼, 레귤레이터는 미세한 리플이나 등락하는 전위조차 목표값과 다르면 그것을 제거하려고 합니다. 물론 얼마나 섬세하게, 얼마나 발빠르게는... 모르지만요. Line Regulation, Load Regulation 등 데이터시트에 이런 저런 언급이 있습니다.

아래는, 예전에 실험을 한 것인데 혹시 몰라서 링크를 걸어둡니다.

https://audiopub.co.kr/2023/11/30/lm317-%eb%a0%88%ea%b7%a4%eb%a0%88%ec%9d%b4%ed%84%b0-ic%ec%99%80-%eb%8b%a8%ed%8c%8c-%ec%a0%95%eb%a5%98-%eb%a6%ac%ed%94%8c%ec%9d%98-%ec%a0%9c%ea%b1%b0/