글쓴이 : SOONDORI
다음과 같은 조건으로 JFET 앞쪽, 그러니까 기기 초반부의 상태를 확인하는 테스트를 진행하였다.
1) 1Khz 싸인파를 L, R에 주입하고 볼륨은 최대.
2) 예의 두 번째 릴레이들의 임의 단자에서 파형 관측 시작 → 전자볼륨 입력 파형 관측 → 전자볼륨 출력 파형 관측 → JFET 아무 곳이든 파형이 잡히는 지 확인.
첫 번째 실험은 실패. 이유는 “보드 PCB의 GND가 떠 있었기 때문이다.” 이 말은… RCA 입력단자의 GND 핀과 새시는 연결되어 있지만 PCB 중앙의 GND 포인트는 고정볼트가 체결되지 않아서, 그러니까 보수용 하판이 잠시 제거된 상태라서 새시와 연결되지 않았고 제대로 된 파형이 관측되지 않았다는 것이다.
* 관련 글 : 태광 Honor AR-70 인티앰프, 지나간 시절의 영광 (3)
일전에 스쳐 지나갔던 생각 그대로… 명확해야 하는 새시 그라운드를 불확실한 하판조립에 기댄다함은 설계상의 나태함이나 실수가 아닐까 싶다. 고급 엔지니어들이 투입되었을 것인데 이상하다. 한편으로 전원 콘넥터 발열 사례, 다른 기기의 황당설계 사례를 생각하면 그럴 수도 있겠고… 아무튼. 상상은 그만.
PCB GND 포인트를 별도 와이어로 새시에 연결하고 다시 테스트를 진행.
JFET를 기준으로, 앰프 초입부까지 싸인파가 제대로 전달되고 있다.
(예의 릴레이 포인트 파형)
(전자볼륨 IC 출력 핀 = JFET 임의 핀의 파형. 약간의 감쇄가 있는데 너무 당연한 일이다)
한 쌍의 JFET는 일반적인 앰프회로에서처럼 차동부를 구성하는 소자라 생각했는데 것인데… 다시 생각하니 Balanced 동작에 관련된 일종의 전처리기일 수도 있겠다. 2%쯤 확률. 이유는 전자볼륨의 두 채널이 각기 다른 Gate에 신호를 공급하고 있기 때문에, 두 개의 OP. AMP가 묘한 위치에 배치되어 있기 때문에. 밸런스 앰프가 별 건가? 그러나 좀 무리인 가설이다. 갸우뚱… 나중에 확인해 보기로 한다.
■ 길목에 있는 JFET에 주목
이제는 N-Channel Pair JFET 소자와 뒤쪽, 좀 더 복잡한 영역을 탐색해야 한다. 무서운 정글로 들어가기 전에 몇 가지 가벼운 확인 작업들을 진행하였다.
1) 메인 전원부 확인. 좌우 공히 AC 37.2V가 DC 47.6V로 변환. 정상이고 측정 값들을 보면 트랜스포머 제작품질이 대단히 좋은 편이다.
2) 출력 트랜지스터들의 V_be 확인. 0.5~0.6V대로 정상.
3) JFET 핀에 테스트 프로브를 갖다 대었을 때 ‘웅~’하는, 익숙하고 자연스러운 소리가 들린다. 이런 것을 보면 파워앰프에 별 문제가 없는 듯도?
4) 방열판 정말 뜨끈뜨끈하다. AB급을 변형한 A급 모드로 그러나 특별한 이상징후를 보이지 않는 상태로 동작 중.
5) 그럼에도 불구하고 소스 기기 연결 시 여전히 찌그러짐이 발생한다. 아무래도 어딘가의 전위가 정상적이지 못하다는 느낌이 있다.
(며칠 후) 계획했던대로 2N5564 Pair형 JFET에 집중해서 관찰해보면… 1) 전자볼륨 출력 핀과 다름없는 Gate 파형은 정상, 2) Source 파형도 정상, 3) Drain의 파형은 비정형.
드레인 핀의 파형은 아래와 같은데 이것이 문제점을 시사하고 있다고 판단된다.
신호가 정상 입력되었고 소자가 정상이며 정상 환경에서 동작하고 있다면 오실로스코프 AC Mode로 관측되는 파형이 찌그러질 이유는 없다. NFB, 출력단 조정동작 등 이런 것 저런 것들을 상상해도 좀 묘하다.
(Drain의 파형 = 비정상 간주)
■ Drain 파형 찌그러짐의 이유는?
주변회로를 살펴보았다. Gate는 전자볼륨 라인에, Drain은 좌/우측 어딘가에, Source는 두 개 트랜지스터와 저항들로 구성된 회로 및 위쪽 OP. AMP회로에 연결된다. 찌그러짐이 있는 Drain과 파워회로 안쪽의 회로가 연결되어 있다 함은… 아무래도 소자주변 회로에 문제해결의 실마리가 있다는 판단이다. 그것도 생각보다 단순한 이유?!
이쯤에서 재차 환기하는 바로서 이 문제증상은 분명 어떤 단일한 변수에 의해 만들어진 것이다.
일단 JFET 세 개 핀 중 1) Gate 입력은 확인되었고, 2) Drain은 단순한 Output으로서 나머지 변수들에 의해 좌우된다고 가정하여 잠시 미뤄둔 후, 3) 현 상황을 좌지우지할 수 있는 Source 연계 회로에 집중하기로 했다.
문제없음이 확인이 된다면 남은 것은 Drain쪽 회로. 더 알아내려면 정글 깊숙이 들어가야 한다. 아마존 정글이라…
CHK Point의 전압은 1.4986, 두 개 트랜지스터들의 V_be는 0.6V로 정상. 다음으로, KA4558 Dual OP.AMP의 GND(4번 핀)과 VCC(8번 핀) 전압은… 34.9V인데 데이터-시트 제시 Maximum Supply Voltage가 ±22V이므로 합산 스펙 범위 내이다.
그렇다면… 종종 트러블을 만드는 게 제너다이오드임에 착안하여 IC #4, #8번 라인을 트레이싱하기로. 어쩌면 문제 포인트에 접근하게 될 지도 모른다.
■ Surge 시나리오
오호라~! 전원라인을 따라가보니 문제가 있었던 예의 그 전원부가 나온다.
전체 흐름은 AC 21V 양 전원 → 브릿지-다이오드 정류로 +28V/-28V → 10오움 저항에 의해 1V 전압강하(100mA쯤 흐르고 있다) → 제너다이오드로 추정되는 소자 → IC 순이고 현재 KA4558에 +17.4V/-17.4V 양 전원이 공급되고 있는데 V+, V-, 중성점 3자의 관계식에서는 정상 범위.
이쯤에서 막힌 골목길이다. 그런데 DC 전압은 RMS 평균치이므로 순간적인 변화를 표현하지는 못한다. 기타 다른 내용은 없을까?
만일 그 정류다이오드가 써지에 의하여 파괴된 것이 맞고 여파로 네 개 제너다이오드들이 모두, 한 순간에 반쯤 불량해진 경우라면? 그래서 OP.AMP가 반쯤 기능상실 상태가 되었고 JFET와의 상관관계에 의해 음을 찌그러뜨리는 원인이 되었다면? 전위불량을 키워드로 하는 이 시나리오는 충분히 가능성이 있고 당초 뭔가 공통분모가 있을 것이라는 추정에도 부합한다.
다음 작업은 뻔하다. 다이오드 떼어내서 단품 검사해보고 불량이거나 확신이 없다면 무조건 교환하면 된다. 문제는 부품을 보고 본래의 제너전압을 확인할 방법이… 휴~ 간단한 고장조차 회로도가 없으면 이렇듯 생고생이다.
■ 불량스러운 Zenor Diodes?
각 리드선들을 분리하고 멀티미터 다이오드 측정모드, 저항 측정모드로 관찰하였다. 강하전압 0.7V, 순방향 522K오움에 역방향은 OL~334M 오움이라고 한다. 다른 것들도 대체적으로, 공히 그렇다.
“이 녀석들, 뭘 하자는 거지?” 이럴 때는 뒤 돌아보지 말고 단순무식하게 교환하는 게 속 편하지만… 당장은 그럴 수 있는 형편이 아니기에 일단 복원하고 정보를 검색. 유리관에 적힌 두문은 ‘B10’으로 NXP BZX79 시리즈의 제너전압 10V 제품이 타당하겠다.
■ 살짝 들여다본 파워앰프의 안쪽
제너다이오드쪽은 일단 덮어 두고 이번에는 Drain쪽 회로를 살펴보기로 했다. 사용되는 모든 작은 트랜지스터들의 리드 배열은 좌에서 우로, E-B-C이고 V_be는 빠짐없이 0.5~0.6V. 그리고 C409 WIMA 커패시터에서 OP. AMP 증폭파형은 충분히 크게, 충분히 양호하게 관측된다.
그렇다면 OP.AMP를 포함하는 JFET 바로 안쪽 영역까지는 큰 문제 없다는 것인데… 참 아리송한 기기이다.
■ 그렇다면 스피커 릴레이는?
마음 가다듬고 현재까지의 상황을 정리해보자
1) 메인전원, 보조전원 정상이고 프론트 인터페이스 회로 작동에 문제 없다.
2) JFET, OP.AMP 그리고 WIMA 커플링까지 전혀 문제 없다.
3) 살짝 들쳐본 파워앰프쪽 트랜지스터들의 V_be는 정상, 소자별로 적당히 파형도 관측이 된다.
그렇다면 시각을 달리하여… 맨 끝 부분에 있는 릴레이 핀의 상태는?
스피커 On 접점저항은 0.29, 0.24오움으로 연식 고려할 때 꽤 양호한 편이고 GND~릴레이 핀의 파형도 다음과 같이 매우! 양호하다. 릴레이 핀에서 스피커 단자들의 저항도 정상. 어허? 이 상태라면 RAC단자 입력 신호가 스피커 터미널 종단까지 무리없이 가공이 되어 왔다는 것인데… 왜 음이 작게, 찌그러져 나왔던 것일까? 귀신이 곡 할 노릇.
잠시 궁리 궁리… 이런 상태를 설명할 수 있는 것은 두 가지 뿐이다.
1) RCA 단자와 RCA 케이블, 소스기기로 쓴 CDP 조합에 있어서 뭔가 안맞았던 것. 예를 들어 단순 접촉불량이 있겠다. 소스기기와 신호선을 바꾸고 나니… 아주 조금은 그럴 듯한 소리가 난다?!
2) 그 다음으로… 심각하게 의심하고 있는 Mute 회로의 고장. 논거는? (a) 스피커가 연결된 상태에서 파워 케이블을 꽂을 때 Pop Noise가 들렸다. (b) 리모컨으로 채널을 바꾸거나 음량을 조절할 때 툭~ 툭~ 소리가 들린다. 거슬려서 누가 군말 없이 쓰겠는가? (c) 뮤트 트랜지스터 불량을 포함하는 고장은 음을 찌그러뜨리기도 한다. (d) 생각보다 음량이 작다. 신호를 GND로 빼버리니 그럴 수 밖에. 참고로 뮤트 고장이 맞다면 뮤트 트랜지스터들의 불량이라기보다는 양쪽을 어설픈 상태로 만드는 전압에 관련된 어떤 공통회로(트리거 회로)가 문제일 것이다.
어쨋거나 신호 전달 불량, 뮤트 불량은 생각하지도 못하고 상상 속 시나리오를 써가며 엉뚱한 것들만 만지작거리고 있었다니… 갑자기 피곤해졌다. 먼 훗날, 기분 내키는 날의 작업으로 미루기로 하고 뚜껑 덮고 정리하기 전, 노파심에 스피커 터미널의 DC Balance를 확인해보았다. 0.0005V 수준으로 So Good!
이상으로, 소리 증폭회로 자체는 ‘문제 없음’이다. 오로지 곁다리 회로가 문제일 뿐. 그러므로 다음 작업에서는 제대로 음악감상을 할 수 있겠다.
* 관련 글 : 태광 Honor AR-70 인티앰프, 지나간 시절의 영광 (5)
