아이고, 오늘도 긴 답변을 달아 주셨군요. 고맙습니다. 어쩌면 hiss-like 잡음의 원인도 아니었던 전원보드의 부품을 대부분 들어내어 쪽보드로 교체하면서 팝업 노이즈라는 부작용(?)을 얻게 되었지만, 그렇게 심각한 문제는 아니라고 생각하고 있습니다. 덕분에 공부도 많이 되었구요. 우선 번호로 나열해 주신 질문에 대해 답변을 달겠습니다.

1) 기존 트랜스포머 + AC를 입력받고 12V를 출력하는 쪽보드 사용 중
(답변) 12-0-12V 교류를 입력받아서 +/-12V를 출력하는 쪽보드를 추가한 것은 맞습니다. 1차 개조에서는 78xx/79xx를(생각보다 리플 많음), 2차 개조에서는 LM317/LM337을 사용한 보드를 사용했습니다. 리플은 이제 없다고 보시면 됩니다. 이 보드에 12-0-12VAC를 공급하는 300mA짜리 트랜스포머는 새로 사서 내부에 넣었습니다. 원래 KORG X2에는 없던 것이니까요.

그러면 왜 하필이면 +/-12V에는 리니어 방식의 것을 택하여 개조했는가? 이 전압은 아날로그 회로에 주로 쓰일 것이므로 스위칭 노이즈(hiss noise로 발전할 수도 있고...)를 유발할 것만 같은 SMPS보다는 이게 더 나을 것이라고 생각했을 뿐입니다. 그리고 용량이 크지 않은 SMPS 쪽보드로서 +/-12V를 제공하는 것은 찾기가 어려웠다는 것도 중요한 이유 중 하나입니다. 단, 78xx/79xx 쪽보드에서 이렇게 심한 리플이 나올 줄은 몰랐습니다.

2) DC를 입력받고 5V를 출력하는 쪽보드 사용 중 = Step Down 보드.
(답변) 아닙니다. 220VAC를 받아서 5V 2A를 출력하는 스위칭 방식의 쪽보드입니다. 알리익스프레스의 제품설명으로는 "AC-DC 컨버터 모듈, 낮은 리플 전원 보드, DC 스위칭 공급 장치, AC 110V, 220V, 120V, 230V, 5V, 2A, 3A, 10W"입니다.

3) DC를 입력받고 품질 좋은 5V를 출력하는 별도 쪽보드 사용 중 = LM7805 등 보드.
(답변) 이것은 "Mainboard(KLM-939)"에 이미 포함되어 있는 기능입니다. 혹시 기능이 열화했을지도 모른다는 생각에 초저잡음이라고 자랑하는 LT3042 LDO 레귤레이터 쪽보드를 구입해 놓았습니다. 그러나 실제 오리지널 메인보드에서 오실로스코프로 측정을 해 보니 ( 1차 개조가 끝난 뒤의 전원을 공급받는 상황) 아주 깨끗한 5V가 나왔습니다. 그래서 이 쪽보드는 사용하지 않고 있습니다.

"그런데, 위 그림을 보면, 5V 보드가 마치... AC 220V to DC5V 보드처럼 보입니다? 그런 것인가요?"
(답변) 예, 맞습니다. 개조를 처음 할 때 부터 별 생각없이 그렇게 선택하였었습니다. 처음에는 mute 회로는 생각도 하지 않았었습니다. 심지어 나중에 제가 조사한 KORG의 비슷한 시기 신시사이저를 보면 mute 회로가 아예 없는 것도 있었으니까요.

전원보드(KLM-1649, 100VAC용)의 회로도를 보면 +/-12V는 0.1A, +5V는 2A를 내 줘야 합니다. 5V는 메인보드(KLM-939) 상의 CPU 등 모든 디지털 회로용 반도체 칩(DAC만 제외)을 구동해야 하니까요. 오리지널 전원보드 5V를 만드는 라인에 자리잡고 있는 1000uF 전해 커패시터 2개(C16 &C17)가 관리자님 의견대로 의도적인 딜레이를 꾀한 것일 수도 있을 것입니다.

어쨌든 X2의 작동에 필요한 5V는 +/-12V 공급장치의 절반 레일에서 DC-DC converting으로 만들어 내기에는 용량이 충분하지 않다고 생각합니다. 단지 두 개의 DAC와 그 바로 다음에 연결되는 op amp의 IVC 회로에 필요한 '깨끗한' 5V를 만들어 내기 위해 메인보드 내에서 78L05를 써서 12V to 5V 전환을 하도록 설계되어 있는 것이겠지요.

1차 개조 후 팝업 노이즈가 들리면서 오실로스코프로 전원이 들어오는 순서를 체크해 보니 12V가 먼저 들어온 뒤 0.5초쯤 뒤에 5V가 들어오는 것을 확인하였기에 이 순서를 역전시키면(요즘 드는 생각으로 동시에 들어오게 하면) 팝업노이즈가 없어지지 않겠나 예상한 것입니다. 개조 전의 전원 투입 상황은 이제는 알 수가 없게 되었지요.

만약 두 종류의 전압이 (거의) 동시에 들어오게 만드는 것만이 목표라면, 제가 마지막에 제시한 solid state relay가 해결 방안이 될 수도 있을 것입니다. 이렇게 하면 팝업 노이즈가 없어질지도 모르고요^^ 개조도 매우 심플합니다. 그러나 전원을 끌 때에는 또 어떤 상황이 될지 모르겠습니다.

만약 +5V/+12V/-12V를 동시에 제공하는 스위칭 파워 모듈을 구입했다면 모든 문제가 해결되었을지도 모릅니다. Mean Well RT65B와 같은 완제품이 있는데 65와트급으로 너무 용량이 큽니다^^ KORG X2의 소비전력은 10와트에 불과하거든요. 실제로 Eurorack modular synth에서는 교체용 파워 서플라이로서 민웰 RT65B를 쓴다고 합니다.

첨부한 사진은 괜히 용의자가 되었던 아날로그보드 내 헤드폰 앰프부의 op amp입니다. 교체 후 나아진 것도, 나빠진 것도 없습니다. 이미 단종된 빈티지 op amp로서 fake IC가 아니었음을 다행으로 여기고 있습니다.

○ 네. 5V 라인은 나름 대전력용이라서 AC to DC 보드로, 12V 라인은 트랜스포머 리니어 전원의 강점 우선으로 구성하였다로 이해하였습니다. (1A, 2A는, KORG 설계자가 충분히 여유를 주고 정한 것 같고요.)

○ "78xx/79xx 쪽보드에서 이렇게 심한 리플이 나올 줄은 몰랐습니다..."

기대와 현실의 차이는 있겠지만, 놀랄 만큼은 아닐 것인데, 왜 그럴까요? 혹시... 해당 쪽보드가 문제가 있을 수도 있겠네요. 중국제 평활 커패시터에 문제가 있었거나 그들이 너무 과소한 것을 끼워주었거나 가짜인 무엇을 썼거나...

○ Hiss-Like-Noise에 대하여 그라운드 라인 확인해 보시는 것도 좋겠습니다. 예전에 언급된... 디지털 그라운드와 아날로그 그라운드의 개념이 다르고, 보드 및 각종 연결에서 모종의 불협화음이 있다면, (양의 전원 라인이 아닌) 낮은 전위 라인으로 디지털 노이즈가 넘어올 수도 있겠지요. LM7805 쪽 보드에서 어떤 불량을 의심했던 것과 같은 취지의 말씀입니다.

* 아래와 같이, 그라운드에도 여러가지 종류의 심볼이 있습니다. D를 붙이기도 하고 화살표가 검정색이거나 흰색이기도 하고... 약간 중구난방이지만, KORG는 적어도... 새시그라운드, 디지털 그라운드?, 아날로그 그라운드를 분리해 놓았네요.

회로도에서 그라운드가 어떻게 처리되었는지 확인해 보았습니다. 전원보드에서는 디지털(+5V/0V)회로와 아날로그(+12V/0V/-12V)의 그라운드가 10옴 저항(R19)를 통해 연결되어 있습니다. 제가 교체하여 넣은 쪽보드의 출력은 이 패턴 전에 보드로 들어가기 때문에, 커넥터를 통해 전원부를 떠나기 전에 두 그라운드는 서로 연결되어 있는 셈입니다.

다음으로 메인보드를 살펴보면... 두 그룹의 전원이 커넥터를 통해 보드로 들어온 뒤 두 개의 그라운드는 '또' 연결되어 frame ground로 이어집니다('F GND'로 별도 표기; 첨부 이미지 참조). 전원 보드 안에서는 10옴 저항을 통해 두 그라운드가 연결되고, 메인보드에서는 또 직접 연결되고... 그라운드 루프의 가능성이 있겠지요? KORG 설계자가 아마도 이를 모르지는 않았을 것 같습니다.

반면 아날로그 보드에서는 최소한 회로도 상에서는 두 종류의 전원쪽 그라운드가 직접적으로 연결되는 모습은 보이지 않습니다. 그러나 실제 기판에서는 넓은 패턴을 통해서 그라운드를 공유하고 있습니다.

무엇이 있다가 없다가... 그런 것에 대해서는 회로도가 아니라 현물의 정확한 위치를 보고 판단해야 할 것 같습니다.

이것은 그라운드 루프의 문제가 아니라... 네. 논리만으로는, 여하한 방법으로 (새시 즉, 프레임 그라운드는 잠시 미뤄두고) 디지털부와 아날로그부를 격리시키는 게 맞다는 생각이고요.

* 참고로 그 10오움은 일종의 블로킹 필터입니다. 일반저항도 R/L/C를 담고 있어서 RF 등 등락 신호에게는 어떤 부가적인 작용을 하고 또... 디지털부 펄스가 아날로그 영역으로 들어오려고 할 때 10오움에 상당하는 전위차가 그 작은 강도의 노이즈를... 마치 문턱처럼 작용하는 것이지요.
페라이트 비드도 그런 효과를 담보하는 부품이고요.