오디오 강좌
예전 수입상 근무할때의 일입니다.
당시 영국의 "썩덴" 이란 앰프 메이커에서 인티앰프 한종류를 샘플로 받아
테스트를 해보니 음질은 좋은데 전원험이 발생했습니다.
원인을 살펴보니 전원부 배선에 그라운드 루프가 발생해 험으로 나오는 것이었습니다.
그래서 전원부의 패치작업이 이루어졌고 그 험도 사라졌습니다.
그런데 재미있는 사실은 이 제품이 영국 본토에서는 아무런 이상증세가 없다는 것입니다.
그런 경험은 거기에서 끝나는 것이 이니었습니다. 소위 하이엔드라고 불리우는 고가의
제품에서 종종 이런 현상이 발생하는 것입니다.
(여담이지만 천만원 가까이 되는 앰프 샤시에 손을 댔다가 감전되어 손발이
오그라지는 경험도...)
사용자들은 가정 전원에 원인이 있다하여 AVR, 차폐트랜스, 노이즈필터 등 전원의
퀄리티를 높이는데 많은 자금적 지원을 아끼지 않았습니다.
앰프 하나에 기천만원을 홋가하니 전원 때문에 앰프에 탈나지 않을까 하는 걱정도 큰
이유중에 하나이지요.
음질 위주형으로 만들어지는 제품은 증폭회로 자체가 민감하고 예민해질 수 밖에
없습니다.
그러므로 주변 환경에 더욱 반응이 빨리 나타납니다.
저도 앰프제작을 자작까지 하면 20여년이 되는데 해가 가면 갈수록 전기사정이
나빠진다는 것을 느낄 수 있습니다.
그 대책은 없을까요?
한전에서 거액의 금액을 투자해 우리나라의 주상변압기 퀄리티를 올리고 가정까지
전달되는 전기 인입선의 정리, 주상변압기 최대용량에 약 30%정도 적게 부하사용,
전력케이블의 지하전송등을 구축해야 하는데 그렇게 될려면 ...글쎄요, 될까요?
오디오 사용에 있어서 험에 가장 취약적인 것이 주상변압기의 한계용량을 거의
MAX로 쓴다는 것입니다.
가정 사용 전력량은 해가 갈수록 높아지기만 하고 주상변압기 하나로 공급해야하는
전력량이 많아지니 민감한 오디오에서 "살려줘요" 하고 고함을 지를 수 밖에 없습니다.
그러다가 에어컨을 많이쓰는 여름이 오면 동네마다 "펑!...펑!" 하고 변압기가 터집니다.
오디오에 있어서 여름이 시작될 때와 겨울이 시작 될때 전기질이 제일 좋지 않은 시기가
됩니다.
<주상변압기의 원리도>
주상변압기는 일종의 강압트랜스로 승압트랜스, 차폐트랜스 등 일반적인 전원트랜스와
그 원리가 같습니다.
1차측(입력)의 코일턴수와 2차측(출력)코일턴수의 비례율로 전압이 결정됩니다.
일반형의 주상변압기는 1차측에 22.9[kv]를 입력하여 2차측에 220[v]가 출력되도록
설계되어 있습니다.
전기기구중 트랜스는 효율면에서 상등급에 분포하고 있지만 운용방식에 따라 그
열손실도 작은문제가 아닙니다.
즉, 정격부하 용량이 초과되면 변압기 자체에 열이 나기 시작합니다.
변압기 내에는 이런 열을 발산시켜주는 냉각오일이 들어가 있지만 이것도 한계를
막기에는 역부족 입니다.
결국 변압기 내부 코일이 열로 손상되면서 엄청난 폭음으로 폭발합니다.
이런 결과는 한전측에서 각 동네마다 설치된 주상변압기의 부하(가정의 전력량)를
예측하지 못한 후진국형 사고입니다.
그런 사고가 발생하면 문제점을 찾아 사후대책을 마련해야 하는데 이런 사고가
에어컨을 많이 가동하는
특정시기에만 나타나므로 변압기만 교체하는 경우가 있습니다.(저희 동네에서는
변압기가 터져 교체했는데 1년 뒤에 또 터지는 해프닝이 벌어지기도 했습니다)
주상변압기의 부하용량은 적어도 평균 소비전력량에 약 30~40%의 여유를 주고
운용해야 하는데 너무 타이트한 사용에 문제가 발생합니다.
오디오에 있어서 역전류에 의한 노이즈는 우리나라 주상변압기의 이런 시스템이
가져오는 현상입니다.
우리나라 전체에서 이런 현상이 생기는 것은 아니지만 분명한 것은 10년전 보다는
전체적으로 전기의 질이 떨어졌습니다.
한때 제가 [발전기를 공구합시다]라는 글까지 올렸었지요.
그 주상변압기에서 각 가정으로 들어오는 인입선도 그 라인이 아주 더티한 동네도
많이 있습니다.
<인입선 작업중인 광경>
이런 열악한 전기 환경에 처해진 애호가 분들께서 그 대책의 근원을 이해못하시는
경우도 많습니다.
전자에 기천만원짜리 수입오디오는 기기 망가질까봐 비싼 전원장비의 투자도 아끼시지
않는다는 이야기를 했습니다만 정작 비슷한 퀄리티를 갖고서도 국산이라는 이유와
가격이 싸다는 이유때문에 전원에 대해서는< 찬밥신세를 받고 있는 국산 제품들도
많습니다.(아주 상당히 많다고 봐야겠지요..^^)
실제 이곳 시청실의 상용전기를 오실로스코프로 찍어보았습니다.
<확대모습>
그래도 이정도면 양호한 편입니다.
그리고 다음 파형은 주파수제너레이터로 60Hz를 만들어 찍어본 이상적인 전원의 파형입니다.
<확대모습>
아주 매끈하고 깨끗합니다.
그럼 처음 찍은 전기파형의 문제는 무엇일까요?
보시다시피 이정도 노이즈면 양호한 편인데(후한 점수로...) 전기사정이 좋지 않은
지역에서는 노이즈 영영기 표시된
굴곡의 혹 크기가 더 커집니다.
이 이상파형은 오디오 트랜스의 철심을 망치로 때리듯한 현상을 유발합니다.
1초에 60번 때리겠지요.
이렇게 눈으로 보여지는 노이즈 파형이 있는가 하면 이 안으로 보이지 않는
고주파 노이즈도 험을 유발하는데 한몫 거들고 있습니다.
보통 전압차이가 문제되지 않을까 하시는 분들도 있는데 이런 오디오의 험에 있어서는
전압차의 의미는 매우 적습니다.
1, 차폐트랜스
이 차폐트랜스는 위에 올린 사진<트랜스의 원리>과 동일한 형태를 갖는데
단지 1차측의 권선수와 2차측의 권선수가 동일하여 입력에 220볼트가 들어오면
출력으로도 220볼트가 나타납니다.
1차측에 인가된 전압과 노이즈는 2차측으로 이동하면서 전압은 그대로 유지되고
노이즈 파형은 일종의 코아에 의한 쿠션작용 때문에 의해 약 30%안팎으로 감소됩니다.
(차폐트랜스의 형태나 노이즈 파형의 모양에 따라 다소 차이가 납니다.)
그렇기에 전압은 1차측 전압이 그대로 유지되며 노이즈 감쇄 효과만을 기대할 수 있는
방식 입니다.
2, AVR
AVR은 차폐트랜스 기능에 출력전압까지 자동으로 맞춰주는 시스템 입니다.
희망 출력전압을 220볼트로 설정하면 입력전압에 변동이 생겨도 내부 센서가 작동해
코일의 일정한 턴수마다 탭을 만들어 반도체 스위치로 출력전압을 맞춥니다.
이 코일의 턴수와 탭의 수에 따라 전압감지폭과 1회 변동 전압차이를 생성합니다.
즉, 1회 전압변동이 2볼트라면 1차측에 1볼트의 변화에는 2차측 전압으로 대응을 하지
못하는 것입니다.
그래서 좋은 AVR은 전압감지폭이 보통 0.5볼트 이내, 컨트롤 전압 대역폭은 입력전압
변동률이 30% 이상인 것이 보통입니다.
3, 상용전기 생성 앰프
이 제품은 현재 우리나라의 반오디오에서만 생산되는 것으로 알고 있습니다.
이는 반도체 소자를 이용하여 60Hz의 깨끗한 신호를 만든 뒤에 고출력 앰프로 증폭하여
그 전압을 220볼트까지 끌어올리는 시스템 입니다.
이는 전기 TO 전기 발전기로 보시면 됩니다.
차폐트랜스나 AVR에 비해 훨신 높은 전기를 보장합니다만 값이 비싼것이 단점입니다.
http://banaudio.co.kr/main3-6htm.htm
http://banaudio.co.kr/main4.htm
4, 기타.
노이즈 필터라는 것은 그 용량과 전기의 노이즈 형태가 어느정도 맞아야 효과가 있습니다.
하지만 이는 오디오 전원에 있어서 계측기로 측정하고 정확한 수치의 제품을 써주지
않는한 로또에 당첨되는 정도로 힘듭니다.
이는 범용 전기제품에 사용하여 다른 전기제품으로 이동하는 역전류에 의한 노이즈
차단에 그 중심을 두어야 하는 제품입니다.
중요한 것은 위에 나열한 제품 모두 트랜스를 이용하는 것이기에 이 트랜스의 퀄리티가
떨어질 경우 그 자체의 진동으로 인한 2차 험 유도가 발생할 수 있어 반드시 하이엔드
오디오용을 사용하실 것을 권장합니다.
오디오의 퀄리티가 높아질 수록 주변 환경에 영향을 많이 받습니다.
해결책의 근본은 전원의 퀄리티 이지만 악조건에서 몇가지 시도할 만한 방법을
소개합니다.
1, 전원케이블의 극성을 바꿔본다.
2, 벽면 전원 콘센트를 다른곳으로 이동해 본다.
3, 오디오의 셋팅 위치를 바꿔본다.
4, 오디오에 연결된 각종 전원 및 신호선을 신호선은 신호선대로, 전원선은 전원선대로 라인을 설정해 전반적인 케이블 위치를 깔끔하게 정리한다.
5, 접지 공사가 되어있지 않는 곳 이라도 접지 단자가 있는 전원 케이블을 사용하거나 그 반대로 접지 케이블이 없는 것으로 교체해 본다.(접지공사가 잘 되어있는 곳이라도
전원 사정에 따라 오히려 접지를 하지 않을 경우 노이즈가 줄어드는 현상도 있습니다)
6, 앰프의 쓰지 않는 입력라인은 RCA 쑈트핀 단자로 입력을 모두 막아놓는다.
전원사정이 좋지않은 곳에서 다른 근본대책 없이 노이즈를 잡는 것에 대해서는 그 변수가 너무도 많아 소위 정답이란 것이 해보지 않고서는 찾을 수 없습니다.
한가지 더 추가한다면 오디오 셋팅에서 그라운드 루프가 최소화 되게끔 해야 하는데 이 또한 쉬운 문제가 아닙니다.
전기사정이 좋은 동네로 이사를 가거나 수백만원이 넘은 전원장비를 구하는 일은
서민들에게 무리 입니다.
한전에서 좀 도와주면 모든 문제가 해결되는데 국민들 중 오디오 하는 영쩜 몇 프로의
사람들을 위해서 지원을 하기에도 무리가 있겠지요.
음질에 않좋은 영향을 미치더라도 노이즈에 둔감한 제품을 만들던가, 아니면 최악의
전기사정을 감안하여 원가가 상승 하더라도 노이즈에 면역력이 높은 제품을 만들던가,
아니면 아예 밧데리 사용 제품을 만들던가 해야 하는 시점에 이르고 있습니다.
여러분들께 부탁 드리고 싶은 것은 좀 귀찮더라도 현재 시점에서 전원 노이즈와
싸울 수 있는 모든 방법을 시도해 보시라는 것 뿐입니다.
감사합니다.
