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Western Electric 124 출처
1. 개요
Tube Amplifier (Valve Amplifier 혹은 Valvestate Amplifier). 진공관을 증폭소자로 채택하여 제작된 앰프를 말한다.2. 오디오
주로 통신용으로 사용되던 3극관(300B, 2A3 등)을 이용한 앰프, 오디오용으로 사용되는 빔관[1](6V6,6L6, KT88, 6550 등)을 사용한 앰프, 비교적 후기에 개발된 5극관(EL34(6CA7), EL84(6BQ5) 등)을 이용한 앰프로 나눌 수 있으며, 3극관은 여성적인 음색, 빔관이나 5극관은 남성적인 음색으로 흔히 알려져 있다.[2] 쌍3극관(12AX7, 12AU7, 12BH7, 6SN7GT, 6DJ8 등)이라는 것도 있는데, 이는 주로 프리앰프용 초단관으로 사용된다.[3] PC-FI가 대중화되고 저출력 앰프가 각광받게 된 이후에는 주로 작은 크기의 MT형 5극관인 EL84(6BQ5)[4]나, 심지어 주로 초단관으로 사용되는 쌍3극관[5]을 출력관으로 사용한 앰프도 등장하고 있다.장점은 회로가 TR 앰프에 비해 상대적으로 단순하여[6] 설계하기 쉽고, 진공관 특유의 음색이 나기 때문에 음색 면에서 TR앰프에 비해 선호하는 사람이있다. 또한, TR보다 왜곡률이 훨씬 높지만, 제2고조파에 의해 왜곡 특성을 갖게 되기 때문에 특유의 음색을 낼 수 있다. 앰프에서 추가되는 하모닉 노이즈(배음 노이즈)가 원음과 조화되는 화음 특성을 가지기 때문에 소위 말하는 '풍성한 소리'를 낸다. 트랜지스터 앰프에서 하모닉 노이즈가 많을수록 무조건 듣기 싫은 소리( 불협화음)가 나는 것과는 반대이다. 하지만 제대로 만들어진 하이파이 진공관 앰프는 이러한 하모닉 노이즈가 많이 생기지 않으며[7] 앞서 이야기한 구조적 단순성으로 신호 경로가 단순하므로 신호에 왜곡이 가해질 가능성[8]도 낮다. 오디오용 진공관 앰프의 경우엔 단지 진공관 자체의 특성에 의해 어느 정도 음색의 변화가 있고 그것을 즐기는 것에 더 가깝다.[9][10] 그래서 일부 앰프 - 주로 동호회에서 공동제작하는 케이스가 많다 - 의 경우 특정 출력관에 최적화한 세팅을 적용하지 않고 어느정도 여유를 두어 출력이 약간 낮아지더라도 여러가지 출력관을 바꿔가면서 사용할 수 있게 하는 케이스도 있다. 더 나아가 전원회로에 가변저항을 적용해서 진공관에 가해지는 각종 전압을 어느정도 조정해 튜닝을 할 수 있게 하기도 한다.
하모닉 노이즈를 적극적으로 활용한 것은 오히려 기타 앰프이다. 기타 앰프의 경우 이러한 자연스러운 왜곡을 사용하여 기타리스트의 개성적인 톤을 만들기도 한다. 진공관 자체를 일종의 악기화시킨 것으로, 드라이브 계통의 이펙터나 모델링 앰프의 경우 진공관의 동작을 흉내내는 것에서 시작한다. 그래서 아직까지도 대부분의 기타리스트들이 진공관 앰프를 더 선호하며, TR 앰프는 몇 종류를 제외하면 별로 선호하지 않는다. 진공관부터 프리앰프의 구조, 어떤 출력관이 사용되었느냐에까지 영향을 받기 때문에 하이엔드 앰프의 경우 프리앰프 자체를 아예 독립적인 회로 여러개를 넣어두고 골라 쓸 수 있게 된 것도 있고 파워앰프 부분의 출력관을 여러 종류를 선택할 수 있게 된 것도 있다.
단점은 발열이 심하고, 무겁고, 진공관의 내구성이 약하며, TR 앰프에 비해 출력이 약하다[11]는 것이다. 출력 대비 전력 소모도 TR 앰프에 비해 상당히 높고, 노이즈에도 민감해서 뭔가 잘못되면 스트레스를 받기 쉽다.[12] 또한, 음질이나 음색이 부품에 의존하는 경향이 심해서 부품을 어느 수준 이상 되는 것을 사용하여야만 제 소리가 나온다는 점도 단점이라고 할 수 있다.[13]
진공관이 개발된 20세기 초반부터 널리 사용되던 앰프이나, 이후 TR앰프가 대중화되면서 대량생산의 상업용 앰프 시장에서는 거의 전멸하다시피 하였으며, 현재는 특유의 음색을 표현하기 위한 기타 앰프나 마이크 프리앰프, 그리고 소수의 마니아를 위한 하이파이 앰프 정도에 사용하고 있다.
사실상 소리의 수학적 특성인 Total Harmonic Distortion (THD, 전고조파 왜곡), Signal-to-Noise Ratio(SNR, 신호 대 잡음비) 은 TR이 모든 면에서 앞서고[14] 특성 또한 우수하다는 것이 공학자들의 주장이기는 하지만, 진공관이 주는 그 분위기[15]와 앞서 서술한 진공관 특유의 왜곡은 TR에서 느끼기 어려운 부분이기도 하다.
여담으로 하이파이 매니아들은 주로 음의 왜곡이 극단적으로 적은 TR 앰프를 사용하는 파와[16] 고가의 고출력 진공관을 선호하는 파로 갈린다.
진공관 앰프를 주로 즐기는 사람들은 이후 빈티지 오디오 매니아로 진화하는 경우도 많다.
국내에도 자작이 가능한 진공관 앰프 키트를 파는 곳이 몇몇 있다. 소리전자가 상시 판매를 하는 대표적인 곳 중 하나이다. 또한 자작으로는 만들기 힘든 고도의 진공관 앰프를 전문적으로 제작하여 판매하는 업체들이 있는데, 규모가 작으며 장인들이 수작업으로 일일이 만들어내고 있다. 서병익오디오 올닉오디오
삼성 갤럭시 일부 기종에서 지원하는 사운드얼라이브 음장에서 진공관 앰프 효과를 지원한다. 아쉽게도 뭔가 고급스러운 기술은 아니고 단지 고음을 죽이고 저음을 살릴 뿐이라 실제 진공관앰프의 소리와는 차이가 있다.
음향기기 중에서 스피커의 트위터 처럼 만지는 것을 삼가야 한다. 유리는 고온에서 전기가 통하기 때문에 감전 될 수 있고, 꺼졌다고 해도 끈지 얼마 지나지 않았다면 화상을 입을 수 있다. 특히 진공관에 많은 전력이 걸리는 OTL 앰프[17]가 많이 뜨거워지는 편으로, 작동 시 표면 온도가 100도 이상 올라간다.
또한 진공관을 식히기 위한 목적으로 물 같은 액체상태의 물질과 접촉하는 것은 절대 금물이다(물티슈, 물방울 튀는 것 포함). 자칫하면 온도 변화로 유리가 깨지며 관이 폭발할 수 있다.
3. 무선
무선통신에선 아직까지 진공관 앰프를 많이 사용하는데, TR 앰플리파이어의 최대 바이어스 전압이 5.5kV에 머물러 있는 반면, 진공관은 큰 제품의 경우 40kV 이상의 높은 전압을 인가할 수 있어 TR 앰프 대비 고출력의 파워 앰프를 만들기에 유리하다.
[1]
5극관과 비슷하지만 구조가 약간 다르다.
[2]
빔관과 5극관 둘 중에는 빔관이 더 굵직한 음색을 내고 5극관이 더 섬세한 것으로 알려져 있다. 그런데 고출력으로 가면 죄다 빔관이라...
[3]
2극관도 있으나 이는 주로 정류관으로 쓰이며 현대에는
다이오드 정류방식이 더 좋은 특성을 가지고 회로가 간단하여 주로 사용되므로 거의 사용되지 않는다.
[4]
이래봬도 EL84 푸시풀 정도면 10와트가 조금 넘는 출력이다. 대한민국의 보편적인 주택 기준으로 골방파이용으로는 차고 넘치며 적당한 스피커와 조합하면 거실도 울릴 수 있다. EL84 푸시풀이면서 DAC까지 내장한 제품인 영국 QUAD의 VA-ONE은 현재도 쉽게 구할 수 있고 인기도 많다.
[5]
헤드폰 앰프용으로 딱이다.
[6]
전원부와 저항 몇 개, 변압기 몇 개, 콘덴서 몇 개, 진공관 몇 개면 끝이라는 것이다. 보통 전원 트랜스 한개에 채널당 하나의 출력 트랜스가 있으나 설계에 따라 전원 트랜스를 채널마다 구성하기도 한다. 그 외 초크코일 같은 부품이 들어가기도 한다.
[7]
빈티지 콘셉트으로 일부러 구관(300B, 45 등등)을 사용한 앰프라든가 일부러 옛날 구식 앰프를 가져가 듣는 것이 아니라면 더욱 그렇다. 대부분의 상용 진공관 앰프는 빔관이나 5극관으로 오디오 대역의 특성이 좋은 것들이라 왜율도 낮다.
[8]
예를 들어 최신의 디지털 앰프라면 아날로그 신호를 디지털로 변환하여 증폭한 뒤 다시 아날로그 신호로 출력하는 과정을 거친다.
[9]
하지만 오디오 신호에 있어서 '음색의 변화'와 '신호의 왜곡'은 정확하게 같은 말이다. 그것이 소자 자체의 특성에 의한 것이든 회로 구성에 의한 것이든 소프트웨어적 처리에 의한 것이든 마찬가지이다.
[10]
TR앰프가 왜율이 낮아 하모닉 디스토션이 없어 건조하다는 말도 있으나 사실과 다르며 소자의 특성에 따라 소리가 달라질 수 있으며 회로의 구성에 따라서도 소리가 다를 수 있다. TR앰프에서도 진공관과 비슷한 풍성한 소리를 내도록 설계한 회사들도 있다. 또한 왜율이 낮은 만큼 소스의 영향이 더 크다.
[11]
관을 H-bridge Push-Pull 구성으로 한 다음 병렬로 엮어서 출력을 올릴 수 있다. 이 방법으로 600w 까지 올린 모델의 가격이 6천5백만원 정도. 하지만 일반적인 대한민국 가정에서 사용하는데는 적절한 음압의 스피커와 출력이 10와트가 채 안되는 싱글 - 채널별로 출력관을 하나씩만 사용 - 앰프로도 대편성 관현악을 울리는데 크게 부족함이 없는 경우가 많다. 다만 진공관 앰프의 특성상 출력 임피던스가 TR 앰프에 비해 높아 스피커를 어떤 출력 임피던스의 단자에 연결하느냐에 따라 특정 주파수 대역 - 보통 저역의 펀치력이나 타이트함이 변하는 특성이 있는데 이는 장점이자 단점이다. 4옴 단자에 스피커를 연결하느냐 아니면 8옴 단자에 스피커를 연결하느냐는 일단 테스트삼아 한 번씩 꽂아서 소리를 들어보고 어느쪽의 음색이 마음에 드냐로 정해도 되며, 이것도 사실 오디오 튜닝의 잔재미 중 하나이기 때문. 요즘 앰프나 스피커는 이런 식으로 가지고 놀아도 고장 안 난다는게 제조사 공식 입장인 곳이 제법 된다. 이를테면 프랑스 스피커 메이커인 포칼이나 미국 진공관 앰프 메이커인 오디오 리서치.한가지 참고할 만한 점은 스피커의 최소 임피던스와 앰프의 출력단자에 표시된 임피던스를 가급적 맞추는 것이 스피커 구동상에는 유리하다는 점이다.
[12]
그라운드 루프 노이즈, 전원 노이즈, 소스기기 노이즈(주로 PC파이), 관 자체의 노이즈 등 온갖 경로에서 화이트노이즈가 타고 들어올 수 있다.
[13]
젠센 등 회사의 콘덴서 하나가 100만원... 그런데 사실 콘덴서나 저항 등은 신호 경로에 있는 것만 일정 수준 이상으로 유지해주면 되는 것이고 가장 중요한 건 출력 트랜스의 품질이다. 출력 트랜스의 경우 저렴한 것도 가격이 상당하며 좋은 품질의 것은 굉장한 고가이다. 진공관 앰프로 유명한 회사들은 출력 트랜스를 계약 납품받거나 아예 직접 감아서 사용하는 등 많은 노력을 기울인다.
[14]
어디까지나 회로 설계를 제대로 했을 경우.
[15]
은은한 빛이 난다. 이 사실만으로 인간의 감성을 자극하기에 충분하다.
[16]
만일 진공관으로 음의 왜곡이 극단적으로 적은 앰프를 만든다면 진공관 특유의 매혹적인 음색이 없어지므로 의미가 없다. 그 외에 자작이 아닌 제품으로 나와있는 진공관 앰프는 상당히 비싸다는 이유도 있다. 특히 진공관 앰프 중 출력이 큰 것은 상당히 비싸기 때문에 더더욱. 그 외 저렴한 진공관 앰프는 리모콘이 안된다든가 관리가 귀찮다든가 하는 이유도 있다.
[17]
Output Transformer Less. 출력 트랜스 없이 진공관에서 증폭한 소리를 그대로 출력하는 앰프. 출력 트랜스가 있는건 하이브리드 앰프라고 한다.