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팬텀파워와 음의 관계

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직류 12v,24,48v 한 기기에서 각각 전압이 다른 팬텀 파워를 줄 수 있는 기재를 만드는
작업을 하고 있습니다.
문득
팬텀 전원에 따라서도 음질이 다를까 라는 의문이 생깁니다.
일반 전원전압의 음에 대한 상관관계는 이곳에서도 자주 토론되고 이야기되던
주제이다 보니 팬텀전원의 질에 의해서도 (단순히 정전압보다는..) 음이 변화할까
생각해 보게되었습니다. 팬텀을 pin 2,3에 분배해서 신호라인과 함꼐 사용하다 보니 필연적으로
직류를 차단할 캐패시터가 신호단에 있을것인데, 이것또한 음에 영향을 주겠지요?
오디오가이여러분들은 어떻게 생각하시는지 궁금하네요..
[이 게시물은 운영자님에 의해 2009-03-07 22:14:32 자유게시판에서 이동 됨]

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권승철님의 댓글

다른 이야기 이기는 합니다만, 악기 페달 이펙터의 경우.
공급되는 전압에 따라서 이펙팅의 뉘앙스가 바뀌면서,
페달 파워세 전압 조절을 하는 기능 있기도 합니다.

이정석님의 댓글

마이크 프리 내부의 1차 프리부의 증폭도를 조절하는 것 외에 별 차이가 없습니다
팬텀 파워는 전압을 공급하는게 아니라 7mA의 전류를 공급하는 장치입니다
전압이 바뀌어도 7mA는 계속 공급되고 (규격입니다) 작동 전압만 조절되어 헤드룸이 낮아집니다
마이크 프리에 있는 팬텀 파워 관련 회로는 마이크의 종단 회로로 확장되는 셈입니다

스톰프의 경우 전원 전압 한계에 의한 클리핑 트레솔드를 조절하여 게인량을 조절하여 톤 뉘앙스가 바뀌는 것 뿐..
본질적으로 다릅니다 ^^

진양욱님의 댓글의 댓글

아 ! 그렇군요! 여기저기서 이정석님 댓글에 늘 감사하고 있습니다.
덕분에 전압은 음과 큰 연관이 없다(헤드룸 관련을 제외), 팬텀이란 7mA의 전류만 흘려줄 뿐이다.
라고 이해하게되었습니다. 
한데,마이크프리에 있는 팬텀전원의 관련회로는 마이크의 종단회로로서 확장되는 셈이다
라는 말씀에 연관하여 ,여전히  마이크의 가장 최후에 결선된다 라고 볼수 있는 2개의 직류차단용 캐패시터에 대해
의문을 가져봅니다. 커플링 캐패시터로서 이해해도 되겠지? 라고 생각합니다만
그렇다면 밀레니아,아발론등의  마이크 프리앰프급 이라면  음과 연관할 수 있는 위의 의문에 대해
캐패시터의 종류, 시정수 또한  그들 나름의 노하우로 장치하지 않았을까요? 아니면
보통 팬텀 전원 관련의 설계는 일반적으로 다 비슷할까요? 혹 제가 전혀 연관없는 엉뚱한 고민을 하는건
아닐까도 고민합니다. 몇일동안 이 생각에 작업의 진척이 없습니다. ^^

이정석님의 댓글의 댓글

의문이 많으셔서 좀 상세하게 달겠습니다
이런 얘기는 아무때나 나오는 애기가 아닌지라... ^^:;


팬텀 파워 회로를 거친 후 붙는 캐패시터는 직류 제한용 커플링이고, 팬텀 파워를 제한하기보다는 팬텀 파워를 사용하는 증폭 회로가 직류 제한을 필요로 하기 때문입니다
이것을 달아주는 이유는 1차 증폭기의 회로에 부속되기 때문입니다

팬텀 파워는 흘리는 전류의 수치는 절대적입니다
무조건 7mA를 흘려야 하고 V/0.007 로 계산하면 저항의 수치가 나옵니다
48V에서는 6.8㏀, 24V에서는 3.428㏀ (3.3㏀), 12V에서는 1.714㏀(1.8㏀) 가 최적화된 값입니다
약간의 오차는 허용됩니다 (최대 전류값에서는 마이크 내장 증폭기들이 민감하지 않음)

보통 1차 증폭기들은 JFET 타입이 보통입니다
이런 증폭기의 구조는 드레인 저항이 없고, 출력용 커플링이 없습니다
매우 단순한 미소 전압 증폭을 위한 JFET 증폭기가 콘덴서 마이크에 내장되어 있습니다
팬텀 파워를 공급받아 증폭하면, 케이블에서 7mA의 감도 증가로 이어지지요
(이것 저것 따져보면 전류 공급은 필연적인데 전송 선로의 S/N도 고려되야 하니까요)

그 이유가 마이크 프리부의 입력단에 있는 팬텀 파워 회로가 대신 합니다
팬텀 파워용 저항이 드레인 저항 역활을 하고, 마이크 프리 입력단의 커플링이 1차 증폭기의 출력 커플링과 마이크 프리의 입력 커플링의 다중적 역활을 합니다
회로와 회로가 접속될때는 커플링이 필수 (전원의 분리 및 신호 전달) 입니다
즉.. 팬텀 파워는 마이크 프리의 입력단 역활이 아니라 마이크에 내장된 1차 증폭기의 일부가 되는 것 입니다

커플링을 결정할때는 몇가지 단순한 법칙이 있습니다
이 룰을 깨면 원하는 대역이나 S/N을 얻을 수 없습니다

마이크 프리의 입력 임피던스는 설계상 어느 정도 수준에서는 임의로 입력 범위 설정이 가능합니다
다만 이 수치가 너무 올라가버리면 일반적인 경우에서는 S/N 특성이 나빠집니다

입력 임피던스를 결정하는 저항을 달아주는 이유는 증폭 회로가 동작하기 위한 바이어스 저항을 설정하는게 최우선 목표입니다
그리고 2번째 이유로는 이 하나의 회로가 더욱 축소된다면 도움이 될 것 입니다
이게 입력 임피던스를 결정하는 저항이 됩니다

입력 임피던스와 입력 임피던스 결정 저항은 1:1일때 최대 수치로 봅니다
그 이유는 입력이 50%만 들어가고 Audio에서 Bandwidth는 -3dB까지가 유효 대역입니다
이 수치를 만족하는게 1:1이기 때문에 이 상태를 최대 입력 허용으로 봅니다

10㏀을 일반적인 임피던스로 많이 활용하게 되는데,  이때 입력 커플링의 용량이 선택됩니다
시그널에서 초저역 증폭은 SN 특성이 매우 나빠집니다
1Hz 미만의 대역이 그러한데, 특성을 좋게 얻기 위해서 임의의 저역을 커팅하게 됩니다
이게 HPF의 커플링 캐패시터 용량 선택법입니다
1Hz ~ 10Hz 사이가 광대역을 얻는 일반적인 계산입니다

1Hz ~ 10Hz에서 10㏀에 매칭되려면 10uF ~ 100uF 사이입니다
공학자들은 2πRC로 계산하던데, 오디오 설계는 -3dB의 의도한 절대 스펙을 뽑기 위해 RC로 계산해야 합니다
그럼 의도한대로 마이크 프리 입력단의 바이어스, 입력 임피던스 결정, HPF 커플링의 3가지가 동시에 결정됩니다

10uF에서 100uF 사이의 커플링 용량은 전해 타입이나 탄탈밖에 존재하지 않아 이런 타입을 씁니다
그리고 특히 전해 타입은 고역의 해상도가 낮아 고역 보충을 위해 필름 타입을 덧대주는 경우가 많습니다
이게 우리가 보는 일반적인 마이크 프리들의 구조입니다
최적화된 계산 수치는 허용 입력 임피던스를 구하면서 자연스럽게 따라옵니다

입력 커플링에 의해 소리가 바뀔 수 있습니다
출력 후 EQ를 거는 것과 입력전에 EQ를 거는 것은 큰 차이가 있으니까요
다만 하이-엔드급 마이크 프리들은 부품들에 엄청난 투자를 하지 않습니다
밸런스를 어느 정도 맞추다보면 꼭 좋은 부품이 아니어도 좋은 소리가 납니다
부분적으로 미인인 눈코입을 조합한들 균형이 깨져서 이뻐보이지 않는 이치와 같습니다

blindtree님의 댓글

DIY 장비를 하나 만들고 있던 중(절반은 만들어져 있고, 절반만 조립만 추가로 하면 되는.. 저는 전기전자에 대해 잘 모릅니다.^^) 파워서플라이를 못 구해 마무리를 못하고 있습니다. 혹시 도움 주실 수 있는 분이 계실까요? + - 18 볼트와 -25v가 동시에 나오는 파워가 하나 필요한데, 첫째 이런 용량으로 나와서 판매되는 것이 없고, 둘째는 보통 오디오 장비 파워에 쓰이는 그 둥그런 트랜지스터를 써서 제작된 파워를 따로 구할 방법이 없어 만들어야 할 것 같은데, 기타 DIY 장비를 보면 파워를 굉장히 간단하게 만들어서 쓰는 것 같던데, 혹시 도움을 주실 수 있으신 분이 계시다면 염치불구하고 쪽지나 연락 부탁드립니다. 한국에도 이런 DIY 스튜디오 장비(마이크 프리, 컴프레서 등) 제작 정보 공유 사이트가 있었으면 좋을 것 같습니다... 오디오 장비 쪽에는 이런 사이트 들이 꽤 있는 것 같은데, 스튜디오 장비 쪽은 찾아봐도 정보가 부족한 것 같아서요...

Vision님의 댓글

스위칭 파워를 쓰지 않으신다는 가정, 전압 레귤레이터를 쓰지 않는다는 가정하에..

+-12VDC 와 +-18VDC 가 동시에 나오는 파워서플라이를 만들려면 먼저 트랜스쪽에서 12.8VCT, 17.7VCT 가 나오는 트랜스를 주문하셔야 할겁니다. 브리지 렉티파이어 하나씩 거시고, 전해콘덴서 6800uF 짜리 레일 하나당 한두개씩 거시고, 끝단에 질좋은 필림캡 (WIMA, 아니면 Solen 등 고주파특성이 좋은) 달아주시는게 보통 앰프 DIY 하는쪽에서 정석인데요.

둥그런 트랜스포머는 토로이달 트랜스포머라고 하고요, 효율이 좋아서 전류를 많이 흘려줘야 할때 주로 쓰였는데, 파워앰프를 DIY 하시는것이 아니라면 (전류가 많이 흐르지 않는경우라면) 보통의 EI 식 네모난 트랜스포머도 충분합니다. 아니, 더 나을수도 있습니다.

파워서플라이 정도는 오디오 장비 DIY 하시는곳과 별다를게 없다고 생각이 됩니다. 그쪽 사이트에서도 충분한 정보를 얻으실수 있을겁니다.

근데 저도 마이크 프리앰프는 정말 한번 만들어보고 싶은 물건입니다.
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