[제작법] Gilmore Amp - 신정섭

이것은 디스크리트 구성의 순A급구동 헤드폰 앰프입니다.
원문은 다음과 같습니다.


http://headwize.com/projects/showproj.php?file=gilmore3_prj.htm

그런데 원문의 PCB Layout에 오류가 있습니다. (맨위의 TR 두개를 잘못 그림)
그래서 그것이 수정되어 더 알아보기 쉽게 그려지고, 많은 유익한 참고글을 포스팅한 것이 다음과 같습니다.

http://www.head-fi.org/forums/showthread.php?s=3e28195b3285bfebfd29128acba76c16&threadid=11422&highlight=gilmore


1채널 실체배선도
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앰프부만입니다. 장난아니죠?
이것은 위의 링크들에서 소개된 인쇄기판의 구성을 절대적으로 참고하여 만능기판에 옮긴 것입니다.
결과적으로 원래의 PCB Layout과 거의 같지만 그래도 이렇게 구성하느라고 고민 많이 했답니다.




부품 준비 (소요시간 약 1시간)
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부품이 워낙 많으니 아래 사진의 상태까지 제작 준비를 하는데만도 1시간 정도 걸렸습니다.



대부분의 부품(2SK389과 2SJ109는 뻬고)은 인터넷에서 구입가능합니다.
2SA1015나 2SC1815등의 TR도 개당 50원씩 밖에 하지 않지요.
저항 중 좀 까다로운 값들이 있는데 저는 IC114에서 모두 구입했습니다.
단, 25옴 저항은 없어서 24옴 저항으로 구입했습니다.

한편 2SK389과 2SJ109는 Dual FET로 JTS(제이티에스 아세아상가 1F 라-110호, 02-2267-9199)에서 전화주문으로 개당 2500원씩에 구입했습니다.

즉 앰프 한대당 FET만 1만원이 소요되며 다른 부품들을 고려하면 총 2만원 내외가 되지 않을까 합니다. 하지만 저항을 고급으로 쓰지 않는한 이 앰프도 고급 부품이 들어갈 필요가 거의 없는 편이라고 볼 수 있습니다.
더우기 이 앰프의 정말 대단한 장점중의 하나는, 원문 회로에서 제시한 것과 동일 부품들을 모두 국내에서 구할 수 있다는 점이지요.

참고로 Dual FET들은 다리가 7개 입니다.
하지만 원문이나 제 배선도에서 FET 꽂는 자리엔 6개의 구멍만 있습니다.
7개중에 가운데 다리(ㅋㅋㅋ)는 사용하지 않으므로 아래와 같이 꺾어 세워두었습니다.
차마 잘라내진 못하겠더군요. ㅠ.ㅠ



위 앰프에서는 Single OP앰프가 채널당 하나씩 총 두개가 들어가는데,
이 OP앰프는 어떤 것을 써도 될것이며 음질과는 전혀 상관이 없는 부분입니다.
저는 TL081을 썼습니다.


부품 고정 (소요시간 약 1시간)
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IC Strip Socket 아끼느라 TR 들은 기판에 직접 땜질하여 고정했는데 고생 많이 했습니다.
만약 새로 만든다면 TR 들도 모두 IC Strip Socket에 꽂을까 합니다.
모두 Socket으로 사용한다면 Socket 값만 3500원 근처의 상당한(?) 금액이 소요됩니다.




땜질 및 완성 (소요시간 4 시간)
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만들고 나서는 단번에 성공하지 않아 최종 정상 작동까지 약 1시간 가량의 재작업이 있었습니다. 전에 그렸던 실체배선도에 실수가 있었고 볼륨이 문제가 있어서 교체되었습니다.
몇개 점퍼선은 기판 위에 두었습니다. (노란색 래핑와이어 보이시죠?)
하여간 무지하게 만들기 어렵습니다.
납땜 개소만 300여군데가 될 것입니다.

제가 만들어본 앰프들 중 다른 것들과는 비교하기 어려울 정도의 작업량입니다.
한편, 여기서 전원부는 만들지 않았는데 그것까지 만든다면 정말 장난 아닙니다.
비록 제가 이렇게 [제작법]이랍시고 글은 쓰지만,
혹시 만드시려는 분들께 정보가 되고자 쓰는 것이지,
이 앰프를 "펌프"하려는 의도는 전혀 아닙니다.
오히려 조금 말리고 싶습니다. (말린다고 해서 제가 이 앰프가 마음에 안 든다는 것은 전혀 아님)
하긴 이렇게 누가 만들었다는 것 자체가 펌프지만요. ㅠ.ㅠ


제작시 참고 사항
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(1)
원래 권장 전원은 +/-16V 입니다.
저는 그냥 제가 가지고 있는 정전압 양전원 공급장치를 이용했습니다.
이 공급장치는 적은 부하에서는 +/-16V 까지도 출력되지만 Gilmore 앰프는 보기엔 방열판도 없어서 전류가 많이 흐르지 않을 것 같지만 TR도 대단히 뜨거워지고 전류소모가 상당히 많습니다.
그래서 제 전원공급기로는 이 정도의 전류량에서 안정적으로 공급되려면 +/-12V 밖에 유지할 수 없어서 지금 현재는 그냥 +/-12V로 듣고 있습니다.
길씨 아저씨가 알면 화내겠지만, 뭐 저는 전압변화에 따른 음질 차이도 모르겠네요.
(약간의 리플이 있긴 하지만 제가 사용한 양전원 장치를 물리면 14.6V 까지는 출력됩니다. 이것과의 비교입니다.)
한편 소비전류는 처음 켤때 보다 충분히 앰프가 열이 올랐을때에 15%~20% 높은 값을 가지더군요.
물론 입력 전압이 높을수록 전류도 높구요.
원문에 의하면 +/-16V 입력시 제 예상에 한 채널당 65~85mA 정도 나올 것 같습니다.
그러나 제가 만든 것은 +/-12V 입력에서도 한 채널당 95mA(충분히 달아 오른 상태)라는 상당히 큰 값을 나타냅니다. 특히 채널당 8개가 모여있는 TR 각각이 약 18~20mA 정도씩이나 소모하네요.
이러하니 TR이고 저항이고 기판 전체까 뜨끈 뜨끈합니다. 특히 TR 들은 손을 대지 못할 정도입니다만 TR이 아주 뜨거워도 최대온도 아래이니 방열판 안 달았다고 너무 걱정하지 않으셔도 됩니다.

(2)
원문에선 2SC1815와 2SA1015를 선별해서 사용하라고 나와있습니다.
즉 원문에서의 Figure 4 와 같이 구성하여 전압이 적정 범위에 나오는 놈을 골라서 쓰라고 되어 있네요.
그러나 제가 직접 대여섯개의 위 TR들을 측정해 본 결과 어느놈도 길씨 아저씨가 말하는 범위에 있지 않았습니다.
제 측정값은 2SC1815가 12.1V, 2SA1015가 4.05V로 나왔는데 측정시마다 TR들이 거의 편차없이(+/-0.05V 이내) 일정한 값을 보였습니다.
즉, 제가 구입한 각 40여개씩 되는 TR로도 선별이 불가능할 것이 확실하므로 그냥 썼습니다.

(3)
원문의 회로에서는 증폭률이 대단히 높습니다.
그래서 일반적인 저 임피던스 헤드폰에서는 음량이 너무 큽니다.
저는 실제로 증폭률을 크게 낮추어 만들었는데 만약 저처럼 증폭률을 낮추고 싶으시면,
위 실체배선도에서 노란색으로 그린 1K 저항값을 크게(최대는 10K옴까지) 하여 주시면 됩니다. 저는 7K를 썼습니다.

(4)
LED는 1.5mA를 흘려줄 때 전압강하가 1.6V 정도가 나오는 놈을 선별하여 사용하라고 되어 있습니다.
그러나 실제로 1.6V 짜리 LED는 못구할 것 같습니다.
대부분의 일반 LED가 이런 전류량하에서는 1.85V 내외입니다.
저는 가지고 있는 LED 여러종류를 측정해 보고 가장 낮은 놈으로 골랐습니다.
가장 낮은 놈으로 해봐야 1.77V 정도밖에 안 나오는군요.
그런데 이 LED의 목적은 CCS(Constant Current Source)를 2mA로 구현하기 위한 놈이므로,
원래는 (1.6V-0.6V)/500옴=0.002A 이렇게해서 값이 나오게 됩니다.
그러므로 일반적인 LED 전압강하를 1.8V라고 놓으면 500옴 저항을 600옴으로 바꾸면 원하는 값을 얻을 수 있습니다. 즉, (1.6V-0.6V)/600옴=0.002A

(5)
이 앰프는 서보회로에 의해 출력단의 DC 성분을 없애줍니다.
그런데 맞는 것인지 모르겠지만 이 부분이 앰프를 켜자마자 완벽하게 동작하는 것이 아니라,
시간을 두고 조금씩 DC 출력을 감소시켜 가는 것 같습니다.
즉 처음 켤때는 왼쪽 2~3mV, 오른쪽 11~12mV 정도 나오다가,
5~10분정도 계속 틀어 놓으니 양쪽 모두 1mV 근처에서 검출되는군요. 훨씬 오래두면 0mV로 가고요.
하여간 이 부분 때문에 제가 잘 몰라서 상당히 고전했습니다.
지금도 이렇게 시간이 필요한 것인지에 대해선 잘 모릅니다.
하지만 서보가 너무 빨리 동작한다면 소리중의 저음 부분을 DC로 인식하여 잡아먹을 수가 있다고 하는군요. 그래서 DC 서보 자체를 싫어하는 사람들도 많은 것 같고...
이런 이야기를 들으니 시간이 많이 걸리는 것이 오히려 더 마음에 듭니다.

(6)
LED 불빛은 매우 희미합니다. LED로는 불과 1~2mA 밖에 흐르지 않거든요.

(7)
Szekeres 만큼 심하지는 않지만, 이놈도 켤때와 끌때 퍽(또는 빡)하는 소리가 거슬릴 정도로 납니다. 그러나 볼륨을 최소로 줄이면 소리가 나지 않습니다.
특히 끌때 나는 빡소리는 몹시 거슬리는데, 이것 역시 Szekeres 처럼 전원단마다 470uF/25V를 하나씩 달았더니 끌때 소리는 거의 줄었는데 켤때 소리는 많이 줄지 않아서 조금 거슬렸습니다. 그래서 1000uF/25V로 바꿨더니 켤때 소리도 많이 줄게 되었습니다. 한편 이것은 미관 및 장소협소 문제로 배때기에 설치되었는데 나중에 설치한 것이라 위의 배때기 사진엔 나타나 있지 않습니다.

(8) 전원 전압에 따른 음질변화
+/-14V vs. +/-12V : 차이를 전혀 못 느꼈습니다.
+/-12V vs. +/-9V : 확신할 순 없지만 차이를 느끼기 힘들었습니다.
+/9V vs. +/-6V : 차이가 많이 납니다. +/-6V에서 소리가 퍼집니다.


감상
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지금 만들자 마자 쓰는 것이라 거의 못들어 보았습니다.
그리고 감상다운 감상을 쓰려면 최소한 1주일 이상은 들어봐야 할 것 같습니다.
그냥 첫 인상으로는 소리가 투박하고 시원시원하다는 것입니다.
나중에 좀 들어보고 감상을 다시 소개하도록 하지요.
어차피 제 [12종 앰프 소감]도 [13종 앰프 소감]으로 바꿔야 하니까요...

하여간, 해외에선 뭐 하나 만들거나 작은 부품만 하나 바꾸고도,
뭐뭐에 비해 놀라울 만큼 소리가 좋아졌다고 표현하는데 저로서는 참으로 와닿지 않는 부분입니다.
이런 일은 앞으로 제게는 생기지 않을 것 같습니다.

지금 하늘 높은줄 모르고 최고의 위용을 자랑하는 META42 마저도,
가볍게 누른 것처럼 이야기를 하는 이 Gilmore 앰프도 왜 제게는 다 그놈이 그놈으로 들리는 것일까요?
사실은 차이자체를 느끼기도 힘들지경이니 짜증까지 납니다. 원인모를 배신감도 좀 느끼고...

그럼
즐음, 즐자작 되시길...

하스 만세 !!!
길모어 만세 !!!

*** 추가 ***
저도 원문의 PCB Artwork를 보고 위 실체배선도로 옮겨 그린 것이나 크게 다르지 않지만,
제가 그린 위 실체배선도를 또한 절대적으로 참고하여 만든 인쇄기판으로 해외에선 판매도 하는군요.
뭐 제이름은 언급도 되지 않았지만, 흐뭇한 기분이 듭니다.
아래는 그 인쇄기판 소개의 링크입니다. 보세요. 거의 똑같죠?


http://headwize.com/ubb/showpage.php?fnum=3&tid=3162&fdays=20&stime=0

한편, 제작자의 판매 홈페이지는 다음과 같습니다.

http://64.124.162.30/products.shtml

엄청난 펌프성 글이 적혀 있군요.
최고의 Solid-State 헤드폰 앰프라는 둥, 최후의 헤드폰 앰프가 될 것이라는 둥...

*** 추가(DC 출력관련) ***
처음 켜자마자는 DC서보가 작동하지 않으므로 OPamp를 뺀 경우와 DC값이 같이 나왔습니다.
이 앰프에선 OP끼고 좀 지나야 DC 값이 사라집니다. 어쨌든 사라지므로 동작은 하는 것이 맞겠지만 정말 문제가 있는건지 모르겠네요.  
제 판단은 이렇습니다. 원문에서처럼 이 앰프는 부품만 정확하게 사용하면 DC 서보가 필요없다고 합니다. 즉, 원래 DC값이 작다고 볼 수 있습니다. 그러므로 원래도 미미한데 빠른속도로 없애서 DC 서보가 저음을 잡아먹는다는 꿀꿀함을 느끼기 보다는 가능하면 천천히 작동시키는 것이 아닐까 합니다. 그래서 0.05Hz라는 값을 얻었는지도 모르고요.  한편 제것을 자세히 측정해 보니, 최초:13.3mV, 1분경:10.1mV, 2분경:7.4mV, 5분경: 0.5~2.0mV 사이에서 움직임, 7분경: 0.3~1.5mV 사이에서 움직임. 이후는 측정하지 않았습니다.

하여간 이것이 제가 현재의 상태를 합리화하고 있는 해석입니다. 저야 뭐 배경지식이 없으니 그냥 말도 안되는 착각일지도 몰라요. 퍽~