프리앰프던 파워앰프건 동일하다고 보시면됩니다. 가지고 노는 전압 단계만 틀릴뿐입니다.
1. 앰프 증폭방식
앰프 증폭 방식은 여러가지로 나뉘는데
CLASS-A, CLASS-AB , CLASS-D 등등 회로 방식에 따라 나뉘기도 하고,(증폭방식)
진공관, 트랜지스터, FET(트랜지스터지만 진공관 같은) 방식으로 또 나뉘기도 합니다.
이론적인 부분으로 먼저 정의 하자면
CLASS-A 방식은, 높은 BIAS 전압을 걸어서 파형에 강한 전압을 걸어서 들어올린후에, 증폭하고, 다시 트랜스 포머로 감압을 하는 방식입니다. 파형을 들어올리는 이유는, – 쪽에 있는 파형을 증폭할수 없는 회로의 한계 때문일지도 모르겠습니다만,
이방식이 가장 음질이 우수하고, 원래의 소리를 그대로 증폭합니다.하지만 BIAS 전압의 한계치까지 증폭을 하게 되면, 파형의 위 아래가 평탄해지면서 왜곡이 발생합니다.
CLASS-B 방식은, 0을 기준으로 파형을 위 , 아래 로 잘라내서, 위쪽은 그대로 증폭하고ㅡ 아래쪽은 + 방향으로 바꾼후 증폭하여, 다시 – 방향으로 방향을 바꾸고, 위와 아래를 다시 합쳐서 증폭해내는 방식입니다. 푸쉬풀, 스위칭 이라고 하는 방식입니다.
그러나 기기의 오차,및 아주 정확하게 파형을 합하지 못하기 때문에 파형이 교차하는 지점에서 아주 많은 왜곡이 발생합니다. 별로 좋지 못한 왜곡이죠.
CLASS-D 방식은 파형을 , 내부의 디지털 클럭을 이용하여, 세밀하게 FM 방식의 파형(프리퀀시 모듈레이션) 으로 변환한후, 그 파형을 증폭합니다.(이과정에서 높은 전압이 거의 필요가 없죠.)
그런후 그 파형을 다시 , AM 파형으로 다시 컨버팅 합니다.
하지만 이 방식은 아주 세밀한 파형(높은 고주파수)의 경우 표현이 힘들다는 단점이 있습니다.
이와 같이 세가지의 방식의 증폭방식에서 왜곡이란것이 발생하기 마련인데 일반적인 사인파를 기준으로 볼때
첫번쨰는 CLASS_A 는 BIAS 전압의 한계치로 인하여, 파형이 BIAS 의 한계에 맞닿으면 컴프레스 되는것같은 효과가 발생하여 , 결론적으로 파형이 뚱뚱해지면서 사각파형에 가까워 지는 형태로 왜곡됩니다.
사인파형은 아무런 배음성분이 없는 순수 정음인데, 사각파형은 이 파형에 특정 홀수와 짝수배의 배음들이 추가되면서 사각파형이 이루어 지게 됩니다. 완벽한 사각파형은 홀수배의 배음으로만 이루어지지만 , 증폭되는것이 완벽한 사각은 아니고, 뚱뚱한 식으로 증폭되기에 홀수, 짝수 배음이 섞이게 됩니다.
음악적으로 짝수배의 배음들은 주로 한옥타브 성분을 이루고 있는 경우가 많아 음악적으로 듣기 좋게 됩니다.
다음 그림은, 주파수 분석 그래프 입니다.FFT
220hz (라 음입니다.) 의 정현파를 CLASS_A 앰프에 입력했을떄 출력되는 배음들의 구성 성분들입니다.
원래의 사인파형인 220hz 외에도, 440hz(2배음),, 880hz(4배음), 등등 주로 짝수차 배음들이 많이 생성되고 있습니다.
CLASS-B 방식은 위아래의 파형이 서로 겹치는 부분에서 “짤림” 현상이 발생하여, 파형이 홀쭉해지고 삼각형 형태로 오목해지는 형태로 왜곡됩니다.
삼각형의 파형은 홀수배의 배음들이 일정한 비율로 추가되면서 삼각형으로 이루어지게 됩니다.
세번쨰는 CLASS_D 방식은 거의 왜곡이 없는 형태로, 증폭이 이루어집니다. (실제로 THD 가 매우 작습니다.)
하지만, 초 고역대는 표현이 잘 안되는 왜곡이 발생합니다.
만약, 높은 주파수의 사인파형이라면, 그냥 삼각형으로 표현될 가능성이 있습니다.
배음이 홀수배로 나오느냐 정수배로 나오느냐에 따라 결과 파형이 달라지는 부분은 다음글을 참고하시면 됩니다.
http://jazzbass.tistory.com/123
그래서 소위 말하는 진공관 앰프는 짝수차 배음이 많아서 소리가 좋게 들리고, 앰프 출력대비 소리가 크다(컴프레스 걸린듯한 효과 파형이 뚱뚱한 부분)이란 말이 있고
트랜지스터 앰프는 홀수배의 배음만 나오고 배음이 거의 없어 소리가 댐핑이 있고, 빡빡하다, 앰프가 고출력이야 한다 라는 말이 있습니다.
틀린말은 아닙니다. 왜냐하면, FET 라는 트랜지스터가 발명되기 전에는
CLASS-A 는 진공관으로만 구현할수 있었고, 트랜지스터 로는 CLASS-B 밖에 구현하지 못했기 때문입니다.
FET 라는 트랜지스터는 전계효과트랜지스터라고 하는 놈인데
진공관과 같은 방식으로 전기를 다루는 트랜지스터 입니다. 특성도 진공관과 거의 유사 합니다.
그래서, 요즈음에는 다시 이말을 고쳐써야 합니다.
CLASS_A FET => 음색에 힘이 실리고 음악적인 증폭이 되는 (배음성분에 옥타브가 많은)
CLASS_AB, B => 음악적인 증폭보다는 비 음악적인 왜곡이 많이 되는, 하지만 댐핑이 강한
다시말해 GAIN 이란것은, 파형에 없던 배음을 생성해 내는 과정, “이득” 이란게 맞는 말이고,
이런한 이득이 정말 원래 소리에 이득으로 작용하는지, 불이익으로 작용하는지 보아야 합니다.
출처: http://jazzbass.tistory.com/507 [정승환의 Jazzbass.tistory.com]