제로 바이어스 211 A2 싱글 파워앰프

 

화려한 불빛이 아름다운 대형출력관 211 싱글앰프를 만들었습니다.
예전부터 211/845 싱글앰프는 한번 만들어보고 싶다는 생각은 있었지만 무엇보다 가장 큰 걸림돌은 1000V에 이르는 무시무시하게 높은 전압이었습니다. 위험성이 높아서 이번에 만들기전까지는 아쉽지만 제작대상에서 제외하고 있었습니다.

그러던중 어느날 장터에 올라온 211용 출력트랜스와 전원트랜스 세트가 눈에 들어왔습니다.
한눈에 봐도 몹시 낡아 보였으나 태창전자 제품이라서 출력트랜스라도 건저볼 생각에 바로 구입했습니다.
받아보니 3개 모두 114코어를 100mm나 적층해서 만든것이라 너무너무 무거웠습니다.
정확한 제원은 알길이 없어 측정할수 있는 값은 측정해서 찾고 나머지 값들은 추정해서 회로를 설계했습니다.

그런데 211용 치고는 전원트랜스 전압이 양파 420V밖에 안되어 의외였습니다. 아마도 배전압방식으로 평활회로를 구성하려고 했던것같아 보입니다. 이걸 어떻게 써먹을까 머리를 이리저리 굴리다가 문득 좋은 생각이 떠올랐습니다.

211은 A2급 증폭이 가능하니까 바이어스전압을 제로(0V)로 잡으면 그만큼 플레이트전압을 낮출수 있겠다 싶었습니다.
제로 바이어스로 동작시키면 고전압을 걸지 않고도 충분한 출력을 만들수 있게 됩니다.

추가) 나중에 깨달은 사실이지만 211의 출력을 최대로 뽑아 쓰기에는 이 방법이 가장 좋은 것이었습니다. 굳이 1000V는 필요도 없고 그렇게 해봐야 최대로 뽑을수 있는 출력의 절반만 뽑을수 있는것이었습니다.

데이터시트를 보고 의도한 동작점은 플레이트전압 460V, 플레이트전류 110mA, 바이어스전압 0V에서 17W였지만

구입한 211로는 플레이트전압 475V, 플레이트전류 83mA, 바이어스전압 0V, 5.7kohm 부하에서 13W의 출력이 나왔습니다. 데이터시트에는 1000V에서 12W가 나오는것으로 되어있는데 절반에 조금 못미치는 전압으로 오히려 조금 더 높은 출력을 만들어낸것에 만족합니다.

 

드라이브 진공관은 211의 그리드전류를 충분히 받아주면서 내전압이 높은 EL34로 선정했습니다.

드라이브단 공급전압을 출력관전원에서 저항으로 전압을 낮춰 써야해서 너무 많이 전압을 낮추면 저항발열이 지나치므로 내전압이 높은 관이 필요했습니다. EL34를 삼결하여 케소드팔로워해서 211을 구동합니다.
전압증폭관은 부드럽고 편한 음색을 가진 6SJ7이 담당합니다.

 

최종회로입니다. 초단부에 NFB를 적용하려다 취소한 흔적이 남아 있습니다.
바이어스용 전압은 -100V 이면 충분합니다. 전원트랜스를 그냥 써야해서 필요이상으로 낮습니다.

W표기없는 저항은 1/2W입니다. 1~3W 저항은 모두 3W로 통일해서 제작했습니다.

우드베이스는 자작나무합판을 재단해서 만들었습니다.
앰프 폭이 너무 큰것을 별로 좋아하지 않아서 적당한 크기로 만들려니 내부공간이 부족했습니다. 부품을 3차원으로 쌓아서 배치해야 했기에 우드베이스 높이를 120mm로 조금 높게 정했습니다. 만들고나니 100mm로 해도 충분했겠네요.
완성되고나면 너무너무 무거운 앰프가 될것이라 옮기기 쉽게 상판에 튼튼한 손잡이를 붙여 놨습니다.

텅스텐 필라멘트가 뿜어내는 눈부신 오렌지색 불빛이 화려합니다.
첫소리를 듣고 놀란것은 저음이었습니다. 으르렁대듯 강력한 저음입니다.
과장해서 말하면 마치 집이 흔들리는것 같습니다. 싱글인데 오히려 푸쉬풀 보다 더 강력한것 같습니다.

 

특성 측정 결과입니다.
최대출력 : 13W @ 1kHz, 8ohm, THD 5%
이득 : 25.2dB (18.1배)
잔류잡음 : 0.3mV 내외 (A보정)

주파수특성
1W : 20Hz~20kHz(-0.9 ~ -0.8dB), 10Hz~36kHz(-3dB) @8ohm

입력대 출력 특성

주파수대 왜율 특성

출력대 왜율 특성 @100Hz, 1kHz, 10kHz

 

스피커에서 나오는 소리를 녹음했습니다. 스피커는 노틸러스801 입니다.

 

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2024. 8

연초에 만들었던 211 싱글앰프의 출력관 필라멘트 전원이 빈약한것이 계속 마음에 걸렸습니다.
아무래도 안되겠다싶어 눈여겨뒀던 SMPS로 교체했습니다.
출력전압이 12V인데 조정폭에 여유가 있어 거의 10V로 조정 가능합니다.

교체후 211의 플레이트전류가 바이어스 0V 기준 83mA에서 100mA로 17mA 증가했습니다.
염려대로 필라멘트 공급전력이 충분하지 못했던것 같습니다. 
그런데 계측기를 걸어보니 뜻밖에도 왜율이 전보다 1.5배 이상 높아졌습니다.

괜히 쓸데없는 짓을 했다는 생각이 들었지만 막상 음악을 들어보니 대박입니다.
놀랍게도 소리가 훨씬 섬세하고 부드러워졌습니다.
전에는 쌉쌀한 음색때문에 클래식은 잘 듣지 않았는데 이제는 자연스럽게 손이 갑니다.
전혀 기대못한 변화인데 아주 흡족합니다. 뜻밖의 선물을 받은 기분입니다.
대신 강력했던 저음의 펀치력은 조금 얌전해진 느낌입니다.

최대출력은 조금 더 높아져 15W가 되었습니다.

 

스피커에서 나오는 소리를 녹음했습니다. 스피커는 노틸러스801 입니다.