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SMPS 노이즈 차단에 대한 가벼운 생각들

글쓴이 : SOONDORI

매우 작고 첨단 기능들 쓸어 담은 각종 디지털장치들에 대해 별 관심 없어서 무심히 지내던 중 문뜩, SMPS의 태생적 노이즈에 무방비로 노출된 경우, 그 노출을 막으려고 꽤 큰 돈을 추가 지출하는 경우가 있으리라는 상상을 해보았다. 이른 바 옥상옥에, 풀리지 않는 숙제에 골머리 앓는 구도.

그런 고민들의 배경에는 1) SMPS가 항상 내부발진을 전제로 동작한다는 기술적 맹점(심지어 MOSFET의 방열판이 RF 안테나처럼 작용한다), 2) 분명 겉은 멀쩡해도 속내 마구잡이식 제품들이 있고 소비자는 그것을 전혀 모른다는 점, 3) 디지털장치 어떤 품질의 SMPS 어댑터가 물리게 될 지 모른다는 점, 4) LED 램프용이 오디오용으로 쓰이거나, 5) 500원 차가 크다, 비용절감 우선주의 관행 등 몇 가지 은닉된 이슈들이 자리하고 있다.

물론…. 초크코일, 페리이트 비드 등 패시브 필터링 부품들로 실시간 스위칭 노이즈 제거하는 대책들이 SMPS 어댑터 안에 구현되어 있지만 잡음은 어떻게든 넘어온다. 그리고는 하다 하다 안되니까 “효능이 있다 카더라” 장치를 붙이기도 하는데, 예를 들어 표제부 사진의 제품과 같다.

[ 관련 글 ]
튜너와 노이즈-필터
정신없이 어수선한 AC 전원

영국 Abbingdon Music Research社 자회사인 IFI Audio 제품의 국내판매용 설명문을 읽어보면 OP.AMP를 이용하는 위상반전 후 상쇄 즉, ANC 기술과 무엇인지 모를 어떤 것을 이용해서 20~20Khz 구간에서 약 50dB(숫자를 키우기 위해 몇 배로 수치로 표기) 이상 노이즈 감소효과가 있다고 한다. 그게 12만 원이라…

그냥 넘어가려고 했는데… 정말로? 무엇을 기준으로? 그리고 어떤 조건에서? 모호하다. 아주 잘 만든 SMPS에 물리면 효과 미미할 것이고 특히 음 품질 개선에 직접적으로 기여할 바도 아닐 것이며 엉망인 SMPS에서라면 약간의 효과가 있을 수도 있고. 더하여, 어떤 논리적 상관관계로 소스기기 종단 음 품질에 무조건적인 영향을 주게 되는지는 설명이 없어서 갸우뚱.

그래서 답답함. 괜한 지출 막는 조금 더 안전하고 효과적인 방법은 없을까?

여러 개 디지털 소스장치들을 상시 쓰고 있다는 전제에서… 1) 열심히 Ultra Low Noise를 입중하는 고품질 SMPS 어댑터나 산업용 특수 SMPS 모듈을 찾는 방법, 2) 조금 더 간명하고 리니어 전원장치를 사용하는 방법, 3) 욕심을 더 내서 계측기 등급 전원공급장치를 쓰는 방법, 4) 이도 저도 아니라면… USB 전원형의 경우 최대한 큰 용량의 리튬이온 보조배터리들, 9~12V형의 경우 작은 스쿠터용 배터리를 사용하는 방법이 있겠다. (솔라패널 연결은 지나친 상상?)

(위 IFI사 Low Noise SMPS 제품 홍보자료에서 발췌. 그러므로… Generic SMPS 대 Linear Power의 수치비교가 더 중요하다. 출처 및 문서 열람 : 어댑터 종류별 노이즈 비교)

참고로… 불편하지만 완벽한 DC를 쓴다는 강점 강조되는 위 4항은 이미 몇 몇 하이엔드지향 프리앰프들에서 ‘건전지 잔뜩’ 전략으로 실현되었던 방법론.

(출처 : https://cdn.head-fi.org/a/5079749.jpg)

그나저나… 노이즈 저감책을 어댑터 제조사나 장치 제조사가 아닌 소비자가 심각하게 고민한다는 게 상당한 어불성설. 굳이 왜 소비자가? 재차 생각해도 너무 불공평하고 불합리한 고민이다. 그럼에도 해답은 없다. 제조 및 유통부문 디지털 세상이 일방적으로 그리 돌아가고 있으니까.

이상은, “SMPS 어댑터는 착상 자체가 오디오에  부적합하다”, “차라리 고답스럽게 보이는 리니어전원이 더 낫다”, “싸구려 SMPS 놓고 뭘 어쩌겠다고 고민하는 것보다는 아예 시선을 달리하여 비싼 것 사는 게 덜 피곤하다”를 주장하는 이의 글.


매우 즉흥적이고 어설픈 삼각파 스위칭 잔류물의 존재 증명. 오실로스코프 0.05V/5mS/AC mode 기준으로 간단히 관찰해보았다. (추후 다른 SMPS 파형들을 캡처, 추가하기로 한다)

(▲▼ 나름 품질 좋은 것, 최소한 합리적인 스탠더드로 간주할 수 있을 LG 모니터의 번들 어댑터. 내부에 필터가 있을 것임에도 여전히 아래와 같은 약간량 MOSFET 스위칭 잔류물들이 보인다는 점 강조)

(트랜스포머 + 브릿지 다이오드 + 2200uF + Regulator IC 조합한 간단한 DIY 리니어전원의 Ripple들. 위 두 비교 사진들에서 기타 노이즈들은 무시해도 좋음)

 

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