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서음전자 ST-4120 아날로그 튜너 (5), Self Harmonic에 대한 상상

글쓴이 : SOONDORI

무엇 때문에 종단 앰프에서 셀프 고조파(Harmonic)가 생성되는지에 대해 궁리해보았다. 이후 DIY 보드 관찰에 있어서, ST-4120의 상태가 일종의 완결체 레퍼런스가 될 것인지라…뭘 알아야 면장을 해 먹는다.

* 관련 글 : 서음전자 ST-4120 아날로그 튜너 (4), 종단 앰프 살펴보기

■ Diarlington氏와 Sziklai氏

아래 그림 1열은 미국인 다알링턴 씨(Sidney Darlington, 1906~1997)의 이름을 딴, 앰프 끝자락에서 흔히 보는 Darlington 접속. 2열은 헝가리 이민자인 미국인 씨클라이 씨(George Sziklai, 1909~1998)의, 생각을 약간 달리한 Sziklai Pair 접속(=또는 컴플리멘터리 다알링턴턴)이다. 겹으로 트랜지스터가 출연하니 Gain은 곱하기로 높아지고 전류 우선, 파워 우선에 뭐가 어쩌고저쩌고…

아휴~ DIY族 입장에서는 고감도 단일 트랜지스터로 해석하면 그만.

(점선 표시 저항은 앞쪽 트랜지스터 누설 전류가 뒤쪽에 주는 영향을 차단하는 용도. (내용 추가) 그러니까… 앞쪽 Off시 뒤쪽 베이스~이미터 극 판 내 충전 전하를 빠르게 빼낸다. 옵션 사항. 출처 및 글 열람 : https://www.electronics-tutorials.ws/transistor/darlington-transistor.html)

2열 우측 PNP-NPN 결속을 ST-4120 회로에 투영해보면… R7을 제외하고는 PNP-NPN 결합형 그래서 단독 PNP 트랜지스터와 같은 씨클라이-페어.

아래에서, 씨클라이 접속이 다알링턴 접속에 비해 상대적으로 선형성 우위가 있더라는 어떤 분의 실험 결과가 있어서 가져왔다. 몇 프로든 높은 선형성은 곧 낮은 왜율.

(출처 및 글 열람 : https://sound-au.com/articles/cmpd-vs-darl.htm)

다 좋은데 그래서 뭘? 별것 없음. 그냥 (어떤 분의 말씀을 기준으로) “서음전자 설계자가 좋은 회로를 쓰려고 노력했다~” 정도로 치부.

(시간 흐른 후)

■ 다른 튜너의 회로

다음은 HA1223W TOKO KB447 IC(윤*덕 님 지적에 따라 정정)를 쓰고 THD 0.8%@Wide/Stereo, 0.05%@Mono인 Marantz ST-54의 종단 앰프.

MPX IC #4 → 0.47uF 커플링 → 10K오움 → 1500pF 연결 포인트 → 10K오움 → Q303 베이스 → Sziklai Pair 구조. 그런데 ‘라디오뮤지엄’ 기표 자료 기준 스테레오 Wide Mode에서 0.8%라고? 여기는 또, 왜 높은지?

한편, ST-4120에서는 위와 다르게 커플링 커패시터 없이 MPX IC OUT~포스트 앰프 IN을 직결하고 있다. 내용은 윤*덕 님 회로도와 같음.

없다고 한들 뭘 빼 먹고 벌자는 마인드가 아니었을 것이니 셀프 하모닉의 원인이라고 보기는 어렵겠다.

(▲ 참고 : 직결형 Nikko Gamma 튜너. THD 0.3%@Stereo 이하)

(▲ 참고 : HA1196 MPX를 썼지만, 직결형에 완벽한 Sziklai Pair 구조를 취한 Sansui TU-717 튜너. THD 0.07%@1Khz/Stereo)

다들 정보 생략을 많이 하니까 단일 척도로 비교하기 어렵고 뭐가 뭔지 잘 모르겠음. 그냥 이쯤에서 언급해두기로, 직관으로는 “누구냐 넌!” 0.5%@Mono가 회로나 부품 때문은 아니고…

(시간 흐른 후)

■ 보이지 않던 것의 확대 가능성

위 트랜지스터 겹치기 방식에 있어서 Total Gain이 무엇과 무엇의 곱하기니까 혹시 MPX IC 출력에 있던 아주 작은, 너무 작아서 오실로스코프의 간단한 FFT 기능이나 용도가 전혀 다른 Wave Spectra로는 측정하기 어려운 것이 갑자기 거대하게 증폭된 것은 아닐까?

글쎄요. 다른 비교 튜너의 스펙을 보면 그럴 가능성은 낮아 보인다. 아니면 타 튜너의 회로 어딘가에서 고의적으로 정리되거나.

■ 입력 대 출력 과포화 가능성

진작에 튜너 소리가 크다는 점에 착안한 과포화 우려가 있었다. 예를 들어 과하다 싶은 1.25V_RMS에 비하여 Nikko Gamma는 0.7V, 아큐페이즈 T-100는 2.0V, 막연히 기억하는 바는 1V 이하?

그래서 MPX IC 출력을 상징하는 VG1(=가상 신호발생기) 신호 강도 대 Post Amp.의 반응을 테스트해보았다.

(▲ VG1 = 500mV, 하모닉 많음. FFT 시뮬레이션 값 11.066%)

(▲ VG1 = 50mV, 하모닉 감소. FFT 시뮬레이션 값 1.4634%)

(▲ VG1 = 5mV, 하모닉 최소. FFT 시뮬레이션 값 1.3278%. 이상에서 TINA의 2N2605 NPN은 대충 넣은 것이라 전체가 현물과 같다고 보면 안 된다. 그저… 감소 추세가 그렇다는 것)

(한참의 시간이 흐른 후)

흔하디흔한 클리핑 왜곡 등 세상의 다양한 사례가 있는 만큼, “입력이 과하면 하모닉이 증가하고 과하지 않으면 하모닉이 그럭저럭이다”

이게 가장 쉽고 그럴듯한 설명이자 실마리일 것인데… 눈초리를 그쪽으로 돌리고 예정대로 HA1223W DIY 보드를 관찰하기로 한다. 다음 글에서…

* 관련 글 : 튜너 동호인의 DIY MPX 보드 (3), 바통 넘김

 

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