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출력 음에 종속된 '릴레이 널 뛰기 현상'에 대한 의견

작성자
SOONDORI
작성일
2020-07-11 02:52
조회
167
먼저... 위 제목이 언급하는 '출력 음=소리'에는 두 가지 요소가 있습니다.

하나는 크기, 다른 하나는 주파수. 예를 들어 볼륨을 키우거나 줄이는 게 다르고 또는... 같은 음반에 여성 보컬이 노래하느냐 저역 중심 콘트라베이스가 연주되느냐에 따라 앰프 반응이 달라진다고 가정합니다.  (뭐... 김정근 님의 9030에서는 그런 차이겠지요?)



이하에서... 제가 회로를 잘 아는 것 아닙니다. 오해 없으시면 좋겠습니다. 그냥 관념적 이해로, 인지되는 대로 분해를 해보는 것입니다.

스피커 출력점 이후 회로를 3개 영역으로 분리해보면...

○ 소리 강도와 정보 Pick Up

앰프 입력에 1Khz 싸인파를 주입하면 적당히 증폭되고 높낮이 커진 1Khz 싸인파가 스피커 중성점에 시현될 것입니다. 여기서 "주파수는 달라지지 않고 세기(높낮이의 크기)만 달라졌습니다."

그 과정에서 0.39오움 양 단 전압은, V = R × I 공식에 따라 어떤 값이 나올 것입니다. 그것은 입력 싸인파 즉, +, - 값이 변화하는 신호에 종속된 +, - 전압일 것이고요. 그것을 다이오드로 반파 정류하면 양(+)의 값만 갖는 싸인파가 될 것입니다. A-포인트와 B-포인트 전압은 서로 약간 다르겠지요. 단, 양자 다 싸인파 양의 값만 취했고 파형 등락이 있다는 점은 같습니다.



다시 이야기하자면..
1) A와 B는 반파 싸인파에 해당하는 양의 전압 값을 갖는다
2) 0.39오움 때문에 양 자 사이에 약간의 전압 차가 있다
3) 그 '약간의 전압 차'는 볼륨을 돌려 소리를 키우면 그에 따라 커진다
4) 어떤 경우든 양자 반파의 주기는 완벽히 같다. 그런 정도로 정의를 해두고요

○ Pick Up 신호와 아날로그적 판단

이제 OP. AMP가 배치된 보호회로 쪽으로 가보면... 우선 2차 가공된 A와 B가 OP.AMP들 조합된 회로로 전달됩니다. 와중에 A는 저항들 그리고 15V 레귤레이터 전압의 조합에 의한 어떤 값으로 수정된니다. 분압기에 의해 조정되고요. 그게 뭔지는 정확히 잘 모르니까 그냥 심플하게 [수정된 A'], [B]가 다음 회로로 넘어 간다고 상상하겠습니다.



○ OP.AMP 회로, 마이컴, 기타 변수들의 조합과 판단

[수정된 A'], [B] 두 개가 [아날로그 비교/판단]으로 임의 정의한 영역으로 가서 어떤 처리가 이루어질 것입니다. 그 처리 결과는 어떤 기준 값에 대해서 허용할 만큼의 부하이거나 도저히 그럴 수 없는 부하이거나 둘 중 하나가 되겠습니다.

구조가 복잡하여 OP.AMP들의 밑바닥 해석까지는 어려우니 패스하고... 여차 저차 아래 OP.AMP 중심의 아날로그 회로가 Overload 상태라고 판단하면 (예)IC 710이 어떤 작용을 하는 전압 값(=제어신호)을 내보내고 그것이 마이크로 컨트롤로가 제어하고 있던 릴레이 드라이버 를 가로채기식으로 직접 통제하게 되는 것이지요.



○ 다 좋은데 왜 소리의 속성에 반응하는가?

여기서, 문제 현상은 곧 "IC710이 너무 빈번하게 릴레이를 On/Off 시키고 있다"가 될 것입니다. 그러면 왜? 무엇이? IC 710을 그렇게 자꾸 귀찮게 하는가라는 질문이 나오게 되는데요.

처음에는 CNT703 콘넥터 불량으로 모종의 오류가 입력되는 것을 상상했습니다만 이제는 그런 문제가 없다고 보면... 저 OP.AMP 중심 연산회로가 오작동하는 것이 됩니다.

오작동의 배경은 아래 그림에서,



1) Jumper 불량, 냉땜 등에 의한 돌발적인 Peak Noise가 생기고 [수정된 A'], [B]를 제대로 인식하지 못한다
2) [수정된 A'], [B]에 담긴 '주파수'가 의도치 않은 어떤 변수로 작용한다.
3) [수정된 A'], [B]의 등락 크기 즉, 세기가 의도치 않은 어떤 변수로 작용한다.

이 세 가지가 있을 것 같습니다.  1)은 그냥 상상하는 모든 게 될 수 있겠고 2)와 3)은... 다음과 같은 논리로 영향을 줄 수 있다고 봅니다.

순간적으로 급격하게 변하는 앰프 출력 신호에 보호회로가 무조건적으로 매우 기민하게 반응한다는 것이 오히려 이상하다. 그럴 이유가 없다. 천천히, 부드럽게, 보수적으로 반응하도록 Smoothing하는 기능을 부여한다. 시간지연, Damping 등 여하한 기능을 수행하는 회로를 OP.AMP 주변에 배치한다.

비싼 부품 쓰는 것 부담스러우니까 C(커패시터), R(저항)으로 둔감형 필터회로를 구성하고 그 값을 비교/판단을 하는 OP.AMP 입력으로 한다.  

관련된 R이나 C 부품 자체가 불량이라면 예의 Smoothing은 커녕 신호의 속성(세기와 주파수)에 이상하게, 엉망으로 반응하거나 그 자체로 뭔지 모를 문제 신호를 만들어내거나 1)항과 같은 Peak Noise를 제대로 제거하지 못하거나... 괜한 오작동을 만들어 낼 수도 있다.

말이 걷잡을 수 없이 길어집니다. 다시 확 줄이자면...

"보호회로 내 필터 회로가 무시해야 하는 것을 무시하지 못하면 최종 비교기 OP.AMP가  재생 음의 1) 주파수와 2) 세기에 너무 민감하게 반응하고 그에 따라 아날로그적 판단 불가 상태가 되면서 릴레이 널 뛰기 현상이 발생한다"

추정 원인은 1) 냉땜과 Jumper 불량, 2) 출력라인에 연결된 IN4148 다이오드 망실(=무조건 양의 값이 나와야 합니다), 3) 일감 말라버린 커패시터, 4) 겉은 멀쩡하나 속은 썩은 저항, 5) 마지막에는 오락가락하는 OP.AMP 정도가 아닐까 싶습니다. 그래서 우선, 보호회로에 있는 커패시터들... 언제나 불안불안한 그 부품들이 전량 신품으로 교체되었는지를 묻는 메일을 보냈던 것이죠.

 
전체 6

  • 2020-07-11 16:46

    상세한 설명 감사합니다.
    스피커 보호회로 자체를 분리하기가 쉽지 않으니 ,
    출력라인의 1n4148을 모두 교체해 보고(15점 정도),LM324 교체,Q707를 교체해 보겠습니다.


  • 2020-07-12 16:05

    당일 혹시나 하고 3웨이 ISP104R에 붙혀 보았습니다.
    조건은 같은 조건하에 입력 소스 최대 ㅎㅎ
    신기하게도 릴레이가 정상동작합니다.
    몇번을 돌려도 그렇습니다 .
    혹시 릴레이 떨어지는 그 스피커의 네트웨크로 문제가 되지 않았나 생각해 봅니다.
    아니면 선재문제?(저도 선재는 늘 비슷하고 접합물이 문제라 생각합니다.)

    어느 카페에 9030R에 관해 글을 올린것을 보았는데 같은 현상인데 A/S기사가 와서 테스트한것이
    볼륨최대로 올리고 무언가 테스트를 하고 정상 판정을 내렸다 하더라구요.
    만약 이 현상이 많았다면 질문글에 도배를 했을텐데 ?
    특정 스피커에 대해 매칭문제가 아닐까 생각도 해봅니다.
    사진은 스피커 카페에서 공제했던 40.2의 네트워크와 스피커 사진입니다.

    20170731_153159.jpg

    첨부파일 : 20170708_151433.jpg


  • 2020-07-12 16:52

    공제 스피커는 헤베스 비슷하게 생겼군요. ^^

    저는...

    인켈이 플래그-쉽 모델을 개발하면서 나름 잘 하는 엔지니어들 투입했을 것이고 그들이 크게 실수했을 것 같지 않다고 생각합니다. 또... 스피커 보호 회로가 대단히 특이하고 설계가 어려운 것도 아니고 해서요.

    그리고 일반 앰프에서 통상 임피던스 4~16오움 범위를 수용하니까 스피커가 20~20Khz 전 대역에 걸처 최저 임피던스가 4오움 이상(여유도 고려하면 2오움까지?)이면 문제가 생기지 않는 게 맞겠지요. (스피커 공칭 임피던스는 주파수-임피던스 곡선의 최저치로 표기)

    혹시나 쥐어짜기식 상상으로서 동작 중인 스피커의 어떤 기전력이 스피커 터미널을 역으로 타고 들어와 출력라인에 100K오움을 연결된 라인으로 건너가고 그것이 OP.AMP 입력으로 들어가는 경우라면... 모르겠습니다. 가능성은 별로...

    --

    이제까지 이야기 나누었던 부분들에 전혀 이상이 없다를 가정하는... 좀 어거지식 상상을 해보았습니다. 아래 회로를 보시면,

    보라색 마킹 부품들은 수W 짜리 메탈필름저항입니다. 누군가 실수로 무지막지하게 앰프를 구동한 적 있었고 릴레이 OFF 전, 우연히 보라색 중 하나에 문제가 생겼다면 또는 그냥 부품 품질 문제로 자연스럽게 망가진 것이라면...

    예를 들어 10오움 두 개가 병렬 연결된 부분에서 어떤 이유로든 하나가 끊어졌고 설계치 10오움/2=5오움이 아니라 그냥 10오움이 되었다면... 그런 식으로 인켈 설계자들이 고려하지 않았고 사용자의 과실로 봄이 합당한 어떤 환경의 변화가 생겼다면... 공제 스피커, 기타 스피커 등에 따라 뭔가 반응이 달라질 수도 있을까?

    ....... 그런 어거지 상상을 해보았습니다.

    말 나온 김에 혹시... 이야기 나누었던 커패시터 내압 검토와 함께 저 10오움/2W 두 개 병렬 연결된 부분들... L, R 모두 검사를 해보시면 어떨까요? 하다못해 헤드폰 보드를 분리해보고 반응을 본다거나..

    AX-9030R-impedance.jpg


  • 2020-07-12 17:52

    네~
    하베스 복각이라고 하는듯 합니다.
    이 모델의 하베스는 수백만원 하는듯 해서 ㅎㅎ
    이걸 많이 공제에 참여했던것으로 압니다.
    콘덴서는 회로도에는 47uf, 부품도에는 220uf, 실장은 470uf로 되어 있습니다.
    출고되면서 계속 변경이 있었던것 같습니다.
    저항을 한번 교체해 보겠습니다.
    출력단에 있으니 혹독한 과정을 지났고, 세월에 따라 변화가 생겼을 가능성도 높습니다.
    릴레이 날뛰는 현상이 매우 적은것은 이 앰프로 비싼 스피커?나 특이한 스피커에 연결이 거의
    없을거라 생각이 듭니다.
    중고업자 매장에 가도 스피커는 거의 ㅎㅎ
    인켈을 쓰고 있으니 말이죠,
    그들 말로는 그런경우는 거의 보질 못했다?는 말이기에 그렇습니다.
    저 말고도 실용오디오란 카페에 보면 이런증상을 올린이는 딱 1명이었는데 ,
    그도 인켈이 아닌 다른 스피커을 언급했으니 그런 생각이 많이 듭니다.
    사진은 isp104r 이고 출력에 레벨메타가 달려있는데 최대치까지 올라갔는데
    릴레이는 조용합니다.

    KakaoTalk_20200712_154911910.jpg

    첨부파일 : KakaoTalk_20200712_154911910_02.jpg


  • 2020-07-12 18:53

    아?
    인켈 ISP 104R 스피커에서는 아무 문제가 없다는 것인가요? 그게 표준이라고 보면... 풀레인지에서 정상, [어떤 스피커]에서 널 뛰기. 거참... 이상한 일이군요. 이런 조건이면 [어떤 스피커 대 AX-9030]에 뭔가 부조화가 있다는 뜻이기도 한데요.

    실용오디오에 있다는 글을 한번 찾아보겠습니다.


  • 2020-07-12 20:39

    스치는 생각들이...

    1.
    이제까지의 대화에서 확인하지 못한 것은... 한 번 언급이 되었던 듯한데요.

    부하가 있는 조건 그러니까 10오움 저항 그리고 문제 스피커 연결된 상태에서 각 채널별 DC Offset 전압은 얼마입니까? 프로브를 흑~적 물리고 보면 되는... 그 수치는요?

    2.
    문제가 되는 그 스피커에 대해서, 터미널 기준 DC 저항은 얼마입니까?


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