[2010] 월간지 오디오파일 9월호 기사

작성자 관리자 날짜 2006-05-14
제목 [2010] 월간지 오디오파일 9월호 기사
< AudioFeel Highdio 2010 E Class Digital Amp >
주목할 만한 디지털 전압 증폭단계에서의 물리 특성
<조동완 -본지 편집 위원>

앰프는 신호를 증폭하고 또 신호의 전력을 키우는 두 가지 기능을 갖고 있다. 전력은 에너지를 소비하는 문제이므로, 신호의 전력을 키우는 기능의 효율을 높이기 위한 연구들이 오랫동안 진행되어 왔다. 그래서 개발된 C급, D급, E급 아날로그 증폭기들은 음질을 따질 필요가 없는 통신용으로 쓰여 왔다.

신호의 형식이 아날로그에서 디지털로 바뀐 뒤로는 디지털 신호를 아날로그로 변환 후 증폭이 아닌 디지털 상태 그대로 증폭하려는 노력들을 하게 되었다. 이래서 등장하는 것이 디지털 앰프다.

디지털 앰프 역시 신호 전압 증폭과 전력 증폭이라는 두 가지 기능을 갖는다. 이 두 가지 기능 중에서 어느 한가지만을 수행하면 디지털 앰프라고 부르며, 두 가지 모두를 수행하는 것을 'Full Digital Amp' 라고도 한다.

아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 방법에는 여러 가지가 있으나 PCM이 대표적이다. 반면에 디지털 앰프로는 D급 스위칭 방식이 대표적이었으나, 국내의 한 엔지니어에 의해 E급 디지털 앰프가 개발되었다.

D급 스위칭 신호를 만드는 방법으로는 PWM(pulse Width Modulator)이 있다. PWM은 입력 신호를 고주파의 삼각파나 톱니파와 비교시켜서 얻는다. PWM신호는 출력 전압은 일정하지만 시간에 따라 펄스의 폭만 변동하는 모양을 갖는다. 이때 출력 전압은 공급 전압에 좌우되므로 공급 전압을 조절하여 증폭도 및 출력 전압의 크기를 조정하게 된다 원리는 수십 년 전부터 나온 것이나 오디오에 걸맞는 수준으로 실현시킨 것은 최근의 일이다. 현재 대규모 전자 회사와 반도체 회사에서 IC화된 PWM방식의 D급 디지털앰프는 디지털 신호를 그대로 입력으로 받을 수 있는 이점이 있다.

두개의 톱니파를 써서 두차레의 비교과정을 거쳐

이번에 국내의 한 엔지니어에 의해 고안되고 특허 출원 중에 있는 E급 디지털 앰프가 '오디오필(AudioFeel)' 이라는 상표명을 달고 완제품의 모습으로 우리 앞에 나타났다. 발명자 자신이 E급 디지털 앰프라고 이름 붙인 이 방식도 D급과 마찬가지로 톱니파를 쓴다. 다만 두 개의 톱니파를 써서 두 차례의 비교 과정을 거치는 것이 크게 다른 점이다.

1차 비교시의 출력은 D급과 같은 PWM신호로 된다. 이것을 one Shoot Vibrator를 통과시키면 펄스 열만 추출되고, 다시 2차 비교기를 통과시켜 E급 출력을 얻는다. 이 E급 신호가 아날로그 출력 단을 거쳐 LPF를 통과하면 아날로그 출력이 된다. 이 방식의 증폭 과정은 실제로는 2차 비교기에서 일어난다. 2차 비교기의 공급 전압에 따라 2차 비교기의 E급 출력 신호의 크기가 바뀌는 것이다.

현재 제품화된 앰프는 아날로그 입력 -> 디지털 전압 증폭 -> 아날로그 출력 단의 구조로 되어 있으나, 앞으로 신호 처리부가 디지털 IC화되면 이 방식 역시 디지털 입력을 그대로 받을 수 있을 것이다.

D급 디지털 앰프는 전력 출력 단까지 디지털화하거나, 출력 단 앞에서 LPF를 거치게 하여 아날로그 출력 단을 쓸 수 있는 가변성이 있다. 반면에 '오디오필' 의 E급 디지털 앰프는 출력 단까지 디지털화할 수는 없지만, 디지털 전압 증폭 단계에서의 물리 특성(신호대 잡음비, 왜율)을 D급보다 우수하게 할 수 있는 장점이 있다.

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< 리스닝 노트 >
고역의 선명한 해상도와 찌그러지지 않는 이미지가 좋아

몇몇 게러지 메이커의 쇼 룸에 가서 시청해본 인상은 자사제품을 돋보이기 위해 엄청난 노력을 들인다는 점이다. 예를 들어 몇 십만 원대 앰프를 수백만 원대의 CD플레이어나 스피커 그리고 초고급 케이블로 도배해 놓고 마치 모든 멋진 음색이 자사 제품의 공인양 말을 한다 어찌 보면 당연한 일일지도 모른다. 하지만 이번에 간 오디오필의 시청실은 의외였다, 흔한 음향판 하나 없고 모든 케이블은 전파상에서 파는 막선이었다. 게다가 10W 출력의 앰프에 묶여 있는 것은 다인오디오 오디언스 72. 아무리 오디언스가 다인오디오 중에 구동이 쉽다고 해도 출력을 꽤 잡아먹는 스피커 중 하나인데, 그러나 이 같은 열악한 상황에서 만들어 내는 소리는 못 들을 정도가 오히려 정상인데 의외의 소리를 내어 준다.

진공관적인 음색이라 들었는데 필자의 느낌은 오히려 반대로 스피디하고 엣지가 선 느낌. 그래서 그런지 고역이 쏘는 듯한 강렬한 인상을 주며 중, 저음부의 탄성은 가격대에선 훌륭한 편이다. 10W의 3극관 싱글 정도의 출력으로 완벽한 저역 구동은 힘이 들어 보인다. 소니를린스의 색소폰 콜러서스의(콤보)나 브루벡의 (타임아웃)등에서는 혼의 깊은 울림의 표현은 좀 러프한 면이 있지만 드럼의 비트는 굉장히 강렬했다. 이같이 중 저역대까지의 강한 이미지와는 달리 클래식의 대편성이나 오르간, 콘트라베이스 같은 소리는 출력의 한계를 드러낸다. 편성이 많은 교향악에서 고가기에 비하면 조금 혼탁한 면을 보이지만 바이올린의 독주가 강력하게 튀어나오는 부분이 인상적으로, 고역의 선명한 해상도와 찌그러지지 않는 이미지가 좋았다 쿤젤의 (그랜드 캐년) 조곡의 뒷 부분의 효과 음향은 지축을 흔드는 저역은 미진하지만 본 앰프와의 상성은 아주 좋았다 전반적으로 클래식보다는 팝 계열에 어울릴 듯 하고, 스피커 역시 오히려 스펜더나 하베스와 같은 영국풍 스피커를 울려 보면 색다른 맛이 나지 않을까 싶다.

새로운 기술로 만들어진 처녀작 앰프로, 또 상당히 저 가격대 모델임을 감안했을 때, 그리고 이 작품이 아직 미완이란 점을 고려한다면 앞으로 디지털을 통한 저가격대의 하이 퀄리티 앰프의 탄생을 기대해볼 만하다.

엔지니어 출신의 오디오 메이커는 초반에 고전을 한다. 오디오 메니어의 지갑을 열게 만드는 것이 무엇인지 모르기 때문일 것이다. 조금은 투박한 외형과 회로 외적인 면, 예를 들어 배선이나 단자 부품 등의 선별화가 이루어지지 않은 점 등등.... 하지만 열악한 청취 환경에서 오디오필 앰프가 만들어 내는 소리는 매우 가능성이 있어 보인다. 완성된 지 상당 기간 흘렀지만 제품화를 미루며 계속 개선을 위해 조언을 구하는 제작자의 모습을 볼 때 이 앰프가 시장에 나을 때면 지금보다 몰라보게 좋아진 명품이 탄생할 수도 있을 것 같은 느낌이 든다 (신우진)