[2010] Highdio 2010 시청기 (스테레오뮤직 57호(7,8월호))

작성자 관리자 날짜 2006-05-14
제목 [2010] Highdio 2010 시청기 (스테레오뮤직 57호(7,8월호))
PICK-UP ( 평론가 : 이 영동)

제작사 : AUDIOFEEL
제품명 : HIGHDIO 2010 Class-E INTEGRATED AMP


디지털 증폭 인티 앰프에서 진공관의 맛을 느낀다

디지털 회로의 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있는 가운데 우리의 관심을 끌게 하는 디지털 증폭 방식의 새로운 제품이 오디오필(AudioFeel 진옥상 대표)에 의해 개발되었다. [Highdio 시리즈]의 인티그레이티드형 이라고 명명한 이 모델은 지난 5월 주성대학의 스피커음향기술혁신센터 주최 '제3회 음향기술 학술 발표대회'에서 처음 공개되어 화제가 된바 있다.

이영동

디지털 회로 방식의 기술은 포항공대의 오종훈교수가 (주)펄서스 테크놀러지사를 설립해 발표된 기술이 국내에 처음 소개되면서 학자들간에 본격적인 디지털 회로 설계가 지속적으로 연구되어 왔다. 이제 또 하나의 기술 제품이 엔지니어이자 오디오필사를 설립한 대표 진옥상에 의해 개발되어 화제가 되고 있다. 국내에서는 최초로 디지털 증폭방식(Class-E)이라고 한다.
우선 제품의 특징을 설계자로부터 직접 들어보고 작업 현장을 보기 위해 화곡 7동에 자라잡고 있는 오디오필사의 제조 현장을 방문했다. 깔끔하게 정돈되어 있는 이 곳에는 시스템 시청실을 갖춰놓고 음질 튜닝 작업이 진행중이었다.
Highdio 2010 Class-E 인티앰프는 혼 변조 찌그러짐이 없고 부궤환을 걸지 않고서도 큰 신호와 함께 포함된 미세한 신호까지도 빠짐없이 현장감 있는 소리를 재생시켜 줄 수 있다는 점을 설계 특징으로 들고있다.
예를 들어 대편성의 심포니와 같은 음악에서 찌그러짐과 사라짐 없이 각 악기의 음색을 또렷하고도 명료하게 재생, 원음 그대로를 재현시킨다는 것이다.
특히 앰프의 동작 스피드가 빠르기 때문에 타악기와 같은 드럼 세트 등의 악기 소리 재생에서도 생동감 있는 연주를 재생하면서도 아날로그적인 진공관 앰프의 음색을 표현한다는 설명이다.
우선 이곳 시청실에서 구성시켜 들어본 시스템은 2010 Class-E 인티그레이티드형 앰플리파이어에 프로그램 소스로 에이프릴 뮤직사 Stello CDA 200 CD 플레이어, 그리고 스피커 시스템은 덴마크 다인 오디오사의 모델 오디언스 72 마루형이다.
재생 음질은 아날로그적인 소리로서 전혀 디지털이란 생각이 들지 않았다. 특히 앰플리파이어 외형에서조차도 디지털이란 생각이 가는 부분은 찾아볼 수가 없다. 그뿐만 아니라 리어 패널쪽에도 디지털 관련 입출력 단자는 어느 곳을 살펴봐도 부착되어 있지 않다.
그리고 디지털 신호를 입력(동축단자)시켜 보면 깨끗하면서도 맑은 평탄한 재생 음질에 또 한번 관심을 갖게 된다. 이 시스템을 직접 평자의 시청실로 옮겨 실제적인 평가를 해보기로 했다.

디지털 회로에 의해 증폭하는 E급 증폭기(Class-E)를 사용

디자인으로서는 이렇다고 할 특징은 없다. 시스템의 실효 출력은 2채널에서 채널 당 10W이며 입력감도는 300mVrms, 입력 임피던스는20㏀, 노이즈 레벨은 -63㏈V 그리고 댐핑 팩터는 24(8Ω 부하시)로 되어 있다.
아연 컬러의 전면 패널 섀시 재질은 두랄루민을 가공해 만들었으며 전면 패널에는 톤 컨트롤이 없고 전원 스위치와 소스 셀렉터 그리고 볼륨 등이 전부다. 뒤쪽 패널에는 아날로그 레코드 출력단이 있고 입력단 소스에는 CD를 비롯해 튜너, AUX 1, 2가 있다.
이 AUX 입력 단자는 하이 레벨 수치로 AV시스템으로 사용 할 수 있게 했는데 또 하나 입력단은 포노단을 사용할 수 있게 배려되어 있다. 물론 포노단 AUX는 별도의 포노 전용 보드를 장착시켜야만 사용할 수 있다.
이번에는 내부 회로를 살펴보자. 마치 아날로그 PCB 보드를 보는 듯한 부품들로 가득 차 있다. 최근 대부분의 오디오 시스템을 살펴보면 트랜지스터를 기본으로 하거나, IC에 의하여 구성된 아날로그 증폭회로를 사용하고 있다. 오디오용 디지털 증폭기에는 현재 D급 증폭기를 많이 사용하고 있는데 진공관 증폭기의 특성과 같이 저 음역 재생 특성이 좋기 때문에 홈시어터용 서브 우퍼 회로에 많이 적용하고 있다.
하이디오 2010은 디지털 회로에 의하여 증폭하는 방법을 사용해 만든 설계로 하이파이 오디오 분야에서 디지털 증폭회로를 적용할 수 있는 가능성을 제시한 시제품이라고 생각이 든다. 증폭 부분을 보자.
평자 자신도 디지털 회로 설계 제품의 내부를 보고 이것이 어떻게 증폭되어 가는 과정인지 설명하기란 어렵다. 다시 설계자의 설명을 들어보자 디지털 설계 방식의 D급 증폭기는 일반적으로 PCM(Pulse Code Modulation)과 PWM(Pulse Width Modulation)방식을 사용하고 있다.
모델 2010은 클라스-E급 증폭 방식의 인티그레이티드형 앰플리파이어로 PWM 신호를 출력 레벨의 아날로그 신호로 직접 변환해서 이 증폭된 신호를 버퍼 앰프에서 전력 증폭 시켜준 후 이 신호가 스피커 시스템을 구동시켜 주는 방법이다.
일반적으로 디지털 방식에서 D급 증폭 방식은 전력효율이 좋고 저 비용이 요구되는 멀티 채널 증폭기, 홈시어터 앰플리파이어 그리고 포터블 앰플리파이어 등에 적용할 수 있다고 한다.
이 모델은 D급 증폭기보다 고주파 노이즈가 적으며 입력신호를 거의 그대로 유지하면서 원래의 음에 큰 손상을 주지 않으며 증폭할 수 있는 E급 디지털 증폭회로(Class-E)를 사용하고 있다.
E급 디지털 증폭 앰프는 통상적으로, 현재의 앰프에서 해결이 어려운 문제점을 쉽게 해결 할 수 있는 큰 특징을 가지고 있다. 즉 첫째, 증폭기의 리니어리티가 최대 출력신호의 피크 투 피크 전압 전 범위 내에서 양호하다는 것이다.
현재의 트랜지스터로 구성된 앰프 또는 트랜지스터를 기본 소자로 구성된 IC를 사용한 앰프는 트랜지스터 소자 자체의 비직선 특성에 의하여 찌그러짐이 발생하고 혼 변조에 의한 신호의 변형이 심하다.
그래서 통상적으로 부궤환을 걸어 직선성을 보상하고 있는데 부궤환에 의한 보상에는 한계가 있으며 근본적인 트랜지스터 자체의 비직선성 때문에 완벽할 수는 없게 된다. 이 비직선성에 의한 찌그러짐 현상의 예를 들면, 10의 크기로 연주하는 첼로와 3의 크기로 연주하는 바이올린이 동시에 연주될 때 두 악기의 합성음은 저음의 첼로 음의 파형을 따라 고음의 바이올린 음이 실리는 혼합 파형으로 되며, 이 혼합신호가 비직선 특성의 증폭회로를 통과하면 파형의 피크 부분에서 바이올린 음이 축소되거나 없어지는 현상이 발생하게 된다.
이러한 찌그러짐을 혼 변조 찌그러짐이라고 하는데 이렇게 증폭된 음을 들으면 첼로 음은 선명히 들리지만 바이올린 음은 선명하지 못하게 된다. 이 때문에 일부의 오디오에서는 심포니와 같은 대편성곡의 재현이 쉽지가 않은 것이 사실이다.
평자의 시청실의 매칭 시스템은 2010 Class-E 앰프에 에이프릴 뮤직사 Stello CDA 200 Special Edition CD 플레이어 시스템 그리고 영국 미션사의 2웨이 마루형 모델 m52와 마샬전자의 2웨이 방식의 모델 KSP-MK II이다.
빠른 템포의 Eddy Louiss가 연주하는 Le Retour De La Baleine Bleue란 곡에서 다이내믹하지는 못하지만 깨끗하고 정교한 스테레오 이미지를 들려준다. 이번에는 스피커 시스템 음질 체크용으로 만든 CD로 스트라빈스키의 Pulcinella Tarantella 그리고 하이든의 심포니 67번을 차례로 시청해 본다. 현의 움직임이 눈앞에 와있는 듯하다.
타악기에서도 자극적이지 않은 소리이다. 디지털 설계 방식의 인티형 앰프로서 이 정도라면 어느 정도 성공작이다. 전혀 잡음이 없게 만든 설계가 특징이다.
오케스트라와 클라리넷 합주가 연주되는 실황 녹음에서도 디지털이란 냄새가 전혀 없다. 가장 많이 듣고 있는 Janvier jones과 Gracie Susana의 여성 보컬에서도 좋았다. 또한 파카니니의 Sonata Concertata 연주에서도 그리고 넷 킹콜의 모나리자도 좋았다. 디지털 앰프이지만 안정감이 있다.
안소니 마이클슨이 연주한 모차르트의 클라리넷 협주곡 그리고 남성 보컬 Earl Grant가 부른 The End 등 서너 곡을 선정해 더 들어보았다. 북쉘프형인 마샬전자의 KSP-MK II가 더없이 아름답다.
이 앰프 시스템은 외형 디자인에서는 별다른 특징은 없지만 음질 재생에서는 합격점을 주고 싶다. 디지털 증폭회로 제품이지만 조화로운 소리를 들려준다. 동사는 이 제품 이외에도 톤 콘트롤 기능이 내장된 모델 Highdio 2010T를 내놓고 있다.

가격: 80만원 ●앰프방식: Class-E 디지털 증폭 방식 ●출력: 10W+10W(8Ω), 20W+20W(4Ω) ●입력감도: 300㎷ ●입력 임피던스: 100㏀ ●재생주파수: 6㎐∼30㎑(－3㏈)●노이즈 레벨: -63㏈V ●S/N 비: 80㏈ ●댐핑팩터: 24(8Ω 부하) ●크기(WHD): 386×133×305㎜ ●제조원: 오디오필(02)2606-9785


(BOX기사)

디지털 E급 증폭기를 사용한 Highdio
진공관의 저음과 트랜지스터의 고음 특성을 모두 만족시킵니다


―오디오 입문의 배경은 무엇인가?
우리 나라에서 광석 라디오가 나오기 시작할 때부터 모든 과정을 다 경험 한 것 같다. 초등학교 6학년 실과 시간에 가져갈 광석 라디오를 동네 전파사에서 제작해 학교에 가져가 들어보면서 이어폰에서 들리는 소리가 신기했다. 그 후 라디오에 관한 서적과 부품을 사들이기 시작했고, 라디오 서적을 토대로 전자공부에 몰두했다. 당시 한글로 된 기술서적은 '라디오 기술사(차서욱 편저)'였다. 진공관 회로집을 보고, 함석판을 재단해 구멍을 뚫고, 섀시를 만들어 앰프를 제작했다. 오디오의 지식은 그 때 많이 얻었다. 그 뒤 트랜지스터에 모든 신경을 빼앗기면서 마이컴까지 손대기 시작했다.
또한, 기술적인 변화에도 관심을 갖고 자동제어 기기를 개발하면서 아날로그공학, 디지털공학, 펄스공학 등을 다루게되었고, 디지털 기기의 실무 경험이 현재의 E급 증폭기에 적용된 기술의 기초가 되었다고 생각한다.

―Highdio 시리즈를 개발하게 된 동기는?
과거 중학교 시절, 집에는 진공관 전축이 있었다. 그 당시 하춘화씨의 LP 앨범 중에 '잘했군 잘했어'라는 가요가 이 전축에서 신명나게 재생되는 것을 잊을 수가 없었다. 진공관에서 시작해서 트랜지스터, 집적회로(IC), 마이크로 프로세서 등에 심취되어 있다가 수년 전에 옛 진공관 앰프에서 듣던 그 소리를 다시 듣고 싶은 생각이 들었다. 그러나, 다시 진공관 앰프로 듣는 것보다는 ‘새로운 앰프를 만들 수 있지 않을까?’하는 것이 동기가 되어 현재의 디지털 증폭방식을 개발하게 동기이다.
마침 전자관련 월간지에서 'D급 증폭기'라는 기사를 보게 되었고, 그 기사대로 제작해보니까 저음 대역은 진공관에서 들리는 소리와 같다는 것을 알게 되었다. 그리고는 고음 대역의 잡음 문제를 해결해야 한다는 생각이 들었다. D급 증폭기로 할 경우에는 필터링을 잘해야 하는데, 과다한 필터링에 의해서 고음 대역이 손상되는 문제가 생기기 때문이다. 그래서 노이즈가 적은 E급 증폭기를 개발하게 된 것이다.

―D급 증폭기와 E급 증폭기의 차이점은 무었인가?
D급 증폭기는 적은 전력으로 큰 출력을 얻을 수 있는 증폭방식이다. 그래서 홈시어터용 서브 우퍼 회로에 많이 적용하고 있다. 이 D급 증폭기는 PWM방식의 오디오 증폭기로 출력신호인 구형파를 평탄화하는데(고조파성분 제거), LC필터를 다단으로 연결시켜야 하고, 코일의 부피가 커지게 되며, 외부로 방출되는 전자파의 차단에 대한 기술을 요구한다.
E급 증폭기는 입력신호전압의 변화를 제1톱니파에 의해 시간의 변화로 변환하고, 다시 출력신호레벨의 제2톱니파에 의해 시간의 변화에 따른 출력신호전압을 추출하여 콘덴서에 충전한다. 이렇게 추출된 전압신호는 입력신호와 거의 동일하게 증폭된 파형으로 나타난다. 이것을 로패스 필터를 사용해 오디오 신호만 통과시키고, 전력을 증폭하여 스피커를 울리게 한다. 여기서 전력 증폭기는 요즘 사용하는 푸시풀 회로(A급 또는 B급 증폭)를 사용할 수 있으며 이 E급 증폭기는 하이파이 오디오 앰프에 적용하기에 적합하다.
이 변환 과정에서 직선성이 양호한 톱니파를 사용하기 때문에 트랜지스터의 특성과는 관계없이 증폭할 수 있으며, 톱니파의 직선구간 전 범위가 리니어리티 구간이 되는 것이다. 그러므로 혼변조 찌그러짐이 생길 수 없다.

―Highdio의 특징을 좀 더 자세히 설명해 달라.
오디오 파워 앰프의 증폭방식에 있어서, 기존 트랜지스터나 진공관의 증폭 특성을 이용한 증폭 회로와는 달리, 디지털 회로에 의해 증폭하는 E급 증폭기(Class-E)를 사용한 것이 가장 큰 특징이다.
Highdio에 적용된 E급 증폭기의 특징으로는 증폭기의 리니어리티가 최대 출력신호의 전 범위 내에서 양호하다는 것이다. 현재의 트랜지스터로 구성된 증폭기, 또는 트랜지스터를 기본 소자로 구성한 IC를 사용한 증폭기는 트랜지스터 소자 자체의 비직선 특성에 의해 찌그러짐이 발생하고, 혼변조에 의한 신호의 변형이 심하다. 그래서 통상적으로 부궤환을 걸어 직선성을 보상하고 있다.

―Highdio의 구조에 대해 설명해 주십시오.
Highdio 2000 시리즈는 10W＋10W(8Ω)의 2채널로 구성되었으며, 입력 셀렉터가 있는 인티 앰프입니다. 5계통의 입력 단자와 1계통의 녹음 출력 단자가 있습니다. 또한, Highdio 2010과 톤 기능이 내장된 Highdio 2010T가 있습니다. Highdio 2010의 케이스 구조를 살펴보면, 내부는 프레임 구조로 되어 있으며 모든 PCB류가 섀시에 장착되어 있습니다. 그리고, 섀시의 밑으로 모든 배선을 배치했고 외부는 가공된 두랄미늄으로 마감되어 있습니다.

―가장 중요한 포인트는 시장성이라고 할 수 있다.
그렇다. 지금 소비자 가격을 아직 책정하지 않았다. 그러나 이 제품의 퀄리티를 확신한다. 오디오 매니아들이나 관심이 있는 독자들에게 먼저 시청할 수 있는 기회를 제공하고 평을 듣겠다. 가격은 그 후의 일이다. 좋은 제품은 인정을 받기 때문이다.


<그림 설명>
1. 좌측 디지털 증폭부
2. 우측 디지털 증폭부
3. 좌측 전력 증폭부
4. 우측 전력 증폭부
5. 전원 트랜스
6. 전원 정류부
7. 입력 선택 스위치 및 볼륨부

1,2. 좌측/우측 디지털 증폭부는 소스에서 들어오는 작은 신호를 청취자가 원하는 크기로 증폭하는 유닛이다. 여기에는 디지털 증폭부, 로패스 필터부가 들어있다. 입력전압에서 출력전압까지 1단으로 증폭이 완료되며, 로패스 필터에서 깨끗한 오디오 신호로 필터링 한다. 이 디지털 증폭방식의 특징은 다음과 같다.
첫째, 1단 증폭으로 완료됨으로써 신호의 변형을 최소로 줄일 수 있다. 둘째, 부괘환을 전혀 걸지 않고 증폭을 함으로써 부궤환에 의한 찌그러짐이 없다. 셋째, 증폭소자의 특성에 의존하지 않고 증폭을 함으로서 신호변형이 적다.
3,4. 좌측/우측 전력 증폭부는 디지털 증폭부에서 출력되는 전압으로, 스피커를 구동할 수 있도록 전류를 증폭한다. 디지털 증폭부의 출력은 전압은 높지만, 직접 스피커를 구동할 수 없는 약한 신호이다. 그래서 전력 증폭부에서 전류를 실어주어 스피커를 구동할 수 있게 한다. 이것을 전력 증폭이라고 하며, 스피커 구동전력에 따라 전류를 실어주는 양이 달라진다.
5. 이 앰프의 내부 전원용 전원 트랜스이다. 앰프의 최대 출력에 공급할 수 있는 충분한 용량으로 설계되었다.
6. 전원 정류부는 내부 전원 정류부와 스피커 보호 회로로 구성되어 있다. 정류부는 디지털 회로와 아날로그 회로의 경로를 분리하여 전원을 공급함으로써 노이즈를 최소로 줄였다.
7. 입력 선택 스위치 및 볼륨부는 입력 소스에 있어서 5계통 선택이 가능하며, 1계통의 녹음 출력 단자가 있다. 또한, 입력 선택 스위치와 볼륨을 가까이 배치하여 노이즈의 영향을 줄였다.