앰프
amp (Amplifier)
증폭장치라는 뜻의 앰플리파이어를 줄여서 앰프라고 한다.
1. 증폭장치
입력된 신호의 출력을 키워서 내보내는 장치들을 의미한다. 전기신호 이외에도 빛이나 자기장 같은 신호도 증폭시키면 앰프라고 할 수 있다. 전기신호 외에는 보통은 검출기(센서)에서 전기신호로 바꾼 다음에 출력을 증폭시킨 후 다시 원래의 신호 형태로 출력하게 된다.
무선통신 장비, 스피커 앰프, 센서 종류 등 출력이나 통신에 관련된 모든 전자/전기 장비에는 앰프가 들어있다고 봐도 무관하다. 외부에서 공급되는 에너지로 신호를 증폭시켜 내보내야하기 때문에 능동소자로 만들어진다. OPAMP, BJT와 MOSFET이 주류 소자이다. 다양한 영역에서 사용되는지라 수십 원에서 수억 원에 달하는 매우 많은 종류의 앰프들이 반도체 제조회사들에 의해 만들어진다.
1.1. 오디오 앰프
1.1.1. 개요
오디오에서 음성신호를 증폭하는 장비.
1.1.2. 특징/분류
크게 프리앰프와 파워앰프로 구분된다. 인티앰프는 이 둘이 합쳐진 형태다.
프리앰프는 턴테이블이나 마이크, 악기 등의 소스기기에서 출력되는 약한 신호를 파워앰프에 보내기 전 적절하게 증폭하는 역할을 한다.[1] 파워앰프는 이 신호를 받아서 스피커에 보낼만한 큰 에너지 신호로 바꾸는 역할이다. 이는 진공관 시대의 산물로, 두 역할을 분리하지 않으면 기기가 너무 크고 복잡해지기 때문이었다. 현재는 고급 기기가 아니면 인티앰프가 주류이고, 특별한 경우를 제외하고는 프리앰프, 파워앰프를 따로 분리할 이유가 없다. 뽀대 이상의 의미가 있다기에는...
진공관, TR(BJT), MOSFET, IC 등 다양한 소자가 있다. 소자는 신호를 증폭하는 핵심 부품이다.
진공관 앰프는 신호증폭을 진공관이 담당하는 물건으로, 왜곡이 크고 효율도 떨어진다. 기묘하게도 이 왜곡된 소리가 편안하게 들려 낡은 기술임에도 선호하기도 한다. 진공관 앰프에서는 소리에서 긍정적 효과를 발생시킨다 하는 짝수 배수의 화음이 더 강조되기 때문이다. 하지만 하이파이에 관심없는 사람이 별 생각 없이 들으면 일반적인 소리와 크게 달리 들릴 정도는 아니다. 진공관 앰프에는 임피던스 매칭을 위한 매칭 트랜스가 있다.
TR앰프는 트랜지스터 소자를 이용하여 진공관 방식과 비교하면 왜곡이 거의 없고 효율도 높다. 트랜지스터 소자 개발은 80년대에 거의 완성되었고 앰프 기술도 이때 완숙된다.
현재는 앰프는 저렴하게 고효율, 대출력을 낼 수 있어 가정용 싸구려 앰프로도 소규모 공연장 정도는 빵빵하게 울릴 수 있다. 물론 그런 환경에서 가정용 제품은 오래 쓰기 어렵다. 공연이나 행사용 앰프·음향 제품은 PA(Public Address)에 속한다. 이들은 높은 내구성과 신뢰성을 우선한다.
MOSFET은 세세한 차이가 있으나 구성은 TR앰프와 유사하다. IC는 앰프의 여러 구성 요소를 칩 하나에 집적한 형태다.
프리앰프나 입력 버퍼에는 진공관을, 파워앰프부에 TR을 사용하거나, 두 소자 모두 증폭시에 사용하는 하이브리드 앰프도 있다.
출력단의 형태에 따라 나누기도 한다. 그 중 오디오 앰프로 주로 사용되는 형태는 Class A, Class AB Class D Class H..등이다.
자세한 내용은 이곳 참조.
오디오용 앰프는 20Hz ~ 20kHz의 신호 사이에서 노이즈가 얼마나 적고 신호가 얼마나 균일하게 증폭되는지가 중요한 요소이다. 기술의 발전에 비해 측정을 기반으로한 하이엔드급 생산 업체가 매우 적다. 다양한 측정을 바탕으로 검증된 제품을 선택하자.
1.1.3. 경향
이 항목은 출력만 다룬다. 다른 스펙도 있지만, 설명이 복잡해지므로 개괄적인 이해를 위해 제외한다.
진공관 시절에 앰프는 값비싸게 구현되는 하이테크였다. 출력이 작아 초창기에는 5W 정도만 되어도 우왕, 대출력! 이랬던 것이다. 현재는 만원짜리 싸구려 PC스피커도 출력은 2~5W 가량 되고 스마트폰 스피커도 1W급은 된다. 어쨌든 이 시절에는 스피커는 최대한 효율이 좋은 방식으로 만들어야했다.[2] 확성기나 뿔피리처럼 소리가 증폭되는 구조를 채용하여 스피커가 만들어졌다. 이들 중 걸작으로 꼽히는 스피커 일부는 아직도 시판되는데, 느긋하고 중후한 소리를 낸다. 비트가 빠르고 강한 현대음악과는 잘 어울리지 않는 편.
TR앰프 시대에 들어서는 저렴하게 대출력을 구현하게 된다. 이것은 단지 음악 감상의 폭이 넓어졌음만을 뜻하지 않는다. 새로운 기술의 등장으로 음악 표현의 장이 넓어진 것이다. TR 앰프의 등장이 60년대이고, 락이나 뉴에이지 음악의 영역이 60년대에 넓어진 연유는 유관하다. 트랜지스터가 없으면 전자기타나 신디사이저는 대중화되기 어려운 기술인 것이다. 대출력이 구현되기 쉬워짐에 따라서 스피커는 음압이 낮더라도 박력있는 소리를 낼 수 있는 설계로 방향성이 바뀐다.
70년대에 TR앰프 기술은 완숙기에 들어간다. 80년대에는 기술이 완성되고 활력이 크게 줄어든다. 80년대와 현대 앰프를 비교하면 음향적이나 기술적인 면에서 큰 차이가 없다. 완성도도 높아 오래 사용이 가능하고, 어지간하면 버려지지도 않는다. 즉 점차 수요가 줄어들 수밖에 없다는 것. 관련 업체들은 실용성보다는 마케팅적인 측면에서 대출력 앰프들을 대거 출시하게 된다. 채널 당 60~120W에 이르는 제품도 손쉽게 찾을 수 있다. 그러나 실상은 집안에서 빵빵하게 틀어봤자 최대출력의 1/10~1/5도 사용하지 못한다. 마이클 잭슨이나 빌 게이츠 집이 아니라면 저만한 출력은 무쓸모다. 90년대 들어서 오디오에 대한 관심이 점차 시들해진 이유도 기술이 완성단계에 이르러 덕후들의 관심을 더이상 끌 수 없게 된 점도 한몫한다. 자동차나 카메라, 시계 등의 취미가 남자들 마음에 불을 지르는 이유는 끊임없는 신기술 개발이 한몫 한다는 점을 생각하면 이해가 쉬우리라. Class D라는 새로운 방식이 등장했지만 오히려 스마트폰이나 텔레비전의 내장 스피커를 위한 앰프로 널리 사용되었지 이로 인해 오디오 시장이 부흥하진 못 했다. 대신 매우 작은 크기와 높은 효율로도 대출력이 가능해져 블루투스 스피커나 IoT스피커가 등장하는데 도움을 주긴 했다.
앰프의 역사는 오디오 흥망의 역사와 함께한다. 자동차에 비유하면 앰프는 엔진에 속하고 스피커는 바퀴 정도 역할이랄까. 어쨌든 현재는 오디오가 가정 필수품으로 인식되지 않고 수요도 많이 줄어서 관련 업체들은 고민이 깊다.
1.1.4. 악기용 앰프
전자신호를 보내는 악기의 소리를 증폭한다. 여기에도 프리 앰프와 파워 앰프가 있다. 프리 앰프는 입력단에 있으며 악기의 미세한 신호를 증폭 시켜서 파워로 보내주는 원리에서 동일하다.
1.1.5. 오디오 앰프의 종류
1.1.6. 관련 항목
1.2. 증폭기의 종류
대역폭에 따라서 종류가 나뉜다.
가청 주파수 대역(20Hz-20KHz)는 오디오용 앰프이다. 그보다 높은 주파수를 증폭하는 앰프는 무선 주파 증폭기(RF Amp)가 있다. 무선 주파 증폭기에도 프리 앰프와 파워 앰프가 있다.
회로와 클래스에 따라서도 사용 용도가 다르다.