Phase splitter의 역할..

기타 앰프의 파워 앰프는 대부분 class AB 회로로 구성된다. Class AB 회로라 함은 두 개의 증폭기가 class A 로 구성되지만 효율을 높이기 위해 입력 전압 전 범위를 증폭하지 않고, +와 -를 나누어 별도의 증폭기를 통해 증폭한다. 따라서 증폭기를 2배로 늘렸지만 전력은 4배(진폭은 2배)가 되는 장점을 가지고 있다. 따라서, 하나의 입력 신호를 +와 -로 둘로 나눠주는 부분이 필요한데, 그 역할을 phase splitter가 하고 있다고 이핼 하면 된다.

이 역할로 볼 때 phase splitter는 출력단에 적당한 수준의 전압만 제공하면 되니까 그 자체는 기타 사운드에 별 다른 도움이 안되지 않을까 생각할 수 있는데, 이 역시도 common cathode amplifier라서 여기서도 찌그러짐은 일어난다.

회로를 보면 12ax7 두 개를 differential amplifier의 형태로 만들어놓았는데, grid bias는 좀 높히 잡혀서 대략 -1 볼트에 가까운 지점에 잡혀있다. 그 이유는 입력 전압의 + 부분은 대부분 saturate (grid current limiting)되고 낮은 부분 (-부분)만을 증폭에 쓰겠다는 이야기 되겠다. 두 개 중 한쪽의 입력은 프리앰프 입력을 그대로 취하고, 나머지 한쪽의 입력은 cathode에서 취하게 되는데, 그 얘기는 입력의 변화가 역상이 되어 cathode 전압으로 나타나게 되므로, 이것을 취하면 역상의 신호에서 (-) 부분만을 취하여 증폭한다는 얘기가 되므로 결국 입력의 (+)부분을 취하여 증폭하게 됨을 뜻한다.

따라서 입력신호의 진폭이 4볼트 정도가 되면 cut off이 일어나고, 입력 신호가 0 근처로 지날 때에는 두 개의 common cathode amplifier가 담당하는 영역간의 불일치로 인한 cross over distortion이 일어난다. 입력신호가 매우 커지면 출력은 거의 방형파의 모양이 된다.

Phase splitter 구성을 보면 어떤 앰프에서는 plate에 cap을 달아서 high를 cut하기도 하고, 스피커 출력단자에서 feedback을 받아오기도 한다. feedback을 이해하자면 쉽지는 않겠으나, 일단 feedback을 가져오는 단자와 받는 단자의 전압이 같아야 전류의 흐름이 없어지게끔 회로가 튜닝된다고 이해를 하면 된다. 무슨 말이냐면 feedback을 가져오는 단자의 전압이 받아오는 단자의 전압보다 높다면 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 전류가 흐르게 된다. 이 지점은 4.7k 저항이 붙어있는 그림의 가장 아랫 부분에 해당하는데, 이곳에 공급되는 전류가 증가하면서 전압이 오르게 만들면 상대적으로 plate로 흐르는 전류량이 감소하게 되어 결과적으로 덜 증폭하는 결과를 가져오고 그것이 스피커 단자에 반영되는 식으로 회로가 안정되게 된다.

어쨌든 feedback을 취해서 가져오는 경우 증폭률은 줄어드는 대신 입력단과 출력단의 파형차이가 감소하게 되므로 찌그러짐은 줄어들게 된다. 여기서 알 수 있는 중요한 사실은 power amp단 자체에 의해서 발생하는 찌그러짐은 feedback에 의하여 보상이 되므로 파워앰프에서 사실상 대부분의 찌그러짐은 phase splitter에서 발생하고 있고 여기에 추가적으로 class AB 앰프의 cross over distortion에 의한 것임을 대충 눈치챌 수 있다.

Feedback loop를 단순히 저항 하나로 feedback을 할 수도 있지만 RC를 묶어서 filtering을 하는 경우도 있다. 그림의 경우는 feedback loop가 wire로만 연결되는 것으로 보여지고 cathode단에 filter를 붙여서 presence 같은 것들을 조정하게 해놓은 것으로 보인다. presence측 pot의 저항을 낮추면 고역의 전류 흐름이 좋아지니 고역이 살아나고 높이면 반대가 되는 원리로 presence를 조정하는 거라 보면 되겠다.