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subject 진공관에 대한 이해.


진공관 사용시 꼭 알아야 할 상식

70년대 이후부터 트랜지스터 소자가 진공관을 대체 하기 시작 하였습니다.  오디오도 예외는 아니어서, 현대의 오디오는 대부분 트랜지스터 방식으로 되어 있습니다.  그럼에도 불구하고 하이엔드(highend)에 있어서 진공관 앰프의 열기는 사라지지 않고 있으며, 오히려 그 열기는 더욱 커져가고 있습니다.  그러나 진공관은 영원히 사용 할수 있는 부품이 아니라 일정 시간이 되면 교체 하여야 하는 소모품이므로 취급에 주의를 기울어야 합니다.  사용 방법에 따라 진공관과 앰프의 수명에 영향을 주므로 이에 대한 사전 지식이 필요 합니다.

  

1) 오래된 진공관은 핀의 이물질을 제거한 후 사용하자.

진공관은 소모품이므로, 즉 백열전구와 같이 한순간에 작동 불능이 될수도, 또는 5년 이상을 사용 할 수도 있습니다.  진공관을 좋은 음질로 오랫동안 사용하기 위해서는 진공관 핀(pin)의 이물질을 제거하여 진공관 소켓과의 접촉을 좋도록 하여야 합니다.  특히 수십년 전에 제조된 구형 빈티지관(vintage tube) 들은 보관 상태에 따라 핀에 녹이나 이물질이 묻어 있는 경우가 많아 전기가 공급되지 않을 수 있으므로 이를 깨끗이 닦아 주어야 합니다.  특히 7핀, 9핀과 같은 6X4, 12AX7, 6DJ8, 12AT7의 소형 MT관은 소켓과의 접촉 불량이 많아 작동이 되지 않거나 잡음이 발생 될수가 있으므로  유의하여야 합니다.


2) 가능하다면 진공관을 에이징 하자.

새차를 처음 운전할 때 길들이가 필요합니다.  따라서 서행으로 운전을 하고 서서히 고속 운전을 하게 됩니다.  이와 같이 진공관도 처음 구입시에는 워밍업을 위해 에이징(aging)이 필요합니다.  에이징은 고압의 플레이트 전압(plate voltage)을 걸지 않고 진공관의 히터(heater, filament) 만을 점화시켜 전자의 방출을 용이하게 하고, 진공관의 내부를 가열시켜 부품들이 제 자리에 위치 하도록 합니다.  이렇게 하므로써 진공관의 돌발사를 막고 음의 유연함과 수명을 연장시켜 줍니다.  특히 50년대 이전에 생산된 가지관과 같은 빈티지 관들은 에이징이 매우 중요 할 수 있습니다.

  
3) 진공관은 제조회사에 따라, 핀 굵기가 다를 수 있으므로 주의하자.

9핀 진공관은 특히 제조 회사에 따라 핀(pin)의 굵기가 다소 다를 수 있습니다.  굵기의 차가 0.01-0.03mm 정도로 심각한 상황은 아니나, 굵은 경우는 진공관 소켓에 삽입이 잘 되지 않을 수가 있으므로, 핀구멍을 정확히 맞춘 다음에 부드럽게 흔들면서 삽입하여야 합니다.  그리고 핀이 가는 경우는 소켓이 헐거워져 접촉이 좋지 않을 수 있으니, 소켓의 접점을 오무리거나 진공관 핀을 가지런히 편후에 사용 하여야 합니다.

  


         핀 굵기가 서로 다른 Ei-elite 제품과 Ei 제품



4) 진공관 앰프를 자주 켜거나 끄면 진공관 수명이 단축됩니다.

진공관의 수명을 이야기 할 때 2000시간, 5000시간, 10000시간으로 이야기 하곤 합니다.  이것은 진공관이 작동되지 않을 때까지 계속적으로 동작시킨 상태에서의 수명을 이야기 합니다.  그러나 오디오용 진공관에 있어서 수명이란 천차 만별 입니다.  라디오용으로 사용하는 진공관의 수명은 매우 긴 반면에 파워앰프나 프리앰프에 사용되는 진공관은 상대적으로 짧습니다.  그리고 진공관 앰프의 부하 정도에 따라 달라 집니다.  즉 앰프에 따라 진공관을 가혹하게 동작시키는 앰프가 있는데, 이 경우에 진공관의 수명이 단축되고 잡음 및 노이즈에 취약하게 됩니다.  가급적 진공관 앰프를 자주 On/Off 하지 마십시오.  진공관은 히터전원이 충분히 가열되어 전자의 방출이 활성화 되었을 때 플레이트 전원이 공급 되어야 정상적인 작동이 될수 있습니다.  그러나 히터가 충분히 가열되지 않은 상태에서 고압의 플레이트 전원이 공급되면 진공관은 많은 충격을 받게 됩니다.  이것은 결국 수명을 단축시키므로 갑자기 작동 불능이 되거나, 특성이 감퇴 되기도 합니다.  따라서 자주 앰프를 켜고 꺼는 것 보다는 장시간이 아니라면 그냥 동작을 시키는 것이 수명에 더 유리 합니다.

  

5) 사용하는 용도에 따라 적당한 진공관을 선택하자.

진공관은 용도에 따라 적절한 관을 선택 하여야 합니다.  출력관(power tube)이 푸시풀 회로(push-pull circuit)에서 사용되는 경우는, 가능한 페어 메칭(pair matching)된 관을 사용 하여야 합니다.  물론 파워앰프 자체에 바이어스(bias) 조정을 할 수 있는 고정 바이어스 방식의 앰프는 다소 페어 편차에 여유가 있으나, 이 방식도 페어 체크된 진공관을 사용하는 것이 바람직합니다.  그리고 프리앰프의 경우는 포노와 라인부의 증폭 게인이 파워앰프에 비해 높으므로, 특히 포노부는 잡음 선별된 관을 사용하는 것이 좋습니다.  출력관과 달리 초단 드라이브관은 각각의 진공관이 같은 페어일 필요는 없으나, 쌍 3극관인 경우는 진공관 내부의 페어 값이 맞는 것을 사용하는 것이 좋습니다.  특히 6DJ8/6922/ECC88관은 잡음에 매우 취약한 진공관이므로 프리 포노 사용시에는 선별관을 사용하기 바랍니다.


6) 진공관의 히터가 점화 되었다고 전부 작동되는 것은 아니다.

싱글앰프는 채널당 하나의 출력관을 사용 하므로 한 개의 출력관이 작동되지 않으면 한쪽 스피커에서 소리가 나지 않습니다.  그러나 출력관이 채널당 2개 이상씩 사용되는 푸시풀 앰프는 하나의 출력관이 작동되지 않더라도 스피커에서는 소리가 날수가 있습니다.  이때 음의 박력이 떨어지고 음의 밸런스(balance)가 맞지 않게 됩니다.  문제는 출력관이 작동되지 않더라도 히터가 끊어지지 않으면 외관상으로 작동되는 것처럼 보일 수 있다는데 있습니다.  이 경우는 출력관을 만져보면 상대적으로 많이 뜨겁지 않은 출력관이 있습니다.  이 진공관을 작동불능 출력관으로 의심을 하고 체크하여야 합니다.

  
7) 진공관의 히터 불빛이 잘 보이지 않는다고 불량 진공관은 아니다.

진공관의 히터(필라멘트)는 플레이트를 가열시켜 전자의 방출을 용의하게 하는 기능을 합니다.  따라서 히터는 플레이트를 가열시키기 위해 플레이트 내부에 숨어 있는 구조로 되어 있습니다.  특히 12AX7과 같은 소형 MT관은 제조과정에서 이 히터가 플레이트 바깥으로 일부 돌출된 것이 있는 반면에, 플레이트 내부에 숨어 있는 것도 있습니다.  이 경우에 서로의 불빛 정도가 다르게 보일 수 있으나, 기능상에는 문제점이 없습니다.

  

8) 출력 진공관에 발생되는 파란 불빛은 나쁜 것이 아니다.

한 밤중에 출력 진공관을 보면 파란 불빛 덩어리가 진공관 내부에서 흐르는 것을 본적이 있을 겁니다.  이것이 과연 진공관의 수명과 음질에 좋은 것인가에 대한 것은 정확하게 밝혀진 것이 없습니다.  그렇지만 그것이 발생되던 아니던 간에 진공관에는 아무런 문제가 없다는 사실입니다.

  

9) 정류관은 앰프 매뉴얼에서 규정한 동일 형번의 관을 사용하자.

정류관은 교류를 직류로 바꾸어주는 다이오드와 같은 역할을 합니다.  따라서 정격 규격의 제품을 사용하여야 앰프의 무리를 줄일 수 있습니다.  5U4, 5AR4, 5R4와 같이 서로 호환 될 수 있는 진공관이 있으나 이들은 서로간의 전기적인 특성이 완벽하게 같지는 않으며, 앰프의 전원회로에 따라서는 사용해서는 안될 경우도 있습니다.  이처럼 정류관을 잘못 사용하는 경우에는 앰프의 휴즈가 단락 되거나, 앰프, 진공관 또는 스피커에 무리를 줄 수가 있습니다.  따라서 전문가의 조언을 구한 후에 사용하기 바랍니다.

  

10) 진공관은 민감한 제품이므로 선별관을 사용하면 앰프 트러블을 줄일수 있다.

오디오는 민감한 기기이므로, 가능한 밸런스가 맞는 진공관을 사용하는 것이 음의 균형에 유리 합니다.  생산공장에서 생산된 벌크관(선별되지 않은관)과 골든드래곤, 램랩스, 골든 튜브, 골드 에어로와 같이 진공관 검수회사에서 선별 검수하여 판매하는 선별관이 있습니다.  선별관(selected tube)은 소수의 특성이 좋은 진공관 만을 검수하여 페어 체크 하였으므로 음질면에서나 안정성면에서 유리 합니다.  

  

11) 구관 명관은 과거에 생산된 관이므로, 테스트기로 검증된 페어관을 사용하자.

진공관 앰프에서 진공관을 다른 회사의 제품으로 바꾸면 음질이 바뀝니다.  그래서 많은 매니아들은 기존 제품의 진공관을 음질이 좋은 진공관으로 교체하곤 합니다.  음질은 구관 명관이 최근에 생산되고 있는 신관(newly tube)보다 좋은 것은 사실입니다.  그러나 구관 명관은 선별 판매될수가 없으므로 신뢰성이 떨어질 뿐만 아니라 앰프나 스피커의 성격에 따라 좋은 결과가 나오지 않을 수 있습니다.  그리고 구관 명관은 과거에 생산된 진공관이므로 같은 모양과 특성을 지닌 선별 페어관을 구하기가 극히 어렵습니다.  이와 같은 상황에서 장시간 사용된 중고관이 적정한 검사없이 양품으로 유통되는 경우가 많아 진공관 특성을 꼭 확인하여 볼 필요가 있습니다.



12) 현대앰프는 진공관의 높은 특성을 요구하므로, 가급적 선별관을 사용하자.

요즘 생산되는 파워앰프는 능률(dB)이 낮은 스피커를 구동해야 하므로 고출력을 요구합니다. 따라서 선별 페어관을 사용하는 것이 좋습니다.  또한 프리앰프들은 디지털 소스를 소화하기 위하여 대역이 넓고 직진성이 높은 진공관을 선호하고 있습니다.  대표적인 진공관으로는 6DJ8/ECC88/6922이 있는데 이 진공관의 직진성과 텐션을 좋게하기 위해 과부하을 걸어주는 경우가 많습니다.  따라서 6DJ8 진공관은 매우 높은 고성능 특성이 요구되므로 선별관을 사용하여야 합니다.

  

13) 프리앰프에는 저잡음관을 사용하자.

진공관을 사용하는데 있어서 출력관의 밸런스 문제와 함께 초단관의 잡음(noise)과 험(hum)이  문제점으로 대두되고 있습니다.  잡음과 험은 진공관 자체의 결함에 의한 문제점도 있으나 현실적으로 잡음 및 험이 제로인 진공관은 존재하지 않으므로 문제가 복잡하여 집니다.  왜냐하면 잡음이란 프리앰프의 증폭 및 부하의 정도, 진공관의 종류, 파워앰프의 특성 그리고 스피커의 민감도에 따라 잡음과 험이 스피커로 나타날 수도,또는 나타나지 않을 수도 있습니다.  즉 잡음과 험은 시스템에 따라 상대적이므로 동일한 진공관을 사용하더라도 사용 시스템에 따라 잡음이 들릴 수도 그렇지 않을 수도 있다는 겁니다.  따라서 가급적 구관이나 벌크관(bulk tube) 보다는 선별관을 사용하는 것이 좋습니다.  참고로 진공관 앰프에 잡음이 발생 할 경우에 잡음 진공관을 찿는 방법은 먼저 의심나는 진공관을 왼쪽 또는 오른쪽 채널로 옮겼을 때 잡음이나 험이 문제의 진공관을 따라 다른 채널로 옮겨 가는지를 확인하면 됩니다.



14) 빈티지 앰프의 진공관을 보호하기 위해서는 앰프의 정기적인 검진이 필요하다.

많은 진공관 오디오 매니아들은 과거 60-70년대 이전에 생산된 빈티지 앰프(vintage amplifier)를 사용하고 있습니다.  빈티지 앰프는 현대 앰프로서 흉내낼수 없는 특유의 멋이 있습니다.  그러나 오랫동안 사용하다 보면 많은 부품이 열화 됩니다.  일반적으로 전해 콘덴서의 열화시기를 20년으로 보고 있습니다.  그리고 나머지 콘덴서와 저항도 40년을 넘지 않습니다.  이 때문에 많은 빈티지 앰프의 부품들이 사용불능 상태에 있으며 이것은 결국 해상력의 저하와 험의 발생 그리고 진공관의 손상을 가져 옵니다.  따라서 빈티지 앰프에 진공관을 사용하는 경우는 커플링과 전해 콘덴서에 누설 전류가 없는지, 저항이 열화되어 과도한 전압이 진공관에 걸리지 않는지를 확인하는 것이 좋습니다.

  

15) 출력앰프가 고정 바이어스 방식인지, 또는 자동 바이어스 방식인지 확인하자.

진공관 앰프를 사용하다보면 여러 진공관 중에 하나의 진공관이 망가지는 경우가 왕왕 있습니다.  물론 장시간 사용에 의한 것이라면, 모든 진공관을 교체하여 주면 됩니다.  그러나 사용한지 몇일 또는 1달 정도 밖에 되지 않았음에도 불구하고 가끔 돌발적으로 하나의 진공관이 작동 불능이 되는 경우가 있습니다.  이 경우에 하나만을 교체 하여야 하는지, 또는 전부를 교체 하여야 하는지 고민스런 경우가 많습니다.  일반적으로 시그널 튜브(signal tube), 즉 프리앰프의 진공관이나 파워앰프 초단관은 손상된 하나의 진공관 만을 교체하여도 큰 문제는 없습니다.  왜냐하면 병렬 연결된 것이 아니라 직렬연결 구조로 되어 있기 때문입니다.  다만 좌우 스피커의 음질 밸런스를 위해 같은 회사의 동일 제품으로 교체하는 것이 좋습니다.  한편 파워앰프는 출력관이 4개인 푸시풀 회로와 출력관이 8개인 파라 푸시풀 앰프가 있는데, 이는 다시 바이어스를 강제적으로 조정 할 수 있는 고정 바이어스 방식과 출력관 바이어스를 회로상에서 자동적으로 콘트롤 해주는 자동 바이어스 방식으로 나누어집니다.  푸시풀/파라푸시풀 고정 바이어스 방식의 앰프는 출력 진공관 간의 전기적인 특성이 큰 차가 없다면, 즉 페어 편차가 20-25% 이내에 든다면 병렬 연결된 2개의 진공관 중 하나만을 교체 하여도 큰 문제는 없습니다.  그렇지만 회로상에서 자동으로 밸런스를 맞추어 주는 자동 바이어스 방식의 앰프는 가급적 Ip/Gm 값이 비슷한 10-15% 이내의 선별 페어관으로 교체하는 것이 좋습니다.  그러나 출력관을 장시간 사용 했다면 Ip와 Gm값이 감퇴되는 경우가 많아 교환할 신품 출력관과 페어를 맞지 않는 경우가 많습니다.  이 경우는 사용중인 나머지 페어 출력관도 동일한 페어관으로 교체하는 것이 좋습니다.

  

16) 앰프에 전원을 켤 때 순간적으로 진공관 밑바닥이 밝아지는 것은 이상이 아니다.

진공관 앰프를 처음 작동시, 순간적으로 진공관 밑바닥이 밝아졌다가 사라지는 경우가 있습니다.  특히 12AX7, 12AU7, 6DJ8과 같은 9핀 초단관에 많이 볼 수 있는데 아마도 순간적으로 히터에 전원이 공급되는 과정에서 발생되는 현상 때문으로 생각 됩니다.  우리가 전열선 난방기구를 처음 켰을 때, 전열선이 순간적으로 밝아졌다가 정상으로 돌아오는 것을 보았을 겁니다.  이와 같이 진공관의 개별 차에 따라 그 정도가 다를 수 있으나 이는 진공관의 성능과는 관련이 없습니다.

  

17) 페어관과 선별관은 무엇이 다른가?

페어관(pair tube)은 특성이 비슷한 진공관 2개를 세트로 묶은 것을 말 합니다.  진공관은 제조사에서 균일한 품질의 제품을 생산하기 위해 노력하고 있지만 제조과정에서의 편차에 의해 각각의 진공관은 서로 다른 특성을 가지고 있습니다.  이것은 양품과 불량품을 의미하는 것이 아니라 일반적으로 사용 할 수는 있지만 앰프에 따라서는 이 편차 때문에 문제가 될 수 있는 진공관을 의미합니다.  오디오 기기는 민감하므로 이와 같이 제각기 다른 진공관을 분류하여 10-15%이내의 편차를 가진 진공관끼리 짝을 맞춘 진공관을 페어 진공관이라고 합니다.  또한 4개를 짝 맞추어 놓은 진공관은 쿼드 진공관이라고 합니다.  그리고 선별관(selected tube)은 페어작업 하기 이전에 진공관을 오디오 기준에 맞는 제품을 먼저 선별합니다.  오디오 기준이란 공업용으로는 간과될수 있는 민감한 험이나 잡음을 이야기 합니다.  이와 같이 일차적으로 험과 잡음, 증폭율, 출력, 전류량 등을 정밀 측정한 다음, 선별회사의 기준에 의해 골라냅니다.  이같이 선별된 진공관을 다시 전기적인 특성이 비슷한 진공관끼리 짝을 맞추게 됩니다.  그러므로 선별관은 선별된 페어관이 정확한 명칭이라고 할 수 있습니다.  
  

18) 모양이 같다고 똑 같은 진공관은 아니다.

진공관중 9핀 MT형의 초단관들은 서로 모양이 비슷합니다.  또한 핀 극성도 같은 경우가 많아 서로 혼용하여 사용하는 경우가 가끔 있습니다.  대표적인 진공관으로는 12AX7, 12AU7, 12AT7, 12AY7, 12AZ7, 5751이 있습니다.  이들 진공관은 핀의 배치(pin out)는 같으나, 증폭율, 전류량, 내부저항들이 다소 다릅니다.  경우에 따라 색다른 재미를 즐기기 위해 형번이 다른 진공관을 하는 경우도 있으나, 사용자가 진공관에 대한 지식이 부족한 경우에 진공관을 교체하는 과정에서 서로 다른 형번의 진공관이 뒤바뀐 경우도 흔히 발견 됩니다.  매뉴얼에서 지정하지 않은 진공관을 사용할 경우에 앰프나 진공관에 치명적인 무리가 갈 수도 있으니, 회로상에서 정해진 진공관을 사용하기 바랍니다.

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