KR102077092B1 - 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 접지 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 접지 방법을 제공한다. 상기 접지 구조물 및 접지 방법은: 전원에 대해, 초크가 없는 전원회로, 안티-커플링 회로 및 필라멘트 전압조절회로를 이용하는 것; 접지 방법에 대해, 오디오 출력 변환회로의 음극 출력단자 또는 전원회로에서 필터 캐패시터의 음극 단자를 진공관 오디오 증폭기의 단일 접지단자로서 이용하고 것; 및 진공관 오디오 증폭기의 컴팩트한 경량의 데스크탑 모델을 달성하기 위해 접지 금속 바닥판을 설비하지 않는 것을 포함한다.
Description
본 발명은 오디오 증폭기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경량의 진공관 오디오 증폭기에 관한 것이다.
진공관은 우수한 선형 출력 특성을 가지므로, 진공관을 사용하여 오디오 신호를 처리하는 종래의 진공관 오디오 증폭기는 우수한 음질을 제공할 수 있다. 도 1에 예시된 바와 같은 종래의 진공관 오디오 증폭기의 회로 구조를 참조하라. 종래의 진공관 오디오 증폭기는 오디오 신호 입력(1)을 수신하여 그 신호를 스피커(4)로 출력한다. 또한, 종래의 진공관 오디오 증폭기는 전원회로(5), 진공관 증폭회로(2), 오디오 출력 변환회로(3) 및 접지 금속 바닥판(6)을 포함하며, 상기 전원회로(5)는 전원 입력(7)을 수신하고 진공관 증폭회로(2)와 오디오 출력 변환회로(3)에 전원을 공급하는데 사용된다. 접지 금속 바닥판(6)은 전원회로(5), 진공관 증폭회로(2) 및 오디오 출력 변환회로(3)에 접지 실드를 제공하기 위해 사용된다.
종래의 진공관 오디오 증폭기의 회로도의 설명을 위해 도 2를 참조하면, 전원에 관하여, 전원 입력(7)은 전원회로(5)를 통해 변환 및 정류되고, 초크(CHK)에 의해 필터링된 다음 진공관 증폭회로(2) 및 오디오 출력 변환회로(3)에 제공된다. 오디오 신호 입력(1)은 진공관 증폭회로(2)에 의해 증폭되고, 오디오 출력 변환회로(3)에 의해 변환된 후 스피커(4)에 전송된다. 접지에 관해서는, 전원회로(5)에 있는 A 지점 또는 진공관 증폭회로(2)의 입력단자 신호의 음극 단자(B 지점)는 종래의 진공관 오디오 증폭기에 접지 실드를 제공하기 위해 접지 금속 바닥판(6)을 갖는 단일 접지단자와 연결된 종래의 진공관 오디오 증폭기의 접지단자로서만 사용된다.
그러나, 종래의 진공관 오디오 증폭기의 접지 금속 바닥판(6)이 접지 실드를 제공할지라도, 잔류 AC 노이즈 및 임펄스 노이즈를 제거할 수 없으므로 사용자는 (약 1 미터 내) 근거리에서 스피커(4)에 의해 재생된 사운드에서 잔류 험(residual hum) 및 임펄스 험(impulse hum)을 명확하게 들을 수 있게 된다. 또한, 전원회로(5)의 초크는 고주파 노이즈와 연결되어 허밍(humming) 문제를 더욱 악화시킨다. 게다가, 접지 금속 바닥판(6)으로 인해 증폭기의 부피가 커지고 값 비싸지며, 접지 금속 바닥판(6)은 대부분 케이싱과 일체로 설계되기 때문에, 종래의 진공관 오디오 증폭기에서 누설이 더 야기된다. 종래의 진공관 오디오 증폭기는 음질이 탁월하더라도, 부피가 크고 근거리에서 허밍 문제로 인해, 데스크탑 모델을 개발할 수 없으며 이와 같은 진공관 오디오 증폭기는 일반 가정에 적합하지 않다.
본 발명은 전원 및 접지에 대한 진공관 오디오 증폭기의 잔류 노이즈를 감소시켜 험 문제를 효과적으로 해결하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법을 제공한다. 진공관 오디오 증폭기는 접지 금속 바닥판이 설비되어 있지 않아, 증폭기 바디를 컴팩트하게 하고 또한 누설을 방지한다.
따라서, 본 발명의 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물로, 진공관 오디오 증폭기는 소형화를 달성하고 험 문제를 개선하여 진공관 오디오 증폭기의 경량의 데스크탑 모델을 구현할 수 있다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물을 제공한다. 진공관 오디오 증폭기는 입력 신호에 따라 출력 신호를 전달하며, 진공관 증폭회로 및 오디오 출력 변환회로에 전원을 공급하는 전원회로를 포함한다. 오디오 출력 증폭회로는 입력 신호를 증폭하여 이를 오디오 출력 변환회로로 전달하며, 상기 오디오 출력 변환회로는 출력 신호를 스피커에 전달한다. 또한, 오디오 출력 변환회로의 음극 출력단자 또는 전원회로의 필터 캐패시터의 음극 단자는 접지 금속 바닥판에 연결되지 않은 단일 접지단자로서 진공관 오디오 증폭기에 사용된다. 또한, 필라멘트 전압조절회로를 통해, 진공관 오디오 증폭회로 내의 진공관의 필라멘트에 전력을 공급한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물을 제공한다. 진공관 오디오 증폭기는 입력 신호에 따라 출력 신호를 전달하며, 진공관 증폭회로 및 오디오 출력 변환회로에 전원을 공급하는 전원회로를 포함한다. 진공관 증폭회로는 입력 신호를 증폭하여 이를 오디오 출력 변환회로로 전달하며, 오디오 출력 변환회로는 출력 신호를 스피커에 전달한다. 또한, 진공관 오디오 증폭회로의 단일 접지단자로서 오디오 출력 변환회로의 음극 출력단자 또는 전원회로의 필터 캐패시터의 음극 단자가 사용되며; 상기 단일 접지단자는 접지 금속 바닥판에 연결되지 않으며, 필라멘트 전압조절회로를 거쳐서 진공관 증폭회로 내의 진공관의 필라멘트에 전력을 공급한다.
본 발명의 일태양에 따르면, 입력 신호에 따른 출력 신호를 제공하기 위해 사용되고, 입력 신호를 증폭시켜 이를 오디오 출력 변환회로로 전달하는 진공관 증폭회로 및 출력 신호를 스피커에 제공하는 오디오 출력 변환회로에 전원을 공급하는 전원회로를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물로서,
진공관 오디오 증폭기는 오디오 출력 변환회로의 음극 출력단자 또는 전원회로의 필터 캐패시터의 음극 단자를 단일 접지단자로 사용하고;
상기 단일 접지단자는 접지 금속 바닥판에 연결되지 않으며;
필라멘트 전압조절회로를 통해, 진공관 증폭회로 내의 진공관의 필라멘트에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물이 제공된다.
일실시예에 따르면, 전원회로는 초크가 없고, 안티-커플링 회로를 통해 진공관 증폭회로에 전원을 공급하는데 사용된다.
일실시예에 따르면, 필터 캐패시터의 양극 단자는 전원회로의 출력 전압의 양극 단자에 연결되고, 상기 필터 캐패시터의 인덕턴스 값은 100μF보다 크다.
일실시예에 따르면, 전원회로는: 제 1 저항의 단자, 제 2 저항의 단자 및 제 1 정류기의 양극 출력단자에 연결된 제 1 캐패시터의 단자; 상기 제 2 저항의 다른 단자, 상기 필터 캐패시터의 양극 단자 및 상기 출력 전압의 양극 단자에 연결된 제 3 저항의 단자; 제 2 캐패시터의 단자 및 제 4 저항의 단자에 연결된 상기 제 3 저항의 다른 단자; 및 상기 제 1 저항, 상기 제 4 저항, 상기 제 1 캐패시터 및 상기 제 2 캐패시터의 다른 단자, 상기 필터 캐패시터의 음극 단자, 및 상기 단일 접지단자에 연결된 상기 제 1 정류기의 음극 출력단자를 포함한다.
일실시예에 따르면, 전원회로는 안티-커플링 회로를 통해 진공관 증폭회로 내의 제 1 증폭단의 제 1 진공관에 전원을 공급한다.
일실시예에 따르면, 안티-커플링 회로는: 제 5 저항의 단자에 연결된 전원회로의 출력단자; 제 3 캐패시터의 단자에 연결된 상기 제 5 저항의 다른 단자; 단일 접지단자에 연결된 상기 제 3 캐패시터의 다른 단자; 적어도 하나의 저항을 통해 제 1 진공관의 바다판에 연결된 상기 제 5 저항의 단자를 포함한다.
일실시예에 따르면, 필라멘트 전압조절회로는: 제 4 캐패시터의 단자, 제 5 캐패시터의 단자 및 전압조절회로의 입력단자에 연결되는 제 2 정류기의 양극 단자; 제 6 캐패시터의 단자 및 제 7 캐패시터의 단자에 연결된 전압조절회로의 출력단자; 제 4, 제 6, 제 5 및 제 7 캐패시터의 다른 단자; 및 단일 접지단자에 연결되는 전압조절회로의 접지단자를 포함한다.
일실시예에 따르면, 전압조절회로는 LM7806 전압조절 집적회로일 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 전압조절회로는 LDO(low dropout regulator)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 입력 신호에 따른 출력 신호를 제공하기 위해 사용되고, 입력 신호를 증폭시켜 이를 오디오 출력 변환회로로 전달하는 진공관 증폭회로 및 출력 신호를 스피커에 제공하는 오디오 출력 변환회로에 전원을 공급하는 전원회로를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법으로서,
오디오 출력 변환회로의 음극 출력단자 또는 전원회로의 필터 캐패시터의 음극 단자를 진공관 증폭회로의 단일 접지단자로 사용하는 단계;
상기 단일 접지단자를 접지 금속 바닥판에 연결시키지 않는 단계; 및
진공관 증폭회로 내의 진공관의 필라멘트에 전력을 공급하기 위해 필라멘트 전압조절회로를 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법이 제공된다.
일실시예에 따르면, 전원회로는 초크가 없고, 안티-커플링 회로를 통해 진공관 증폭회로에 전원을 공급하는데 사용된다.
일실시예에 따르면, 필터 캐패시터의 양극 단자는 전원회로의 출력 전압의 양극 단자에 연결되고, 상기 필터 캐패시터의 인덕턴스 값은 100μF보다 크다.
일실시예에 따르면, 제 1 저항의 단자, 제 2 저항의 단자, 및 제 1 정류기의 양극 출력단자에 연결되는 제 1 캐패시터의 단자; 상기 출력 전압의 양극 단자에 연결된 상기 제 2 저항의 다른 단자, 상기 필터 캐패시터의 양극 단자 및 제 3 저항의 단자; 제 2 캐패시터의 단자 및 제 4 저항의 단자에 연결된 상기 제 3 저항의 다른 단자; 상기 제 1 저항, 상기 제 4 저항, 상기 제 1 캐패시터 및 상기 제 2 캐패시터의 다른 단자, 상기 필터 캐패시터의 음극 단자 및 상기 단일 접지단자에 연결된 제 1 정류기의 음극 출력단자를 포함하도록 전원회로를 구성하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따르면, 안티-커플링 회로를 통해 진공관 증폭회로의 제 1 증폭단의 제 1 진공관에 전원을 공급하도록 상기 전원회로를 구성하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따르면, 제 5 저항의 단자에 연결된 전원회로의 출력단자; 제 3 캐패시터의 단자에 연결된 상기 제 5 저항의 다른 단자; 단일 접지단자에 연결된 상기 제 3 캐패시터의 다른 단자; 및 적어도 하나의 저항을 통해 제 1 진공관의 바닥판에 연결된 상기 제 5 저항의 단자를 포함하도록 상기 안티-커플링 회로를 구성하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따르면, 제 4 캐패시터의 단자, 제 5 캐패시터의 단자, 및 전압조절회로의 입력단자에 연결된 제 2 정류기의 양극 단자; 제 6 캐패시터의 단자 및 제 7 캐패시터의 단자에 연결된 상기 전압조절회로의 출력단자; 상기 제 4, 제 6, 제 5 및 제 7 캐패시터의 다른 단자; 및 단일 접지단자에 연결된 상기 전압조절회로의 접지단자를 포함하도록 필라멘트 전압조절회로를 구성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 전원 및 접지에 대한 진공관 오디오 증폭기의 잔류 노이즈를 감소시켜 험 문제를 효과적으로 해결하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법을 제공한다. 진공관 오디오 증폭기는 접지 금속 바닥판이 설비되어 있지 않아, 증폭기 바디를 컴팩트하게 하고 또한 누설을 방지한다.
따라서, 본 발명의 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물로, 진공관 오디오 증폭기는 소형화를 달성하고 험 문제를 개선하여 진공관 오디오 증폭기의 경량의 데스크탑 모델을 구현할 수 있다.
첨부도면과 함께 본 발명에 따른 하기의 비제한적이고, 실질적인 실시예들의 상세한 설명에서 제시된 상술한 태양들은 본 발명의 더 나은 이해를 제공할 것이다.
도 1은 종래 진공관 오디오 증폭기의 회로 구성도이다.
도 2는 종래 진공관 오디오 증폭기의 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 진공관 오디오 증폭기의 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 필라멘트 전압조절회로의 회로도이다.
도 7은 잔류 노이즈를 측정하기 위해 사용된 진공관 오디오 증폭기의 측정회로 구조를 도시하는 도면이다.
도 8a는 측정회로 구조에 따른 종래 진공관 오디오 증폭기에서 전원회로의 출력 전압을 측정한 도면이다.
도 8b는 측정회로 구조에 따른 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 전원회로의 출력 전압을 측정한 도면이다.
도 9a는 측정회로 구조에 따른 종래의 진공관 오디오 증폭기에서 단일 접지단자의 잔류 노이즈를 측정한 도면이다.
도 9b는 측정회로 구조에 따라 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 단일 접지단자의 잔류 노이즈를 측정한 도면으로, 상기 진공관 오디오 증폭기는 필라멘트 전압조절회로를 포함하지 않는다.
도 10은 측정회로 구조에 따른 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 단일 접지단자의 최종 잔류 노이즈를 측정한 도면이다.
도 1은 종래 진공관 오디오 증폭기의 회로 구성도이다.
도 2는 종래 진공관 오디오 증폭기의 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 진공관 오디오 증폭기의 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 필라멘트 전압조절회로의 회로도이다.
도 7은 잔류 노이즈를 측정하기 위해 사용된 진공관 오디오 증폭기의 측정회로 구조를 도시하는 도면이다.
도 8a는 측정회로 구조에 따른 종래 진공관 오디오 증폭기에서 전원회로의 출력 전압을 측정한 도면이다.
도 8b는 측정회로 구조에 따른 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 전원회로의 출력 전압을 측정한 도면이다.
도 9a는 측정회로 구조에 따른 종래의 진공관 오디오 증폭기에서 단일 접지단자의 잔류 노이즈를 측정한 도면이다.
도 9b는 측정회로 구조에 따라 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 단일 접지단자의 잔류 노이즈를 측정한 도면으로, 상기 진공관 오디오 증폭기는 필라멘트 전압조절회로를 포함하지 않는다.
도 10은 측정회로 구조에 따른 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 단일 접지단자의 최종 잔류 노이즈를 측정한 도면이다.
본 발명은 진공관 오디오 증폭기의 경량의 데스크탑 모델을 구현하기 위한 관점으로 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법을 제공한다. 전원에 관하여, 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법은 초크없는 전원회로, 안티-커플링 회로 및 필라멘트 전압조절회로를 사용해 진공관 오디오 증폭기의 잔류 노이즈를 낮추어 험을 효과적으로 줄이는 것을 포함한다. 접지와 관련하여, 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법은 오디오 출력 변환회로의 음극 출력단자 또는 전원회로의 필터 캐패시터의 음극 단자를 단일 접지단자로 사용하고, 접지 금속 바닥판은 노이즈를 줄이고, 누설을 방지하여, 이로써 진공관 오디오 증폭기용의 컴팩트한 바디를 달성하기 위해 진공관 오디오 증폭기에 설비되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 회로 구성도로서, 진공관 오디오 증폭기는 전원회로(50), 안티-커플링 회로(80), 필라멘트 전압조절회로(90), 진공관 증폭회로(2), 및 오디오 출력 변환회로(3)를 포함한다.
본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물로, 전원에 대해, 전원회로(50)는 전원 입력(7)을 수신하여 변환, 정류 및 필터링을 수행한 후, 진공관 증폭회로(2) 및 오디오 출력 변환회로(3)에 전원을 공급하며, 전원회로(50)는 초크를 포함하지 않는다. 특히, 전원은 먼저 안티-커플링 회로(80)에 의해 안티-커플링되고 필터링된 다음 진공관 증폭회로(2)에 공급된다. 또한, 진공관 증폭회로(2) 내의 진공관 전압 증폭단은 필라멘트 전압을 필요로 하며, 더욱이, 상기 필라멘트 전압은 필라멘트 전압조절회로(90)에 의해 처리된 후, 진공관 오디오 증폭회로 내의 전압 증폭단 진공관에 전원이 공급된다.
본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물로, 접지에 대해, 진공관 오디오 증폭기의 접지 접합부는 (도 4에 도시된 바와 같이) 모두 오디오 출력 변환회로(3)의 음극 출력단자에 연결되거나, (도 5에 도시된 바와 같이) 모두 전원회로(50)에 있는 필터 캐패시터의 음극 단자에 연결된다. 오디오 출력 변환회로(3)의 음극 출력단자 또는 전원회로(50)의 필터 캐패시터의 음극 단자는 진공관 오디오 증폭기의 단일 접지단자(GND)로 사용되며, 상기 단일 접지단자(GND)는 PCBA(인쇄회로기판 어셈블리)의 접지단자에만 연결되며 접지 금속 바닥판에 연결되지 않는다.
상술한 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법으로, 진공관 오디오 증폭기는 낮은 잔류 노이즈 및 임펄스 노이즈의 조건 하에서 진공관 증폭회로(2)에 의해 오디오 신호 입력(1)을 수신하고 증폭시켜, 이를 오디오 출력 변환회로(3)를 통해 변환한 다음 상기 신호를 스피커(4)로 전달할 수 있다. 따라서, 스피커(4)에 의해 재생된 사운드에서 험이 감소되어 청취자가 근거리에서 진공관 오디오 증폭기의 우수한 음질을 들을 수 있게 한다.
도 4는 본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 회로를 도시한다. 전원 입력은 AC1 단자 및 ACT 단자로부터 전원회로(50)에 입력되어 변압기에 의해 변환되고(도 6의 50A 참조), 그런 후 AC 전원은 정류기(BG1)에 의해 DC 전원으로 정류되고 필터 회로를 통해 필터링된다.
초크가 고주파 신호와 연결되어 노이즈를 발생시키지 않도록, 본 발명의 전원회로(50)의 필터 회로에는 초크가 배치되지 않는다. 도 4를 참조하면, 정류기(BG1)는 브릿지 정류기이며, 양극 단자로부터 음극 단자로 DC 전압을 제공한다. 더욱이, 정류기(BG1)의 양극 출력단자에는 저항(R4)의 단자, 저항(R6)의 단자 및 캐패시터(C2)의 단자가 연결된다. 저항(R6)의 다른 단자는 필터 캐패시터(C3)의 단자 및 저항(R7)의 단자에 연결되고; 저항(R7)의 다른 단자는 캐패시터(C4)의 단자와 저항(R5)의 단자에 연결된다. 저항(R4), 저항(R5), 캐패시터(C2), 필터 캐패시터(C3) 및 캐패시터(C4) 각각의 다른 단자는 초크없이 필터 회로를 생성하기 위해 정류기(BG1)의 음극 단자에 연결된다. 저항(R6)의 다른 단자는 필터 캐패시터(C3)의 접합부에 연결되고, DC 전원(B1)이 이로부터 출력되며, 저항(R7)의 다른 단자는 캐패시터(C4)의 단자 및 저항(R5)의 단자에 연결되고, 및 DC 전원(B2)이 이로부터 출력되며, DC 전원(B1 및 B2)의 임펄스 노이즈는 필터 회로에 의해 필터링될 수 있다. 일실시예에서, 필터 캐패시터(C3)는 임펄스 노이즈를 필터링하기 위해 높은 커패시턴스 값을 갖는 전해 캐패시터이다. 또 다른 실시예에서, 필터 캐패시터(C3)는 적어도 100uF 크기다.
도 4를 참조하면, 진공관 증폭회로(2)의 진공관(G1, G2)에 DC 전원(B2)이 전원을 공급할 수 있다. 특히, DC 전원(B2)이 안티-커플링 회로(80)를 통해 진공관 증폭회로(2)의 제 1 증폭단의 진공관(G1)에 전원을 공급하면, DC 전원(B2)은 저항(R3)을 통해 제 2 증폭단의 진공관(G2)에 전원을 공급하고, DC 전원(B2)은 DC 전원(B2)의 전압을 낮추기 위해 저항(R2) 단자에 연결된다. 저항(R2)의 다른 단자는 저항(R1)의 단자와 캐패시터(C1)의 단자에 연결되고, 캐패시터(C1)의 다른 단자는 오디오 출력 변환회로(3)의 음극 출력단자에 연결되며 저항(R1)의 다른 단자는 진공관(G1)의 바닥판에 연결되어 상기 진공관(G1)에 전원을 공급한다. 따라서, 오디오 신호 입력이 양극 오디오 신호 입력 단자(SI +) 및 음극 오디오 신호 입력단자(SI-)로부터 진공관 증폭회로에 입력되면, 진공관 증폭회로(2)의 제 1 증폭단에서 진공관(G1)에 의해 증폭된다. 저항(R1, R10)이 진공관(G1)의 부하 회로로서 사용되는 조건 하에서, DC 전원(B2)이 적어도 저항(R2) 및 캐패시터(C1)로 구성된 RC 안티-커플링 회로(80)를 통해 진공관(G1)에 전원을 공급하여 진공관(G1)의 전력 안정성을 더 강화시키기 때문에, 따라서, 진동이 방지될 수 있고, 진공관 오디오 증폭기의 잔류 노이즈를 낮출 수 있다. 게다가, RC 안티-커플링 회로는 리플을 필터링하는 목적을 달성할 수 있다. 일실시예에서, 캐패시터(C1)는 전해 캐패시터일 수 있고 RC 안티-커플링 회로를 형성하기 위해 저항과 함께 배치될 수 있다. 일실시예에서, RC 안티-커플링 회로가 증폭단 진공관 주위에 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 노이즈 저감 특성을 최적화하기 위해 RC 안티-커플링 회로가 진공관(G1 및 G2) 주위에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명은 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법을 제공한다. 도 5는 다른 진공관 오디오 증폭기의 회로도를 도시하며, 진공관 오디오 증폭기는 전원회로(50)에서 필터 캐패시터(C3)의 음극 단자를 단일 접지단자(GND)로 사용할 수 있으며, 상기 단일 접지단자(GND)는 접지용 PCBA의 접지단자에 연결되고 접지 금속 바닥판에 연결되지 않는다.
본 발명의 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법은 필라멘트 전압조절회로(90)를 더 포함할 수 있다. 도 6은 본 발명의 필라멘트 전압조절회로의 회로도를 도시한다. 전원 입력(7)이 전원회로(50)로부터 진공관 오디오 증폭기로 입력되고 전원회로(50A)의 다른 부분에 포함된 변압기에 의해 변환될 때, 변압기는 필요에 따라 복수의 탭을 포함할 수 있다. 탭은 단자(AC1, AC2 및 ACT)일 수 있고, 단자(AC1 및 ACT)는 정류를 위해 정류기(BG1)에 연결될 수 있으며, 단자(AC2 및 ACT)는 필라멘트 전압조절회로에 연결될 수 있고, 정류, 필터링 및 조정에 의해, 진공관 오디오 증폭기 내부의 진공관에 안정된 전압을 공급한다.
도 6을 참조하면, 단자(AC2 및 ACT)는 정류를 위해 필라멘트 전압조절회로(90)에 포함된 정류기(BG2)에 연결된다. 정류기(BG2)의 양극 단자는 전압 조정을 위해 캐패시터(C91)의 단자, 캐패시터(C93)의 단자 및 전압조절회로(S1)의 입력단자에 연결된다. 전압조절회로(S1)의 출력단자는 안정된 DC 전원(B3)을 출력할 수 있다. 더욱이, 전압조절회로(S1)의 출력단자는 캐패시터(C92)의 단자 및 캐패시터(C94)의 단자에 연결될 수 있고, 캐패시터(C91, C92, C93)의 다른 단자 및 전압조절회로(S1)의 접지단자는 캐패시터(C94)의 다른 단자에 연결된다. 따라서, 전압조절회로(S1)의 출력단자는 진공관 오디오 증폭기의 진공관 내의 필라멘트 단자에 안정된 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에서, 전압조절회로(S1)는 전압조절회로 또는 로우 드롭아웃 조절기(LDO)일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전압조절회로(S1)는 LM7806 집적회로일 수 있고 6볼트 DC 전원(B3)을 안정적으로 출력할 수 있다.
본 발명의 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법은, 전원에 대하여, 진공관에 안정된 전력을 공급할 수 있으며, 불필요한 연결 또는 고주파 연결을 피할 수 있다. 접지에 관해서는, 단일 접지단자(GND)가 채택되고, 상기 단일 접지단자(GND)는 접지용 PCBA의 접지단자에만 연결되며, 접지 금속 바닥판이 전혀 설비도지 않는다. 근거리에서 청취시 진공관 오디오 증폭기의 스피커를 통해 재생되는 오디오 신호에 수반되는 험(hum)을 제거하는 것을 포함하여 전원 및 접지와 관련하여 상술한 구조 및 방법을 실현함으로써, 진공관 오디오 증폭기의 무게 및 비용을 감소시키고, 진공관 오디오 증폭기의 진공관의 우수한 음질을 유지하며, 이로써 컴팩트한 진공관 오디오 증폭기의 경량의 데스크탑 모델을 달성한다.
도 7은 잔류 노이즈를 측정하기 위해 사용된 진공관 오디오 증폭기의 측정회로 구조를 도시하는 도면으로, 도 4에 도시된 바와 같은 구성에 따라 상기 회로가 측정된다. 진공관 오디오 증폭기의 전원회로(50)는 전원 입력(7)을 수신하고, 진공관 증폭회로(2)의 입력단자는 접지되며, 스피커(4)의 등가 내부 저항과 일치하는 부하 저항(R4T)이 진공관 오디오 증폭회로(3)의 출력단자에 배치된다. 이러한 측정 구조에 기초하여, 진공관 오디오 증폭기에 오디오 신호가 전혀 입력되지 않는 상태에서 진공관 오디오 증폭기의 잔류 노이즈의 파형 및 레벨이 측정될 수 있다.
도 8a 및 도 8b의 비교는 (도 5의 전원회로(50)의 회로와 같은) 동일한 조건 하에서 초크를 통해 종래의 진공관 오디오 증폭기가 출력한 DC 전원(B1)의 파형과 초크 없이 본 발명의 진공관 오디오 증폭기가 출력한 DC 전원(B1)의 파형을 각각 도시한 것으로, 입력 AC 전원은 50Hz의 주파수에서 ±198 볼트 크기며; 정류기(BG1)는 KBP208 크기고; 저항(R4)는 220KΩ 크기다; 캐패시터(C2)는 47uF 크기의 전해 캐패시터이고; 캐패시터(C3)는 120uF 크기의 전해 캐패시터이며; 캐패시터(C4)는 22uF 크기의 전해 캐패시터이다; 저항(R7)은 10KΩ 크기고; 저항(R5)은 470KΩ 크기다.
도 8a는 측정회로 구조에 따른 종래의 진공관 오디오 증폭기에서의 전원회로의 출력 전압을 측정한 것을 도시한 것으로, 도 5의 전원회로(50)는 상술한 바와 같이 구성되고, 저항(R6)은 인덕턴스 값이 4H이고 내전류가 200mA인 초크로 대체된다. 도 8a는 고주파 임펄스 노이즈가 DC 전원(B1)의 출력에 동반되고 따라서 진공관 오디오 증폭기가 출력하는 오디오 신호에 고주파의 험을 유발해, 근거리에서 진공관 오디오 증폭기의 사용에 불리한 것을 명확히 나타낸다.
도 8b는 측정회로 구조에 따른 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 전원회로의 출력 전압을 측정한 것을 도시한 것으로, 도 5의 전원회로(50)는 상술한 바와 같이 구성되며, 저항(R6)은 100Ω이다. 도 8은 DC 전원(B1)이 출력한 신호가 임펄스 노이즈를 포함하지 않으며, 이는 근리에서 진공관 오디오 증폭기의 사용을 용이하게 하는 것을 명확히 나타낸다.
도 9a 및 도 9b의 비교는 (도 4에서와 같이) 동일한 조건하에서 DC 전원(B2)이 안티-커플링 회로를 통해 진공관(G1)에 전원을 공급할 때와 DC 전원(B2)이 진공관(G1)에 직접 전원을 공급할 때 간의 단일 접지단자에 잔류 노이즈의 파형 차이를 도시한 것으로, 저항(R2)은 10KΩ 크기고; 저항(R1)은 90KΩ 크기며; 저항(R10)은 100KΩ 크기다; 12AX7 진공관(G1)이 채택되고; 저항(R11)은 33KΩ 크기며; 저항(R12)은 1.5KΩ 크기고; 캐패시터(C13)는 22uF 크기의 전해 캐패시터이고; 저항(R14)은 1MΩ 크기다.
도 9a는 종래의 진공관 오디오 증폭기에서, 캐패시터(C1)가 제거된 단일 접지단자의 잔류 노이즈를 측정한 것을 나타낸다; 즉, RC 안티-커플링 회로(80)의 구조를 소거한 후의 상술한 바와 같은 구성이다. 도 9a는 27.6mV 크기의 P-P 레벨을 수반하는 단일 접지단자에서의 잔류 노이즈 파형을 명확히 표시한다.
도 9b는 측정회로 구조에 따르고 진공관 오디오 증폭기가 필라멘트 전압조절회로를 포함하지 않는 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 단일 접지단자의 잔류 노이즈를 측정한 것을 도시한 것으로, 22uF 크기의 캐패시터(C1)는 저항(R2)으로 구성되어 RC 안티-커플링 회로(80)를 형성하고; 상술한 배열과 같이, 도 9b는 단일 접지단자에서의 잔류 노이즈가 22.8mV로 낮아진다는 것을 명백히 나타낸다.
본 발명은 필라멘트 전압조절회로를 추가하는 것을 더 제공하고, 상기 회로는 LM7806 전압조절회로가 채택된 도 6에 도시된 필라멘트 전압조절회로(90)와 같고; 캐패시터(C93)는 104pF 크기며; 캐패시터(C91)는 470uF 크기의 전해 캐패시터이고; 캐패시터(C92)는 1000uF 크기의 전해 캐패시터이고; 캐패시터(C94)는 104pF 크기다. 도 10은 측정회로 구조에 따른 본 발명의 진공관 오디오 증폭기에서 단일 접지단자의 최종 잔류 노이즈를 측정하는 것을 도시한 것이다. 도 10은 그러한 구성으로 단일 접지단자에서의 잔류 노이즈가 12mV로 더 감소됨을 분명히 보여준다.
상술한 설명에 기초하여, 본 발명의 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법이 제공되며, 이는 접지에 대해 2개의 단일 접지단자를 채택하고 접지 금속 바닥판을 소거하며; 전원에 대해서는, 상술한 3개의 회로와 그 개선을 함께 두어 잔류 노이즈를 대폭 저감하여 진공관 오디오 증폭기의 경량의 데스크탑 모델을 구현한다. 본 발명에 따른 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물 및 방법은 기기의 큰 부피 및 심지어 전력 누설을 초래하는 접지 금속 바닥판을 필요로 하는 종래의 진공관 오디오 증폭기에 비하여 명백한 향상 효과를 갖는다.
당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 상술한 내용은 본 발명의 목적 및 효과를 명확하게 나타내며 결코 국한하지 않다. 더욱이, 본 명세서에 기술된 구성요소는 유사한 기능을 가진 구성요소로 대체될 수 있다; 예를 들어, LM7806 전압 조절기를 안정적인 DC 전원을 생성할 수 있는 다른 회로로 대체할 수 있다. 이러한 간단한 교체는 본 발명의 예측 가능한 효과를 달성할 수 있으며, 본 발명의 기술사상 및 범위를 벗어나지 않는 것으로 간주될 수 있다.
1. 오디오 신호 입력
2. 진공관 증폭회로
3. 오디오 출력 변환회로
4. 스피커
5. 전원회로
6. 접지 금속 바닥판
7. 전원 입력
50. 전원회로
80. 안티-커플링 회로
90. 필라멘트 전압조절회로
2. 진공관 증폭회로
3. 오디오 출력 변환회로
4. 스피커
5. 전원회로
6. 접지 금속 바닥판
7. 전원 입력
50. 전원회로
80. 안티-커플링 회로
90. 필라멘트 전압조절회로
Claims (16)
- 입력 신호에 따른 출력 신호를 제공하기 위해 사용되고, 입력 신호를 증폭시켜 이를 오디오 출력 변환회로로 전달하는 진공관 증폭회로 및 출력 신호를 스피커에 제공하는 오디오 출력 변환회로에 전원을 공급하는 전원회로를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물로서,
진공관 오디오 증폭기는 오디오 출력 변환회로의 음극 출력단자 또는 전원회로의 필터 캐패시터의 음극 단자를 단일 접지단자로 사용하고;
진공관 오디오 증폭기에 있는 모든 접지 접합부들은 상기 단일 접지단자에 연결되며,
상기 단일 접지단자는 PCBA(인쇄회로기판 어셈블리)의 접지단자에만 연결되며 접지 금속 바닥판에 연결되지 않고;
필라멘트 전압조절회로를 통해, 진공관 증폭회로 내의 진공관의 필라멘트에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 제 1 항에 있어서,
전원회로는 초크가 없고, 안티-커플링 회로를 통해 진공관 증폭회로에 전원을 공급하는데 사용되는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 제 2 항에 있어서,
필터 캐패시터의 양극 단자는 전원회로의 출력 전압의 양극 단자에 연결되고, 상기 필터 캐패시터의 인덕턴스 값은 100μF보다 큰 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 제 3 항에 있어서,
전원회로는: 제 1 저항의 단자, 제 2 저항의 단자 및 제 1 정류기의 양극 출력단자에 연결된 제 1 캐패시터의 단자; 상기 제 2 저항의 다른 단자, 상기 필터 캐패시터의 양극 단자 및 상기 출력 전압의 양극 단자에 연결된 제 3 저항의 단자; 제 2 캐패시터의 단자 및 제 4 저항의 단자에 연결된 상기 제 3 저항의 다른 단자; 및 상기 제 1 저항, 상기 제 4 저항, 상기 제 1 캐패시터 및 상기 제 2 캐패시터의 다른 단자, 상기 필터 캐패시터의 음극 단자, 및 상기 단일 접지단자에 연결된 상기 제 1 정류기의 음극 출력단자를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 제 2 항에 있어서,
전원회로는 안티-커플링 회로를 통해 진공관 증폭회로 내의 제 1 증폭단의 제 1 진공관에 전원을 공급하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 제 5 항에 있어서,
안티-커플링 회로는: 제 5 저항의 단자에 연결된 전원회로의 출력단자; 제 3 캐패시터의 단자에 연결된 상기 제 5 저항의 다른 단자; 단일 접지단자에 연결된 상기 제 3 캐패시터의 다른 단자; 적어도 하나의 저항을 통해 제 1 진공관의 바다판에 연결된 상기 제 5 저항의 단자를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 제 2 항에 있어서,
필라멘트 전압조절회로는: 제 4 캐패시터의 단자, 제 5 캐패시터의 단자 및 전압조절회로의 입력단자에 연결되는 제 2 정류기의 양극 단자; 제 6 캐패시터의 단자 및 제 7 캐패시터의 단자에 연결된 전압조절회로의 출력단자; 제 4, 제 6, 제 5 및 제 7 캐패시터의 다른 단자; 및 단일 접지단자에 연결되는 전압조절회로의 접지단자를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 제 7 항에 있어서,
전압조절회로는 LM7806 전압조절 집적회로일 수 있는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 제 7 항에 있어서,
상기 전압조절회로는 LDO(low dropout regulator)일 수 있는 진공관 오디오 증폭기의 접지 구조물. - 입력 신호에 따른 출력 신호를 제공하기 위해 사용되고, 입력 신호를 증폭시켜 이를 오디오 출력 변환회로로 전달하는 진공관 증폭회로 및 출력 신호를 스피커에 제공하는 오디오 출력 변환회로에 전원을 공급하는 전원회로를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법으로서,
오디오 출력 변환회로의 음극 출력단자 또는 전원회로의 필터 캐패시터의 음극 단자를 진공관 증폭회로의 단일 접지단자로 사용하는 단계;
상기 단일 접지단자를 PCBA(인쇄회로기판 어셈블리)의 접지단지에만 연결시키고, 상기 단일 접지단자를 접지 금속 바닥판에 연결시키지 않는 단계; 및
진공관 증폭회로 내의 진공관의 필라멘트에 전력을 공급하기 위해 필라멘트 전압조절회로를 구성하는 단계를 포함하고,
진공관 오디오 증폭기에 있는 모든 접지 접합부들은 상기 단일 접지단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법. - 제 10 항에 있어서,
전원회로는 초크가 없고, 안티-커플링 회로를 통해 진공관 증폭회로에 전원을 공급하는데 사용되는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법. - 제 11 항에 있어서,
필터 캐패시터의 양극 단자는 전원회로의 출력 전압의 양극 단자에 연결되고, 상기 필터 캐패시터의 인덕턴스 값은 100μF보다 큰 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법. - 제 12 항에 있어서,
제 1 저항의 단자, 제 2 저항의 단자, 및 제 1 정류기의 양극 출력단자에 연결되는 제 1 캐패시터의 단자; 상기 출력 전압의 양극 단자에 연결된 상기 제 2 저항의 다른 단자, 상기 필터 캐패시터의 양극 단자 및 제 3 저항의 단자; 제 2 캐패시터의 단자 및 제 4 저항의 단자에 연결된 상기 제 3 저항의 다른 단자; 상기 제 1 저항, 상기 제 4 저항, 상기 제 1 캐패시터 및 상기 제 2 캐패시터의 다른 단자, 상기 필터 캐패시터의 음극 단자 및 상기 단일 접지단자에 연결된 제 1 정류기의 음극 출력단자를 포함하도록 전원회로를 구성하는 단계를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법. - 제 11 항에 있어서,
안티-커플링 회로를 통해 진공관 증폭회로의 제 1 증폭단의 제 1 진공관에 전원을 공급하도록 상기 전원회로를 구성하는 단계를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법. - 제 14 항에 있어서,
제 5 저항의 단자에 연결된 전원회로의 출력단자; 제 3 캐패시터의 단자에 연결된 상기 제 5 저항의 다른 단자; 단일 접지단자에 연결된 상기 제 3 캐패시터의 다른 단자; 및 적어도 하나의 저항을 통해 제 1 진공관의 바닥판에 연결된 상기 제 5 저항의 단자를 포함하도록 상기 안티-커플링 회로를 구성하는 단계를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법. - 제 11 항에 있어서,
제 4 캐패시터의 단자, 제 5 캐패시터의 단자, 및 전압조절회로의 입력단자에 연결된 제 2 정류기의 양극 단자; 제 6 캐패시터의 단자 및 제 7 캐패시터의 단자에 연결된 상기 전압조절회로의 출력단자; 상기 제 4, 제 6, 제 5 및 제 7 캐패시터의 다른 단자; 및 단일 접지단자에 연결된 상기 전압조절회로의 접지단자를 포함하도록 필라멘트 전압조절회로를 구성하는 단계를 포함하는 진공관 오디오 증폭기의 접지 방법.
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