앰프 역할과 기능

앰프(amp)는 입력되는 신호를 사람들이 들을 수 있도록 소리를 증폭시키는 기기로 우리말로는 증폭기라고 한다. 따라서 소리가 나오는 모든 기기에는 이 앰프가 장착되어 있다. 앰프의 가장 기본적인 기능은 소리 자체를 키우는 것이다.

 

이론과 실제의 차이

 

앰프의 원래 단어는 앰플리파이어(amplifier)이다. 사전적 정의에서 알 수 있듯이 앰프 본연의 기능은 작은 신호를 더 크게 만들어주는 것이다. 그리고 이 기능에 더해서 음원을 발생하는 기기를 선택할 수 있는 '셀렉터'의 기능과 음량이나 음색을 조절할 수 있는 '컨트롤' 기능 등이 추가된 개념이 앰프이다. 원천적으로 살펴보면 이 앰프라는 것이 그 세계가 워낙 깊고 다양해서 어떤 이들은 이 앰프의 연구나 제작 등에 평생을 바치기도 한다. 하지만 사용자들도 노력만 한다면 어느 정도 자신이 사용하고 있는 앰프의 대략적인 특징 정도는 파악할 수 있다. 앰프에 활용되는 기술이 워낙 전문적이고 고급적인 영역이라 전자이론 등을 공부한 사람이 아니라면 그만큼 실제와 이론 사이의 장벽을 허물지 못하는 것이 이 앰프이다. 전문가 따로, 애호가 따로 존재하는 식이다. 실제로 앰프에 대한 이론적 접근이나 설명을 들어보면 일반인들은 그 내용을 따라가지 못하는 경우가 대부분이다. 하지만 이는 어디까지나 이론적 접근방식이다. 오로지 음악감상이나 소리 듣는 것을 취미로 하는 애호가들에게는 이론적 설명은 단지 장식에 불과할 뿐이다. 

 

본연의 기능

 

앰프 본래의 기능은 음원발생장치에서 생성된 작은 신호를 크게 해서 스피커를 울리게 하는 것이다. 스피커가 울려야 사람들이 그 소리를 들을 수 있기 때문이다. 앰프는 전류를 공급하는 부위와 받은 신호를 증폭시키는 부위로 구성된다. 증폭 과정에서는 원래 받은 신호에 따라 새로이 확대신호를 만들어서 사람들이 들을 수 있는 신호로 만들어낸다. 일종의 복사기처럼 원래의 내용을 새로운 곳(복사기의 경우는 종이에 해당)에 정해진 비율에 따라 커진 또 하나의 내용을 만들어 내는 것이다.

 

앰프로 흘러들어온 전압신호는 그 정확성을 기하기 위해 대개는 여러 단계를 통해서 정교한 보정 작업이 이루어진다. 보정 작업이 이루어지면서 증폭 과정이 함께 이루어지는 것이다. 이 때 주의해야 할 것이 갑작스러운 큰 신호이다. 앰프에서는 이런 급작스러운 큰 신호에 대처하기 위해 원활한 전류를 공급해주는데, 그 역할을 하는 것이 앰프의 전원부이다. 우리가 앰프를 열었을 때 가장 먼저 눈에 띄는 것이 전원트랜스와 콘덴서인데 이 부품들이 바로 전원부의 핵심부품이다. 

 

신호의 증폭은 앰프의 부품 중에서 진공관 또는 트랜지스터가 담당한다. 이 과정에서는 스피커를 움직이도록 전류를 크게 한다. 특히 트랜지스터는 크기가 매우 작아서 눈에 잘 띄지 않는다. 이 트랜지스터의 모양은 대개가 세 개의 다리가 달린 직사각형 모양의 형태를 취하고 있거나 또는 원통에 날개가 달린 형태를 가진 것도 있다.

 

증폭 소자의 동작 원리

 

원래 들어온 신호에 비례해서 전기 또는 전자의 흐름을 늘리는 증폭은 증폭 소자에 의해서 이루어지는데 일반적으로 증폭소자로 대부분 사용되는 것이 트랜지스터라는 부품이다. 이 트랜지스터에는 바이폴라 트랜지스터와 FET가 있다. 그중 흔하게 사용되는 것이 바이폴라 트랜지스터인데, 이는 3개의 반도체가 접합된 구조를 띠고 있다. 이 트랜지스터에 의해 증폭이 일어나는 과정은 간단하다. 즉 각 반도체 중 하나의 반도체에 전류가 흐르게 되면 그에 비례해서 다른 반도체에 기존 전류보다 확장된 전류가 흐르면서 증폭이 일어나는 것이다. 

 

또 다른 증폭소자인 진공관의 경우에는 열이 가해진 음극에서 양극으로 전자가 흘러가는 원리를 이용했다. 원래 2극관이었지만 음극과 양극의 가운데에 그리드가 추가된 3극관이 발명되면서부터는 이 그리드에 의해 음극에서 양극으로 흐르는 전자의 양을 조절할 수 있게 되었다. 

 

요즘에는 대부분의 전자기기 등에서 트랜지스터가 일반화되었기 때문에 진공관은 구세대의 유물쯤으로 여겨지고 있다. 하지만 구세대의 증폭소자임에도 불구하고 여전한 증폭소자로서 역할을 하고 있다. 진공관은 설계상의 까다로움이나 낮은 능률과 왜곡 등의 여러 단점이 있는 것이 사실이나 순수하게 소리적 관점에서 보면 트랜지스터가 구현하지 못하는 진공관 특유의 청각적 특징이 있기 때문이다. 

 

스펙(Specification)

 

앰프가 음원에서 발생되는 원음을 그대로 재생해서 증폭시키면서 왜곡이 일어날 수 있다. 그 왜곡 현상이 얼마나 최소화되고 가장 원음에 가깝게 소리를 재생할 수 있느냐의 여부는 앰프 자체의 스펙에 달려 있다. 따라서 앰프를 활용해서 소리를 듣고자 하는 사람들은 앰프의 스펙을 보고 앰프의 재생품질을 가늠해 볼 수 있다. 이런 앰프의 스펙들로는 다음과 같은 것들이 있다.

 

1. 출력

 

출력은 앰프가 전력을 만들어 내는 능력을 말하며 단위로는 '와트(W)'를 사용한다. 따라서 앰프의 출력이 높다는 것은 그만큼 큰 소리를 발생시킬 수 있다는 뜻이며 또한 큰 소리를 내기 위해 보다 많은 증폭소자가 장착되어 있다는 것을 의미한다. 하지만 이런 출력이 제대로 된 의미를 가지려면 출력수치 보다는 왜곡이 어느 정도로 최소화되느냐(THD)가 같이 고려되어야 한다. 도로에서 크게 울려대는 자동차의 경적 소리는 분명 높은 출력이지만 그렇다고 음악적인 의미를 갖는 소리는 아니다. 그래서 실효출력(정격출력)이라는 것이 더 의미를 갖는다. 이 실효출력이라는 것은 정해진 왜곡율을 벗어나지 않는 상태에서 최소 30초 동안 발생 시킬 수 있는 출력을 의미한다. 

 

2. 왜율

 

왜율은 왜곡율을 의미한다. 즉 앰프가 소리를 낼 때 본래 유입된 소리에서 얼마나 벗어나는가를 나타낸다. 실제적으로 모든 앰프의 왜곡율은 제로 상태가 될 수가 없으므로 앰프에서는 출력과 함께 이 왜율을 같이 표시한다. 이 왜율은 통상적으로는 전고조파왜율(THD)로 표기하는데 증폭과정에서 생성되는 고조파 변형 비율을 출력대비 %로 표시한 수치를 말한다. 일반적으로 THD가 5%가 되기 전까지는 음이 변질되었다라는 점을 느끼기가 어렵다.

 

3. S/N 비율

 

잡음에 대한 출력신호 비율을 데시벨로 나타낸 수치가 S/N 비율이다. 이 비율이 높으면 동일 출력 조건에서 유입되는 잡음의 비율이 적다는 의미가 된다. 이 비율은 신호의 순도를 나타내는 것이기 때문에 수치가 높아야 좋다고 말할 수 있다.

 

4. 댐핑팩터

 

앰프가 스피커를 제어하는 정도를 나타낸 수치이다. 보통은 스피커의 임피던스 값을 앰프의 출력 임피던스 값으로 나눈 값으로 표시된다. 이에 따라서 앰프의 출력 임피던스값이 낮으면 스피커를 소스신호에 있는 대로 정확하게 제어할 수 있다. 한 때는 스피커를 제어하는 척도로 사용되었으며 또한 전원부의 용량과 품질에도 크게 영향을 받는 부분이기도 하다. 

 

5. 재생주파수 대역

 

재생주파수 대역은 말 그대로 재생 가능한 주파수 대역을 의미한다. 이 스펙은 스피커 자체적으로 볼 때는 매우 중요한 척도가 되지만 앰프에서 볼 때에는 그다지 큰 의미를 갖지는 못한다. 왜냐하면 대부분의 음악재생용 앰프는 음원에서 유입되는 모든 대역을 커버할 수 있기 때문이다.