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음향:signal_processor:preamp:preamp_topology
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음향:signal_processor:preamp:preamp_topology [2025/05/05] – [디스크리트 Op-Amp] 정승환음향:signal_processor:preamp:preamp_topology [2025/07/06] (현재) – 정승환
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 결론적으로, 진공관 방식은 높은 신호에서 **THD**가 증가하여 새츄레이션이 많아지고, 원음이 왜곡됩니다. 다만, 진공관 증폭 방식은 **GBW**에는 거의 영향 받지 않습니다.((이러한 넓은 대역폭 때문에 전자렌지에서 높은 주파수로 음식을 가열하는 회로에 아직도 진공관을 사용한다.)) 결론적으로, 진공관 방식은 높은 신호에서 **THD**가 증가하여 새츄레이션이 많아지고, 원음이 왜곡됩니다. 다만, 진공관 증폭 방식은 **GBW**에는 거의 영향 받지 않습니다.((이러한 넓은 대역폭 때문에 전자렌지에서 높은 주파수로 음식을 가열하는 회로에 아직도 진공관을 사용한다.))
  
-  * [[유저위키:믹싱_콘솔:ua_610|UA610]]: UTC O-1 인풋 트랜스포머 밸런스 구성, [[음향:electric_circuit:tube:12ax7|12AX7(Gain)]]+[[음향:electric_circuit:tube:12ay7|12AY7(Output Level)]] 증폭 회로 구성, UTC PA5946 출력 트랜스포머 밸런스 구성+  * [[instrument_wiki:믹싱_콘솔:ua_610|UA610]]: UTC O-1 인풋 트랜스포머 밸런스 구성, [[음향:electric_circuit:tube:12ax7|12AX7(Gain)]]+[[음향:electric_circuit:tube:12ay7|12AY7(Output Level)]] 증폭 회로 구성, UTC PA5946 출력 트랜스포머 밸런스 구성 
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 +<imgcaption 2 center|Tube-tech MP-1A>{{:음향:electric_circuit:20220703-173002.png|Tube-tech MP-1A}}</imgcaption>
  
-<WRAP centeralign box>{{:음향:electric_circuit:20220703-173002.png|TUBE-TECH MP-1A}}\\ 
-[[유저위키:아웃보드:프리앰프:tube-tech_mp1a|Tube-tech MP1A]]</WRAP> 
  
  
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 보통 트랜지스터 방식의 프리앰프는 BJT 트랜지스터를 사용한 방식을 의미합니다. BJT는 다단 증폭기로 사용되며, 하나의 BJT가 약 10-20dB의 증폭량을 제공할 수 있습니다. 이를 여러 단계로 구성하여 총 6개의 BJT를 다단으로 사용하면 최대 60-70dB의 증폭량을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, Neve 1073 같은 유명한 트랜지스터 기반 프리앰프는 이러한 방식으로 강력한 증폭을 구현합니다. 보통 트랜지스터 방식의 프리앰프는 BJT 트랜지스터를 사용한 방식을 의미합니다. BJT는 다단 증폭기로 사용되며, 하나의 BJT가 약 10-20dB의 증폭량을 제공할 수 있습니다. 이를 여러 단계로 구성하여 총 6개의 BJT를 다단으로 사용하면 최대 60-70dB의 증폭량을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, Neve 1073 같은 유명한 트랜지스터 기반 프리앰프는 이러한 방식으로 강력한 증폭을 구현합니다.
  
-BJT 트랜지스터는 진공관이나 Op-Amp(IC)에 비해 입력 임피던스가 작습니다. 따라서 입력 임피던스를 적절하게 매칭할 목적으로 입력 트랜스포머를 내장하기도 하지만, 그래도 여전히 작은 입력 임피던스로 인해 작은 신호에 대해서는 임피던스의 영향을 받아 대역폭 제한을 받을 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해, 출력 임피던스가 높은 마이크(주로 SM7B와 같은 다이내믹 마이크)와는 잘 맞지 않을 가능성이 높습니다.+BJT 트랜지스터는 진공관이나 Op-Amp(IC)에 비해 입력 임피던스가 작습니다. 따라서 입력 임피던스를 적절하게 매칭할 목적으로 입력 트랜스포머를 내장합니다. 이러한 입력 트랜스포머의 특성에 작게 입력되는 신호에 대해서는 입력 임피던스의 영향을 받아 대역폭 제한을 받을 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해, 출력 임피던스가 높은 마이크(주로 SM7B와 같은 다이내믹 마이크)와는 잘 맞지 않을 가능성이 높습니다.
  
-BJT 트랜지스터 방식은 높은 최대 입력 레벨을 가지고 있으며, BJT도 진공관처럼 GBW로 인해 대역폭이 줄어드는 정도가 작기 때문에, 큰 신호가 입력되는 경우 대역폭 제한을 크게 받지 않습니다.+BJT 트랜지스터 방식은 높은 최대 입력 레벨을 가지고 있으며, BJT도 진공관처럼 GBW로 인해 대역폭이 줄어드는 정도가 작기 때문에, 큰 신호가 입력되는 경우의 대역폭 제한을 거의 받지 않습니다.
  
 진공관 프리앰프의 경우, 최대 입력 레벨보다 높은 신호(통상 6dB 더 높아도)가 들어와도 소프트 클리핑이 발생해 신호가 어느 정도 유지되는 특성이 있지만, 트랜지스터는 최대 입력 레벨을 초과하면 하드 클리핑이 발생합니다. 진공관 프리앰프의 경우, 최대 입력 레벨보다 높은 신호(통상 6dB 더 높아도)가 들어와도 소프트 클리핑이 발생해 신호가 어느 정도 유지되는 특성이 있지만, 트랜지스터는 최대 입력 레벨을 초과하면 하드 클리핑이 발생합니다.
  
-BJT 트랜지스터 회로 역시 진공관처럼 DC 바이어스 전압을 크게 걸어야 하지만 그 방식에 약간의 차이가 있습니다. 진공관의 경우 고정된 고전압을 걸고 전류량을 변동하여 증폭량을 조절하지만, BJT 회로는 전압을 변동하여 증폭량을 조절합니다. +BJT 트랜지스터 회로 역시 진공관처럼 DC 바이어스 전압을 크게 걸어야 하지만 그 방식에 약간의 차이가 있습니다. 진공관이나 FET의 경우 고정된 고전압을 걸고 전류량을 변동하여 증폭량을 조절하지만, BJT 회로는 전압을 변동하여 증폭량을 조절합니다. 
  
-BJT 방식도 진공관 방식과 마찬가지로 출력 시 출력 트랜스포머를 거쳐 신호를 전달합니다. 이로 인해 트랜스포머에 의한 왜곡이 발생할 수 있습니다. ((Millennia와 같은 장비는 트랜스포머 대신 Active FET Buffer를 사용하여 밸런스 출력 회로를 구성하기 때문에, 트랜스포머에 의한 새츄레이션이 없고 매우 깨끗하고 투명한 음색을 제공합니다.))+BJT 방식도 진공관 방식과 마찬가지로 출력 시 출력 트랜스포머를 거쳐 신호를 전달합니다. 이로 인해 트랜스포머에 의한 왜곡이 발생할 수 있습니다. ((Millennia와 같은 장비는 트랜스포머 대신 Active FET Buffer를 사용하여 밸런스 입출력 회로를 구성하기 때문에, 트랜스포머에 의한 새츄레이션이 없고 매우 깨끗하고 투명한 음색을 제공합니다.))
  
-  * [[유저위키:아웃보드:프리앰프:neve1073|Neve 1073]]: [[음향:electric_circuit:transformer:li10468|10468]] 인풋 트랜스포머 밸런스 입력 구성((라인 인풋 트랜스포머: 31267)), 6 BJT 트랜지스터 증폭회로, [[음향:electric_circuit:transformer:lo1166|LO1166]] 출력 트랜스포머 밸런스 출력 구성+  * [[instrument_wiki:아웃보드:프리앰프:neve1073|Neve 1073]]: [[음향:electric_circuit:transformer:li10468|10468]] 인풋 트랜스포머 밸런스 입력 구성((라인 인풋 트랜스포머: 31267)), 6 BJT 트랜지스터 증폭회로, [[음향:electric_circuit:transformer:lo1166|LO1166]] 출력 트랜스포머 밸런스 출력 구성 
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 +<imgcaption 3 center|Neve BCM10>{{ :음향:electric_circuit:20220703-173345.png |Neve BCM10}}</imgcaption>
  
-<WRAP box centeralign> 
-{{ :음향:electric_circuit:20220703-173345.png |Neve BCM10}}\\ 
-[[유저위키:믹싱_콘솔:nevebcm10|Neve BCM10]]</WRAP> 
  
  
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   * 하드 클리핑   * 하드 클리핑
  
-FET는 **전계 효과 트랜지스터**(Field Effect Transistor)로, 진공관과 비슷한 방식으로 동작하지만, 증폭 특성이나 음색은 진공관과 다릅니다. FET는 진공관과 비슷하게 고정된 높은 전압을 걸고 전류량을 조절하여 증폭량을 컨트롤합니다. 하나의 FET 로 진공관보다는 증폭량이 적은 20~30dB 정도의 증폭이 가능합니다. 이 방식은 진공관의 동작 방식과 유사하며, 진공관과 달리 내부 구조가 단순하여 더 작고 경제적인 장점이 있습니다. 즉, 전기적인 규모만 축소하여 진공관 대신 FET를 사용할 수 있습니다.+FET는 **전계 효과 트랜지스터**(Field Effect Transistor)로, 진공관과 비슷한 방식으로 동작하지만, 증폭 특성이나 음색은 진공관과 다릅니다. FET는 진공관과 비슷하게 고정된 높은 전압을 걸고 전류량을 조절하여 증폭량을 컨트롤합니다. 하나의 FET 로 20~30dB 정도의 증폭이 가능합니다. 이 방식은 진공관의 동작 방식과 유사하며, 진공관과 달리 내부 구조가 단순하여 더 작고 경제적인 장점이 있습니다. 즉, 전기적인 규모만 축소하여 진공관 대신 FET를 사용할 수 있습니다.
  
 FET는 주로 단일 소자로 사용하는 경우가 많으며, BJT처럼 다단계로 증폭하지 않는 것이 일반적입니다. 그 이유는 FET가 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스 특성을 갖기 때문에, 다단 증폭이 필요하지 않거나 오히려 비효율적일 수 있기 때문입니다. 또한 FET는 증폭 특성이 일정하지 않기 때문에 여러 개를 다단계로 연결하는 것은 일반적이지 않습니다. FET 가 높은 입력 임피던스를 가지기 때문에 입력 트랜스포머 구성도 필요 없습니다. FET는 주로 단일 소자로 사용하는 경우가 많으며, BJT처럼 다단계로 증폭하지 않는 것이 일반적입니다. 그 이유는 FET가 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스 특성을 갖기 때문에, 다단 증폭이 필요하지 않거나 오히려 비효율적일 수 있기 때문입니다. 또한 FET는 증폭 특성이 일정하지 않기 때문에 여러 개를 다단계로 연결하는 것은 일반적이지 않습니다. FET 가 높은 입력 임피던스를 가지기 때문에 입력 트랜스포머 구성도 필요 없습니다.
  
-FET는 일반적으로 입력/출력 버퍼회로로 사용되거나 **마이크 회로**에서 **임피던스 컨버터**로 많이 사용됩니다. 이는 **마이크에서 발생하는 고임피던스 신호를 저임피던스 신호로 변환**하여 오디오 장비로 전달할 수 있게 해주는 역할입니다. FET의 증폭량이 크지 않음에도 불구하고 임피던스 컨버터 역할로는 충분한 이유는, 큰 증폭이 필요가 없고, 신호 전송을 위해 적절한 임피던스 변환만 필요하기 때문입니다. 따라서, 마이크에 사용된 FET 회로는 임피던스 컨버터로써 일반적으로 20dB의 증폭을 하여 10:1 출력 트랜스포머로 다시 20dB를 감압하는 방식으로 사용하여 임피던스를 변환하는 역할로 사용됩니다.+FET는 일반적으로 **마이크 회로**에서 **임피던스 컨버터**로 많이 사용됩니다. 이는 **마이크에서 발생하는 고임피던스 신호를 저임피던스 신호로 변환**하여 오디오 장비로 전달할 수 있게 해주는 역할입니다. FET의 증폭량이 크지 않음에도 불구하고 임피던스 컨버터 역할로는 충분한 이유는, 큰 증폭이 필요가 없고, 신호 전송을 위해 적절한 임피던스 변환만 필요하기 때문입니다. 따라서, 마이크에 사용된 FET 회로는 임피던스 컨버터로써 일반적으로 20dB의 증폭을 하여 10:1 출력 트랜스포머로 다시 20dB를 감압하는 방식으로 사용하여 임피던스를 변환하는 역할로 사용됩니다.
  
 또한 FET 기반의 인라인 프리앰프는 특히 **리본 마이크**나 **다이내믹 마이크**와 같이 고 임피던스 신호를 가진 마이크에서 사용됩니다. 대표적인 FET 기반 인라인 프리앰프로는 **Cloudlifter**, **Radial McBooster**, **Royer dBooster**, **SE Dynamite** 등이 있으며, 마이크 신호를 적절히 증폭해 믹서나 오디오 인터페이스로 보내기 위해 사용됩니다. 또한 FET 기반의 인라인 프리앰프는 특히 **리본 마이크**나 **다이내믹 마이크**와 같이 고 임피던스 신호를 가진 마이크에서 사용됩니다. 대표적인 FET 기반 인라인 프리앰프로는 **Cloudlifter**, **Radial McBooster**, **Royer dBooster**, **SE Dynamite** 등이 있으며, 마이크 신호를 적절히 증폭해 믹서나 오디오 인터페이스로 보내기 위해 사용됩니다.
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 또한, 디스크리트 Op-Amp는 회로 설계의 유연성을 높여 다양한 응용 분야에 적합하도록 조정할 수 있는 장점도 가지고 있습니다. **즉, 회로에서 고장률이 높은 신호 경로만 따로 Op-Amp라는 모듈형으로 제작하여 수리 및 정비성을 높힌 것에 의미가 있습니다.** 또한, 디스크리트 Op-Amp는 회로 설계의 유연성을 높여 다양한 응용 분야에 적합하도록 조정할 수 있는 장점도 가지고 있습니다. **즉, 회로에서 고장률이 높은 신호 경로만 따로 Op-Amp라는 모듈형으로 제작하여 수리 및 정비성을 높힌 것에 의미가 있습니다.**
  
-   * [[유저위키:아웃보드:프리앰프:api_312|API312]]: 2622 인풋 트랜스포머 밸런스 입력 구성, [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:api2520|API2520]] Op-amp 증폭 구성, 2503 출력 트랜스포머 밸런스 출력 구성 +   * [[instrument_wiki:아웃보드:프리앰프:api_312|API312]]: 2622 인풋 트랜스포머 밸런스 입력 구성, [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:api2520|API2520]] Op-amp 증폭 구성, 2503 출력 트랜스포머 밸런스 출력 구성 
-   * [[유저위키:아웃보드:프리앰프:neve_1081|Neve1081]]: [[음향:electric_circuit:transformer:li10468|10468]] 인풋 트랜스포머 밸런스 입력 구성((라인 인풋 트랜스포머: 31267)), [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:ba338|BA338]] Op-amp 증폭 구성, LO2567 출력 트랜스포머 밸런스 출력 구성+   * [[instrument_wiki:아웃보드:프리앰프:neve_1081|Neve1081]]: [[음향:electric_circuit:transformer:li10468|10468]] 인풋 트랜스포머 밸런스 입력 구성((라인 인풋 트랜스포머: 31267)), [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:ba338|BA338]] Op-amp 증폭 구성, LO2567 출력 트랜스포머 밸런스 출력 구성 
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 +<imgcaption 4 center|API 512c>{{ :음향:electric_circuit:20220703-173213.png |API 512c}}</imgcaption>
  
  
-<WRAP centeralign box>{{ :음향:electric_circuit:20220703-173213.png |API 512c}}\\ 
-[[유저위키:아웃보드:프리앰프:api_512c|API 512c]]</WRAP> 
  
 =====Op-Amp(IC)===== =====Op-Amp(IC)=====
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 ---- ----
  
-<WRAP box centeralign> +<imgcaption 5 center|싱글 입력/차동 출력 OP-Amp>{{:음향:signal_processor:preamp:20241207-164737.png|싱글 입력/차동 출력 OP-Amp}}</imgcaption>
-{{:음향:signal_processor:preamp:20241207-164737.png}}\\ +
-싱글 입력/차동 출력 OP-Amp +
-</WRAP>+
  
-<WRAP box centeralign> +<imgcaption 6 center|차동 입력/차동 출력 OP-amp>{{:음향:signal_processor:preamp:20241207-164842.png|차동 입력/차동 출력 OP-amp}}</imgcaption>
-{{:음향:signal_processor:preamp:20241207-164842.png}}\\ +
-차동 입력/차동 출력 OP-amp +
-</WRAP>+
  
-<WRAP box centeralign> +<imgcaption 7 center|싱글 입력/싱글 출력 Op-amp에 차동 입력을 위한 입력 회로, 차동 출력을 위한 출력 회로를 추가하는 경우>{{:음향:signal_processor:preamp:20250214-135900.png|싱글 입력/싱글 출력 Op-amp에 차동 입력을 위한 입력 회로, 차동 출력을 위한 출력 회로를 추가하는 경우}}</imgcaption>
-{{:음향:signal_processor:preamp:20250214-135900.png}}\\ +
-싱글 입력/싱글 출력 Op-amp에 차동 입력을 위한 입력 회로, 차동 출력을 위한 출력 회로를 추가하는 경우 +
-</WRAP>+
  
 **Op-Amp(IC)**를 이용한 **마이크 프리앰프**는 허용 입력 임피던스가 대부분 아주 높기 때문에, 작은 신호가 들어와도 **대역폭**의 손실 없이 매우 감도 높게 신호가 증폭됩니다.  **Op-Amp(IC)**를 이용한 **마이크 프리앰프**는 허용 입력 임피던스가 대부분 아주 높기 때문에, 작은 신호가 들어와도 **대역폭**의 손실 없이 매우 감도 높게 신호가 증폭됩니다. 
줄 153: 줄 143:
 **Op-Amp(IC)** 마이크 프리앰프의 경우 신호의 **DC 바이어스 전압**이 **BJT**나 진공관 방식에 비해 크지 않기 때문에 진공관이나 트랜지스터처럼 출력 트랜스포머는 필요 없습니다. 하지만 싱글형 **Op-Amp** 설계인 경우에는 밸런스 입력으로 들어온 신호를 언밸런스 신호로 변환해야 하므로 **입력 트랜스포머**를 사용하는 경우도 있습니다. **차동 입력 IC**를 사용하는 경우에는 입력 트랜스포머가 필요 없습니다. **Op-Amp(IC)** 마이크 프리앰프의 경우 신호의 **DC 바이어스 전압**이 **BJT**나 진공관 방식에 비해 크지 않기 때문에 진공관이나 트랜지스터처럼 출력 트랜스포머는 필요 없습니다. 하지만 싱글형 **Op-Amp** 설계인 경우에는 밸런스 입력으로 들어온 신호를 언밸런스 신호로 변환해야 하므로 **입력 트랜스포머**를 사용하는 경우도 있습니다. **차동 입력 IC**를 사용하는 경우에는 입력 트랜스포머가 필요 없습니다.
  
-  * [[유저위키:믹싱_콘솔:ssl_4000g|SSL4000G]] Input Mic Preamp: LM394 트랜지스터로 차동 입력 구성, [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:ne5534|NE5534]] 싱글 입출력 Op-Amp((4개)), TL052 Op-Amp로 밸런스 출력 구성(DC 커플링 캐패시터 없음) +  * [[instrument_wiki:믹싱_콘솔:ssl_4000g|SSL4000G]] Input Mic Preamp: LM394 트랜지스터로 차동 입력 구성, [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:ne5534|NE5534]] 싱글 입출력 Op-Amp((4개)), TL052 Op-Amp로 밸런스 출력 구성(DC 커플링 캐패시터 없음) 
-  * [[유저위키:아웃보드:프리앰프:focusrite_isa110|Focusrite ISA]]: [[음향:electric_circuit:transformer:ll1538|LL1538]] 인풋 트랜스포머로 밸런스 입력 구성, [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:ne5534|NE5534]] 싱글 입출력 Op-amp +  * [[instrument_wiki:아웃보드:프리앰프:focusrite_isa110|Focusrite ISA]]: [[음향:electric_circuit:transformer:ll1538|LL1538]] 인풋 트랜스포머로 밸런스 입력 구성, [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:ne5534|NE5534]] 싱글 입출력 Op-amp 
-  * [[유저위키:아웃보드:프리앰프:neve_88rlb|Neve 88R]]: Belclaire 1:2 인풋 트랜스포머로 밸런스 입력 구성, [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:ne5534|NE5534]] 싱글 입출력 Op-amp +  * [[instrument_wiki:아웃보드:프리앰프:neve_88rlb|Neve 88R]]: Belclaire 1:2 인풋 트랜스포머로 밸런스 입력 구성, [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:ne5534|NE5534]] 싱글 입출력 Op-amp 
-  * [[유저위키:아웃보드:프리앰프:grace_design_m108|Grace Design M108]]: [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:that1583|THAT1583]] 차동 입출력 Op-amp +  * [[instrument_wiki:아웃보드:프리앰프:grace_design_m108|Grace Design M108]]: [[음향:electric_circuit:solid_state:op-amp:that1583|THAT1583]] 차동 입출력 Op-amp
- +
-<WRAP centeralign box>{{음향:hardware:outboard:preamp:pasted:20220113-042502.png|Focusrite ISA One}}\\ +
-Focusrite ISA One</WRAP> +
- +
-=====하이브리드====== +
- +
-방식을 조합한 회로 구성을 말한다. 루퍼트 니브와 같은 경우 Op-Amp 회로에 의한 구성에 출력 트랜스포머를 추가함으로써 THD에 의한 새츄레이션을 추가하기도 한다. +
- +
-{{ :음향:signal_processor:preamp:20241207-165153.png }}+
  
-{{ :음향:signal_processor:preamp:20240831-032731.png }}+<imgcaption 8 center|Focusrite ISA One>{{음향:hardware:outboard:preamp:pasted:20220113-042502.png|Focusrite ISA One}}</imgcaption>
  
 {{tag>프리 앰프 회로 토폴로지}} {{tag>프리 앰프 회로 토폴로지}}
  
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