베이스 앰프의 Gain과 Volume의 차이에 대하여

베이스 앰프에 보면, 입력 측에 Gain 이 있고 이것으로 소리 크기를 조절할 수 있습니다. 또한 출력 쪽에도 Master volume, 또는 그냥 Volume이 있고 이것으로도 소리 크기를 조절할 수 있습니다. 일반적으로 사람이 생각하기에는 볼륨 조절은 원래 하나로만 하면 되는데, 대체 왜 2개가 있을까요? 그리고 뭘 어떻게 조절해야 제대로 하는 걸까? 하는 의문이 들기 시작합니다. 사람이 생각하기에 정말 편한 볼륨 조절 방식은 당연히 볼륨 1개만 있는 경우일 것 입니다. 하지만 대다수의 정상적인 베이스 앰프라면, 입력에 Gain 출력에 Volume 이렇게 되어 있습니다. 이렇게 되어 있는 이유는 다름이 아니고 “가장 좋은 소리를 얻기 위함” 입니다.그리고 그 좋은 소리를 얻기 위해서 좀 이해와 공부가 필요할 뿐입니다.

프리앰프와 파워앰프입니다. 베이스 기타의 출력은 매우 작기 때문에, 프리앰프를 통해서 일단 살짝 증폭을 합니다. 파워앰프가 증폭할 수 있는 최소 신호가 되도록 말이죠, 그리고 파워앰프는 그 증폭된 신호를 받아서 2차 증폭을 합니다. 스피커로 낼 수 있는 큰소리로요. 여기서 의문. 대체 왜 증폭을 1번에 안하고 2번에 걸쳐 하는가? 1번에 걸쳐서 하면 그냥 한번 증폭(Gain)으로만 볼륨 조절을 하면 되지 않느냐. 그러면 모든 것이 해결되지 않느냐? 생각할 수 있습니다. 2번에 걸쳐 증폭하는 이유는, 전기 효율 때문입니다.

일단 프리앰프는 톤의 퀄리티에 맞춰서 설계가 되어 있습니다.포인트가 톤퀄리티이기 떄문에 전기적 효율은 매우 떨어지게 되어 있습니다. 전기를 많이 투입해서 좋은 소리를 얻는데에 포인트가 맞춰져 있는거죠. 전기를 많이 먹어도 “좋은 소리”를 얻는 것에 촛점이 맞춰져 있습니다. 하지만 프리앰프이기 때문에 파워앰프만큼 전기를 먹지는 않습니다. 그리고 프리앰프가 사용하는 Gain 노브는 실제 증폭량을 결정하는 전기 투입량을 말합니다. 따라서 프리앰프 회로는 Gain 노브에 따라서 전기 투입량 및 증폭량이 달라지는 회로 입니다. 혹시 컴퓨터 파워 서플라이나, 아답터 에 대해서 잘 아시는 분들의 경우 “300W 파워 라고 했을 때 200W 정도에서 가장 품질 좋고 효율 좋은 전기가 나온다.”라는 이야기 들어보신 분 있으신지? 만약 300W 파워인데 전기를 280W 정도 끌어 쓰면 파워가 힘들어하고 효율도 안나오구요. 프리앰프도 이와 비슷합니다. 프리앰프를 구성한 회로는 회로의 물성 자체가 고정된 수치들을 가지고 있기 때문에, 전기 투입량이 바뀌어서 증폭량이 달라져도 그 회로가 원활히 움직이기 위한 전기 규모는 정해져 있습니다.(회로 자체가 변하는 것은 아니기 때문에, 회로가 가진 부품의 저항의 주파수 별 총합을 회로의 “임피던스” 라고 합니다. 회로 자체가 가지는 주파수 별 전기에 대한 저항력인 것입니다. 그래서 이 회로의 기본 “임피던스” 를 이겨낼 수 있는 소리 신호의 크기와 전기 동작 규모가 필요해집니다. 그렇지 않으면 주파수 별 저항인 임피던스에 의해서, 변형된 주파수 반응이 생겨날 것입니다. 저음이나 고음이 더 깍인다던지. 쉽게 말해서 왜곡되지 않고, 변형되지 않은 원래의 주파수 반응을 얻어내기 위함입니다.) 그래서, 회로에 전기가 가장 원활하게 잘 동작해서 좋은 소리를 내는 전기 규모가 정해져 있습니다. 프로 오디오에서는 이 전기 규모를 공칭 레벨이나 레퍼런스 레벨, +4dBu라고 이야기를 합니다.

그러나 게인이 높아져서 그 프리앰프의 증폭 한계(Max input level 또는 DC 바이어스)에 소리가 근접하게 되면 소리가 찌그러지게 되구요, 또한 증폭이 많을수록 왜곡이 점점 많이 첨가 됩니다.

그런데 왜곡을 피하자고 증폭을 아주 살짝만 하려니 노이즈 플로어가 걸립니다. 프리앰프는 기본적으로 노이즈가 존재하고 그걸 노이즈 플로어라고 하는데, 소리를 왜곡을 피하자고 적게 증폭하면, 상대적으로 노이즈가 크게 들리는 것이죠.

그래서 최적의 신호대 잡음비를 얻기 위해서 충분히 게인을 줘서 좋은 신호를 얻게 됩니다.

다시 말해서 가장 좋은 게인의 지점은, 소리가 노이즈 플로어보다 높으면서도, 프리앰프 증폭 한계에서도 아래쪽에 있어서 왜곡도 잘 안되는 그런 게인의 지점입니다.

그것을 전문 용어로는 표준 라인 레벨, 스윗스팟 등으로 이야기 합니다. 그래서 세상에 전부 다른 출력을 내어주는 베이스 기타의 출력을 해당하는 “제일 좋은 전기규모 출력“으로 만들어주기 위해서 Gain 노브로 그 규모를 결정해야 합니다.

악기에 따라 출력이 다 천차만별이므로, 악기마다 좋은 톤을 얻는 라인 레벨을 얻어내는 Gain 값은 다 틀리리라 생각됩니다.

만약 이 지점에서 Gain이 더 들어가면 Overdrive, 덜 들어가면 NOT YET 이 되는거죠. 게인이 너무 높아 오버드라이브 되면 소리가 왜곡되고, 게인이 낮으면 소리가 뚜렷하지 않고 멍청해집니다.

이게 바로 프리앰프와 Gain 입니다.

파워앰프는 프리앰프와는 조금 다르게 동작합니다. 일단 파워앰프가 다루는 전기 규모는 프리앰프와는 다르게 매우 큽니다. 그래서 전기 규모를 가변하지 않습니다. 항상 일정한 증폭을 하게 되어 있습니다. 100% 풀파워로 동작을 한다고 이야기를 하는 사람들도 있는데, 그것은 아니고, 아마 파워앰프가 할 수 있는 최대 증폭은 아니고, 소리가 가장 좋고 가장 전기 효율이 좋은 지점으로 일정하게 증폭하고 있을 것입니다. 예를 들면 아까 말했듯이 컴퓨터 파워 서플라이가 300W 짜리면 200W 전기를 생산하는게 효율이 좋기 때문에 200W 생산으로만 고정해서 돌아가는 것과 비슷하다고 생각하시면 됩니다. 그러면 볼륨 조절은 무엇이냐면 그것을 그냥 Atttenuator 해주는 겁니다. 가변 저항 등의 회로를 통해 출력을 그냥 “깎는” 역할이라고 보시면 됩니다. 프리앰프에서 증폭된 톤을 파워앰프로 들여보내기 전에 일종의 가변저항 등으로 그 소리를 줄여서 보내게 되는 것입니다. Trim 이라는 용어도 사용합니다.

파워앰프는 항상 최대 효율을 내는 최대 증폭으로 풀로 동작하고 있고, 그 소리를 그냥 줄이는 것이 볼륨 노브가 하는 일이라는 이야기입니다.

왜냐하면 전기 규모가 프리앰프보단 매우 크고, 또 앰프 설계 자체도 프리앰프처럼 고퀄리티 설계보단 전기적인 효율(전기 소모를 아주 적게 하도록) 만들어진 앰프 이기 때문입니다. 만약 프리앰프와 같은 설계로 파워앰프를 만들면 부품도 아주 크게 아주 많이 써야 할 것이고, 전기도 상상초월할 만큼 소모하니까요.¹⁾

하여간, 파워앰프는 Gain 같은 것을 넣어서 전기를 가변할 수 없고, 또 그냥 설계상 가장 좋은 소리를 내는 지점에서 최대 증폭을 하고 있는 상태에 입력을 볼륨 노브를 통해서 소리 크기를 조절합니다.

따라서, 결론이 나옵니다.

1. 프리앰프로 가장 좋은 스윗스팟을 찾아낸다(노미널 레벨) - 즉 톤을 잡는 것에 사용한다. 때로는 음악을 위해 오버드라이브 시킬 수도 들 드라이브시킬 수도 있고, 스윗스팟에 게인이 와야 다른 악기들에 묻히지 않는 또렷한 소리를 얻을 수 있다. 만약 베이스 앰프를 통해서 나오는 소리가 다른 악기에 묻혀 웅웅거린다면 그것은 게인이 덜 올라간 것일 수도 있다.
2. 파워앰프로 그 공간이나 소리 규모에 맞는 볼륨으로 다른 악기들과의 밸런스를 맞춘다. -즉 소리의 크기를 결정한다.