by Mike Rivers

번역: 정승환

아마도 “마이크 프리앰프“라는 용어는 익숙할 것입니다. 온라인 포럼에서 누군가가 당신에게 프리앰프가 필요하다고 하거나 더 좋은 프리앰프가 필요하다고 말했을 수도 있습니다. 혹은 당신의 보컬을 Tony Bennett처럼 부드럽고 James Brown처럼 강렬하게 만들어줄 “마법의 총알”을 찾고 있을지도 모릅니다. 그렇다면 마이크 프리앰프란 무엇이며, 그것의 장점, 단점, 그리고 문제점은 무엇일까요?

약 35년 전만 해도 마이크 프리앰프는 당연한 것으로 여겨졌습니다. 모든 스튜디오에는 콘솔이 있었고 모든 콘솔에는 마이크 프리앰프가 있어 특정 콘솔의 소리에 크게 기여했습니다. 그러나 현대의 컴퓨터(DAW)를 중심으로 한 스튜디오에서는 종종 콘솔이 없습니다. 그럼에도 불구하고 우리는 여전히 마이크로 녹음을 하기 때문에 마이크 프리앰프의 필요성은 여전히 존재합니다.

1987년 10월, 인기 있는 무역 잡지의 “1988년 신제품” 목록에는 단 세 개의 독립형 마이크 프리앰프만 나열되어 있었습니다. Focusrite에서 두 개(사실상 동일한 회로를 두 가지 방식으로 포장)와 Innovative Audio Systems(현재 Demeter Amplification로 알려짐)에서 하나였습니다. 재미있게도 두 회사는 여전히 마이크 프리앰프를 제작하고 있지만 지난 25년 동안 많은 회사들이 등장했다가 사라졌습니다. 오늘날 우리는 저렴하지만 기능적인 제품부터 고급스러운 싱글 채널 및 멀티 채널 박스까지 다양한 전자 및 음향 특성을 가진 독립형 마이크 프리앰프를 선택할 수 있습니다.

마이크는 소리 압력을 전압으로 변환하지만, 그 전압은 매우 작습니다. 일반적인 대화 목소리는 몇 mV에 불과하며, 큰 목소리나 악기 근처에서는 약 100mV까지 올라갑니다. 이를 “마이크 레벨“이라고 부릅니다. 대부분의 녹음 장치(테이프 데크, 전문 사운드 카드 또는 독립형 A/D 컨버터)는 “라인 레벨“이라고 부르는 범위에서 작동합니다(+4dBu, 약 1.23V). 따라서 마이크의 낮은 전압을 라인 레벨 장치와 호환되도록 증폭해야 하며, 이것이 바로 마이크 프리앰프의 역할입니다. “프리“라는 이름은 다른 앰프 앞에 놓이는 앰프라는 점에서 유래되었습니다.

좋은 마이크 프리앰프를 설계하는 것은 상당한 기술적 도전 과제입니다. 0에서 최대 75dB까지 증폭을 제공하면서도 최소한의 잡음을 유지하고, 케이블에서 유도된 전기적 잡음을 제거하며, 강렬한 드럼 소리부터 섬세한 현악기 소리까지 왜곡이나 원하지 않는 색조 없이 깨끗하게 증폭해야 합니다.

컴퓨터의 내장 사운드 카드나 휴대용 녹음기는 일반적으로 마이크 레벨 입력을 가지고 있지만, 스튜디오용 마이크와 잘 작동하도록 설계된 경우는 드뭅니다. 많은 전문 컴퓨터 오디오 인터페이스(고급 사운드 카드)와 TASCAM 또는 Akai 같은 독립형 오디오 워크스테이션에는 내장된 마이크 프리앰프가 있습니다. 일부 내장된 프리앰프는 괜찮게 들릴 수 있지만, 다른 경우에는 기능적이지만 품질 면에서 부족할 수 있습니다. 저렴한 장비에 있는 미흡한 품질의 프리앰프는 품질을 중시하는 엔지니어들이 대안을 찾게 만들었고, 오디오 장비 산업의 새로운 분야인 외장 마이크 프리앰프가 탄생하게 되었습니다.

오늘날 “프리앰프“라는 용어를 사용할 때 우리는 단순히 증폭 기능뿐만 아니라 박스나 제품 자체를 의미하는 경우가 많습니다. 외장 마이크 프리앰프는 싱글 채널, 듀얼 채널 또는 멀티 채널로 제공되며, DAW의 입력으로 사용하기 위해 케이스 안에 8개의 프리앰프를 포함하는 것이 일반적인 구성입니다. 대부분은 기본적인 제어 기능만 가지고 있으며 특별한 것은 없습니다.

모든 프리앰프는 각 채널에 입력과 출력을 가지고 있습니다. 입력은 거의 항상 스튜디오 마이크에 대한 업계 표준인 3핀 XLR 타입 커넥터를 통해 이루어집니다. 이는 전면 패널, 후면 패널, 또는 둘 다에 위치할 수 있습니다. 독립형 프리앰프의 아날로그 출력은 일반적으로 남성 XLR 커넥터, ¼” 폰 잭(대개 밸런스드이지만 항상 그런 것은 아님), 또는 둘 다를 통해 이루어집니다. 일부 다채널 프리앰프는 공간과 비용을 절약하기 위해 모든 출력을 위한 단일 멀티핀 커넥터(DB-25 등)를 사용합니다(그러나 적합한 멀티페어 “스네이크” 케이블을 예산에 포함시키는 것을 잊지 마세요).

다음은 기본 마이크 프리앰프의 기능적 다이어그램으로, 가장 일반적인 스위치와 컨트롤을 보여줍니다. 가운데에서 시작해 바깥쪽으로 이동하며 설명하겠습니다:

메인 게인 스테이지는 실질적인 작업을 수행하는 부분입니다. 여기서는 단일 연산 증폭기(Op-Amp)로 표시했지만, 대부분의 실용적인 프리앰프 설계는 여러 개의 Op-Amp, 디스크리트 트랜지스터와 Op-Amp의 조합, 전체 디스크리트 트랜지스터, 진공관 또는 이러한 모든 구성 요소의 조합을 활용합니다. 일반적인 마이크 프리앰프는 최대 45~65dB의 게인을 제공하며, 이는 연속적으로 조정 가능하거나 스텝 단계로 전환됩니다.

연속 조정을 선호하는 사람들은 이를 통해 게인을 미세하게 조정할 수 있다고 주장하며, 반면 스텝 단계를 선호하는 사람들은 스테레오 또는 서라운드 마이크 설정에서 여러 채널의 게인을 동일하게 설정할 수 있다고 주장합니다.

출력 버퍼 섹션은 낮은 임피던스의 밸런스드(대개 차동) 출력을 제공하며 추가적인 게인을 제공할 수도 있습니다. 더 중요한 것은 출력 트림(Output Trim) 컨트롤이 있는 경우, 다음 장치의 노미널 레벨에 맞게 프리앰프 출력을 조정할 수 있다는 점입니다. 많은 오디오 인터페이스에는 하드웨어 입력 레벨 컨트롤이 없으므로 프리앰프의 출력 트림을 사용하여 녹음 레벨을 조정할 수 있습니다. 이를 통해 초기 최적 게인 설정을 손상시키지 않고 “내 프리앰프가 너무 뜨거워서 사운드 카드를 과부하시킨다”거나 “충분히 높은 레벨로 녹음할 수 없다”는 문제를 해결할 수 있습니다. 프리앰프에 출력 트림이 없다고 해서 이를 무시하지는 말아야 하지만, 이는 유용한 기능입니다.

입력 섹션으로 이동하면 종종 극성 스위치(일반적으로 부정확하게 “위상“이라고 라벨링됨)를 발견할 수 있습니다. 그러나 모두가 그 의미를 알고 있습니다. 이는 거의 항상 기계식 스위치로 XLR 입력 커넥터의 핀 2와 핀 3에서 나오는 와이어를 단순히 교환합니다. 극성 스위치는 제조업체가 비용을 절감하려 하거나 프리앰프가 컴퓨터 인터페이스와 밀접하게 통합되어 있을 때 가장 먼저 제거되는 기능입니다.

극성 스위치가 중요한 이유는 시스템 전체에서 음향 극성을 유지하는 것이 좋은 관행이기 때문입니다. 즉, 어떤 것이 마이크 쪽으로 공기를 밀어낼 때 스피커가 당신 쪽으로 공기를 밀어내기를 원합니다. 어느 지점에서든 전기적 극성이 반대로 되면 스피커 콘은 반대 방향으로 움직여 공기를 당신 쪽에서 멀어지게 합니다. 때때로 이것은 소리를 다르게 만들기도 하고 그렇지 않기도 하지만 이를 올바르게 설정하는 것은 쉽습니다.

소리가 여러 마이크에 의해 포착되는 경우 특정 주파수의 위상 캔슬레이션으로 인해 얇게 들리는 소리를 극성 스위치를 뒤집어서 해결할 수도 있습니다. 이는 “청취” 컨트롤입니다. 사용할 수 있다면 시도해 보세요. 없다고 해서 걱정하지 않아도 됩니다. 인라인 극성 반전 어댑터를 구매하거나 제작할 수도 있습니다.

오늘날의 프리앰프는 일반적으로 콘덴서 마이크를 위한 팬텀 파워를 제공합니다. 팬텀 파워를 켜거나 끌 수 있는 스위치가 거의 항상 있으며, 일부 프리앰프나 믹서는 모든 입력 또는 입력 그룹에 대해 단일 팬텀 파워 스위치를 가지고 있습니다. 팬텀 파워가 리본 마이크를 손상시킬 수 있다는 인터넷 상의 많은 이야기가 있지만, 실제로 마이크와 케이블이 올바르게 연결되어 있다면 다이내믹 마이크나 리본 마이크는 팬텀 전압을 감지하지 않습니다. 그러나 핀 1과 다른 두 핀 중 하나 사이에 단락이 있는 마이크 케이블은 팬텀 전압 전체를 마이크 요소에 전달하여 손상을 일으킬 수 있습니다. 단락된 케이블은 또한 팬텀 파워가 필요한 마이크가 작동하지 못하게 하지만, 이는 더 명백한 문제입니다. 팬텀 파워를 끈 상태에서 마이크를 연결하는 것이 좋은 정책입니다. 만약 잊어버린다면, 큰 팝 소리가 다음 번에는 이를 기억하게 해줄 것입니다. 개별 팬텀 파워 스위치는 유용합니다. 만약 없다면, 그냥 신중히 다루어야 합니다.

팬텀 파워는 일반적으로 ±10%의 48V로 제공되지만, 24V와 12V도 공식 표준에 포함되며 일부 프리앰프는 비표준 전압을 사용합니다. 일부 프리앰프는 48V 미만의 팬텀 파워를 제공하므로 주의해야 합니다. 몇몇 저가 믹서는 믹서의 +15V Op-Amp 전원 공급 장치에서 팬텀 파워를 빌려옵니다. 거의 모든 팬텀 파워를 사용하는 마이크는 48V로 잘 작동하지만, 많은 마이크는 낮은 전압에서는 작동하지 않을 수 있습니다.

만약 우리의 프리앰프에 입력 트랜스포머가 있다면, 이는 신호 체인의 다음 단계에 위치할 것입니다. 이 다이어그램은 커패시터를 보여주며, 이는 DC 팬텀 전압으로부터 프리앰프의 게인 스테이지를 분리하는 또 다른 방법입니다. 트랜스포머는 종교와 같아서 일부 사람들은 충실히 받아들이고 다른 사람들은 거부합니다. 트랜스포머는 항상 약간의 색채를 추가하지만 때로는 그러한 “트랜스포머 소리“가 바람직할 수 있습니다. 잘 설계된 트랜스포머 없는 프리앰프는 매우 투명한 소리를 내지만, 종종 이러한 이유로 “살균된” 것으로 평가받습니다. 선택은 당신에게 달려 있습니다.

일부 마이크는 트랜스포머에서 작동할 때 더 좋은 소리를 내고, 다른 마이크는 트랜스포머 없이 작동할 때 더 좋은 소리를 냅니다. 이는 선호도의 문제이며 비용에도 영향을 미칩니다. 좋은 트랜스포머는 비싸고, 저가 트랜스포머는 거의 좋은 소리를 내지 못합니다.

패드는 보통 10~20dB의 감쇠를 제공하는 스위치 가능한 감쇠기입니다. 마이크 프리앰프 설계는 까다로운데, 이는 조용한 밤에 울리는 귀뚜라미 소리부터 우렁찬 기타 앰프 소리에 이르기까지 넓은 입력 다이내믹 범위를 처리해야 하며, 이를 과도한 잡음이나 왜곡 없이 수행해야 하기 때문입니다. 패드는 게인 컨트롤의 하향 확장 기능으로 작동하며, 큰 입력 신호의 레벨을 줄여 게인 스테이지가 클리핑 없이 처리할 수 있도록 합니다. 이는 프리앰프가 클리핑될 경우 심각한 왜곡이 녹음 체인 전체에 전달되기 때문에 중요합니다. 프리앰프가 최소 게인으로 설정되어 있을 때도 클리핑이 발생한다면 입력에 패드를 적용해야 합니다. 프리앰프에 내장된 패드가 없다면, 마이크와 입력 커넥터 사이에 연결할 수 있는 외부 패드를 구매하거나 제작할 수 있습니다. 적절히 설계된 패드는 팬텀 파워에 영향을 미치지 않습니다.

과거 RCA-77DX 리본 마이크나 Neumann U47 콘덴서 마이크가 표준 스튜디오 마이크였을 때, 콘솔 마이크 프리앰프의 입력 임피던스는 약 10,000Ω 정도였습니다. 하지만 지금은 1,200Ω에서 2,500Ω 사이의 입력 임피던스가 마이크 프리앰프에서 꽤 일반적입니다. 오늘날 다양한 마이크 선택지 속에서 우리는 특정 마이크가 입력 임피던스에 따라 긍정적(혹은 부정적)으로 영향을 받는다는 사실을 발견했습니다. 이에 몇몇 프리앰프 제조업체들은 입력 임피던스 스위치를 제공하기 시작했습니다. 이것 역시 들어보고 컨트롤해야 하고, 프리앰프에 이 기능이 있다면 마이크 소리가 어떻게 변하는지 들어보십시오.

Shure SM57과 같은 다이내믹 마이크는 로드 임피던스를 조정할 때 소리가 매우 눈에 띄게 변하는 경우가 많습니다(관련 레벨 변화에 대한 보정을 반드시 해야 합니다). 반면, 트랜스포머가 없는 콘덴서 마이크는 로드 임피던스에 상대적으로 영향을 받지 않습니다. 여기에 정해진 규칙은 없으며, 단지 적절하게 들리는 것이 중요합니다.

오늘날의 더 컴팩트한 스튜디오에서는 마이크 프리앰프가 다른 기능과 결합되는 경우가 많습니다. “채널 스트립”은 마이크 프리앰프에 이퀄라이저, 컴프레서 또는 둘 다를 추가한 것입니다. 프리앰프는 이제 A/D 컨버터가 통합되어 디지털 출력을 제공하며, 이를 디지털 입력이 있는 디지털 녹음기나 사운드 카드에 직접 연결할 수 있습니다. 디지털 출력은 여러 형태로 제공되며, 2채널 또는 다채널 프리앰프의 채널 쌍에 대해 광학 또는 동축 S/PDIF 또는 AES/EBU가 있으며, ADAT™ 광학 인터페이스는 8채널 프리앰프에서 인기 있는 선택입니다.

상대적으로 새로운 발전으로 IEEE 1394(FireWire) 또는 USB 프로토콜을 사용하여 마이크 프리앰프를 컴퓨터에 직접 연결할 수 있게 되었으며, 이를 통해 오디오 인터페이스의 필요성을 제거했습니다.

이러한 디지털 출력 프리앰프의 A/D 컨버터가 개별 구성 요소를 조립할 때 선택할 만큼 좋은지(또는 이미 소유하고 있는 A/D 변환기만큼 좋은지)에 대한 질문이 제기될 수 있습니다. 오늘날 대부분의 경우 그 품질은 매우 뛰어납니다. 이들은 프리앰프의 아날로그 회로와 품질이 잘 맞아 예산이 제한된 스튜디오에서 좋은 선택이 됩니다.

일정한 타이밍 문제 때문에 USB 또는 FireWire 컴퓨터 인터페이스(실시간 데이터 전송을 위해 설계된 것이 아님)가 여러 트랙을 정확히 위상에 맞게 유지할 수 있는지에 대한 논쟁은 여전히 진행 중이지만, 현재로서는 잘 작동하는 것으로 보이며 매우 편리합니다.

디지털 방식으로 프리앰프를 인터페이스하는 한 가지 문제는 좋아하는 빈티지 아날로그 컴프레서나 이퀄라이저를 연결할 수 있는 곳이 없다는 점입니다. 제조업체들은 이를 인식하고 디지털 출력이 있는 프리앰프에 아날로그 인서트 잭을 추가하기 시작했습니다. 인서트 잭(또는 밸런스 연결을 허용하기 위해 채널당 한 쌍의 잭)은 마이크 프리앰프 단계의 아날로그 출력과 A/D 컨버터의 입력 사이에서 외부 프로세서를 신호 체인에 패치할 수 있는 접근 가능한 연결 지점을 제공합니다.

오늘날의 마이크 프리앰프에 자주 발견되는 또 다른 기능은 인스트루먼트 입력입니다. 이는 ¼” 폰 잭에 있는 매우 높은 임피던스 입력으로, 악기 픽업을 마이크 입력에 연결하는 데 사용하는 다이렉트 박스(DI)를 대체합니다. 이는 특히 연주자를 포함한 모든 것이 같은 방에 있을 때 편리한 기능입니다. 흥미롭게도 일부 프리앰프는 악기 입력으로 특히 유명하며 마이크에는 거의 사용되지 않습니다.

다양한 프리앰프의 사양을 비교해보면 거의 모든 사양이 비슷하게 읽힌다는 것을 알게 될 것입니다. 다음은 단기 목록에 포함될 사항에 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 사항이지만, 사용하려는 마이크와 소스를 사용하여 직접 들어보고 프리앰프를 선택하는 것이 좋습니다.

게인은 프리앰프가 제공할 수 있는 증폭량입니다. 필요한 게인의 양은 사용하는 마이크와 녹음하는 대상에 따라 달라집니다. 주로 어쿠스틱 현악기(“뒷마당 음악”)를 녹음하는 제 작업에서는 종종 55~60dB의 게인이 필요합니다. 65dB의 게인을 제공하는 프리앰프는 저에게 유리하며, 45dB의 게인만 제공하는 프리앰프는 거의 사용되지 않을 것입니다. 마이크를 드럼과 스크리머에만 사용하는 경우 최대 게인은 그다지 중요하지 않지만 입력 패드가 있는 것을 찾거나 패드를 구매할 준비를 하십시오(저렴합니다 - 25달러 이하). 조용하고 높은 게인 증폭기를 만드는 것은 어렵기 때문에 잡음이나 가격이 높은 게인의 절충점이 될 수 있습니다.

게인은 출력 전압을 입력 전압으로 나누어 계산합니다. 아날로그 입력과 디지털 출력이 있는 하이브리드 프리앰프는 게인을 표현하려고 할 때 사과와 오렌지를 비교하는 것과 같습니다. 상자(아날로그) 섹션의 프리앰프 게인은 실험실에서 측정할 수 있지만, 해당 출력은 내부적으로 A/D 변환기의 입력에 연결되어 있으며, A/D 변환기의 출력은 전압이 아닌 디지털 워드입니다. 대부분의 제조업체는 이러한 설계의 장치에 대한 게인 사양을 게시하지만 실제로 그것이 무엇을 의미하는지 확실하게 알 수는 없습니다. 인서트 잭이 있거나 믹서에 다이렉트 출력이 있는 경우 아날로그 게인을 측정할 수 있지만, 엔지니어링 부서에서 마케팅 부서로 보낸 측정값이 아닐 수도 있습니다.

디지털 출력이 있는 프리앰프에서 중요한 것은 게인을 최대로 설정했을 때 마이크 입력에서 풀 스케일 디지털(0dBFS) 출력을 생성하는 데 필요한 레벨입니다. 이는 마이크 프리앰프(상자)가 애플리케이션에 충분히 민감한지 여부를 결정합니다. 해당 사양은 게시된 문서에 막 나타나기 시작했지만(저는 그러한 제품을 검토할 때 항상 측정합니다), 직접 사용해봐야 할 수도 있습니다.

최근에 저는 “게인 범위”가 73dB라고 명시된 컴퓨터 오디오 인터페이스에 대한 사양을 우연히 발견했습니다. 이는 최대 73dB의 게인을 가지고 있다고 제시할 수 있습니다(제게 주의를 환기시킨 잡지 독자에게는 그랬습니다). 실제로 의미하는 바는 패드를 연결하고 게인 컨트롤을 최소로 설정했을 때와 패드를 끄고 게인을 최대로 설정했을 때의 게인 차이가 73dB라는 것입니다. 패드에는 20dB의 감쇠가 있으므로 실제 최대 게인은 53dB입니다. 이러한 마케팅 담당자는 매우 창의적일 수 있으므로 게시된 사양의 문구를 주의해야 합니다(또는 엔지니어가 말한 내용을 완전히 이해하지 못하는 경우도 있습니다).

최대 출력 레벨은 프리앰프가 클리핑 없이 출력할 수 있는 전압을 알려줍니다. 프리앰프의 아날로그 출력을 다른 아날로그 장치의 입력에 연결할 것이기 때문에 이를 아는 것이 중요합니다. 프리앰프가 풀 스케일(0dBFS) 디지털 출력에 대해 +24dBu가 필요한 A/D 변환기에 연결되어 있고 프리앰프의 최대 출력 레벨이 +22dBu인 경우 녹음은 풀 스케일에 도달하지 못합니다. 실제로 이는 좋은 일이지만, 미터가 범위의 맨 위에 도달하도록 하려고 프리앰프를 클리핑 상태로 강제하는 경우에는 그렇지 않습니다. 디지털 출력만 있는 프리앰프에서는 최대 출력 레벨 사양을 찾을 수 없습니다. 가정(일반적으로 유효함)은 패드를 적절히 사용하여 프리앰프 클리핑 없이 0dBFS에 도달할 수 있다는 것입니다.

사람들은 종종 프리앰프에 충분한 헤드룸이 없다고 불평합니다. 그들이 의미하는 바는 프리앰프 클리핑 레벨이 다음 단계의 클리핑 레벨보다 낮다는 것입니다. 최대 출력이 높은 프리앰프를 사용하면 컨버터를 풀 레벨로 구동하려고 할 때 땀을 흘리는 프리앰프보다 더 많은 헤드룸으로 시스템을 설정할 수 있습니다.

잡음 - 게인을 매우 높게 올렸을 때 들리는 히스 양 - 이 가장 큰 관심사입니다…. 많은 제조업체에서 등가 입력 잡음(EIN)을 지정합니다. 이는 입력이 없는 상태에서 출력에 존재하는 잡음(일반적으로 최대 게인에서, EIN 숫자가 가장 잘 보이는 곳이기 때문)에서 측정된 잡음 레벨에서 게인을 뺀 값에서 파생된 계산된 수치입니다. EIN이 60dB 게인에서 -127dBu인 경우(일반적인 숫자) 이는 출력의 정지 잡음이 -67dBu임을 의미합니다. (-67dBu 잡음 - 60dB 게인 = -127dBu) 나쁘지는 않지만 청취 볼륨을 높이면 들을 수 있을 만큼 충분합니다. 최대 출력 레벨이 약 +24dBu이므로 신호 대 잡음비는 여전히 91dB이며 이는 매우 존경할 만합니다.

사양은 까다롭습니다. 동일한 측정을 수행할 수 있는 여러 가지 다른 방법이 있으며, 다른 결과가 나타납니다. 어떤 결과가 게시될까요? 물론 가장 보기 좋은 숫자가 있는 결과입니다.

키보드를 사용할 가치가 있는 광고 카피라이터는 가능하다면 프리앰프 설명에 “Class-A“를 사용할 것입니다. 이 용어는 이러한 맥락에서 너무나 흔해져서 많은 사람들에게 그 진정한 의미를 잃었습니다.

증폭기에 대해 이야기할 때 Class-A는 “최고 품질”을 의미하는 것이 아니라 진공관이든 솔리드 스테이트이든 증폭을 제공하는 장치의 전기적 작동 지점을 설명합니다.

다음은 증폭기 Class에 대한 입문서입니다. 증폭기는 작은 신호(입력)로 큰 전압 또는 전류 소스(전원 공급 장치)를 제어하여 작동합니다. 이로 인해 영국인들은 진공관을 “밸브”라고 묘사적으로 명명했습니다. 입력 신호가 높을수록 진공관 또는 트랜지스터가 더 많은 전기를 전도하여 전원 공급 장치 전류의 더 많은 부분이 출력으로 흐르도록 합니다. 일종의 전압 제어 가변 저항과 같습니다.

오디오 신호는 일반적으로 양극성과 음극성 사이에서 번갈아 나타나지만 단일 진공관 또는 트랜지스터는 한 극성에 대해서만 작동합니다. 입력 사이클의 음극 부분 동안 양극 전원 공급 장치인 양의 전압은 0볼트보다 낮아질 수 없으므로 증폭기가 “차단”됩니다. 입력 신호에 고정 전압(또는 트랜지스터의 경우 전류)을 추가하여 신호가 음수로 이동하는 사이클 부분에서도 게인 요소에 대한 입력 신호를 양수로 유지할 수 있습니다. 이 추가된 전압 또는 전류를 “바이어스“라고 합니다. 올바르게 바이어스되면 증폭기는 전체 사이클에서 선형적으로 수행할 수 있습니다. 초기에는 설계자가 적용된 바이어스 양에 따라 결정되는 교번 사이클의 부분에 따라 증폭기 Class를 지정했습니다. Class-A 증폭기는 진공관 또는 트랜지스터가 전체 사이클에서 전도하도록 바이어스된 증폭기입니다. 전도 범위 내에서 중심에 위치한 전압 또는 전류 스윙의 경우 증폭은 매우 선형적입니다. 그러나 Class-A 작동은 매우 비효율적입니다. 신호가 없는 상태에서도 진공관 또는 트랜지스터가 여전히 최대 전류의 약 절반을 끌어들이기 때문에 출력을 제공하지 않는 전력을 낭비하기 때문입니다.

약 10와트 범위에서 선형 작동을 얻기 위해 대부분의 시간 동안 50와트를 버리는 것이 비용이 많이 들기 때문에 오디오 애호가 세계 밖에서는 Class-A 전력 증폭기를 거의 볼 수 없습니다. 그러나 마이크 프리앰프와 같은 작은 신호 애플리케이션의 경우 관련된 전력이 충분히 작아서 선형 작동 및 간단한 설계를 위해 효율성을 희생할 수 있습니다. 일반적으로 마이크 프리앰프의 첫 번째 단계는 단지 몇 밀리와트의 전력만 제공하면 되므로 효율성을 극대화하려는 특정 시도가 없다면(예: 배터리 전원 장비) Class-A 작동은 건전한 설계 원칙입니다.

A가 있다면 B가 있어야 한다고 생각하겠지만, 실제로 있습니다. Class-B 증폭기는 사이클의 절반 이상에서 전도되도록 바이어스되고 나머지 절반에서는 차단됩니다. 그 자체로는 왜곡에 대한 확실한 레시피이지만 동일한 입력 신호로 공급되는 두 번째 증폭기를 반대 극성으로 작동하고 두 출력을 결합함으로써(이를 푸시-풀 작동이라고 함) 저레벨에서 낭비되는 전력이 없기 때문에 훨씬 더 효율적인 증폭기를 만들 수 있습니다.

실제로 게인 장치는 제로 근처에서 매우 선형적으로 작동하지 않으므로 비선형 작동 영역을 피하기 위해 바이어스를 추가하는 것이 좋습니다. Class-AB 증폭기는 Class-A보다 적은 전류를 끌어들이지만 Class-B보다 많은 전류를 끌어들이도록 바이어스됩니다.

증폭기가 사이클의 절반 미만 동안 전도되도록 바이어스된 Class-C도 있습니다. Class-C는 단일 캐리어 주파수만 증폭해야 하는 무선 송신기에서 일반적입니다. 극단적인 클리핑으로 인한 왜곡은 공진 회로에 의해 쉽게 필터링됩니다…. 알파벳에 너무 깊숙이 들어왔기 때문에 펄스 폭 변조 증폭기(종종 “디지털“이라고 함)를 설명하는 데 사용되는 Class-D 이상도 언급하겠습니다. 출력 전압은 오디오 주파수 범위보다 훨씬 높은 켜짐 또는 꺼짐 사이를 전환하고 켜짐 시간의 길이는 출력으로 전송되는 에너지의 양을 결정합니다.

연산 증폭기 또는 줄여서 Op-Amp는 수학적 연산을 수행하는 증폭기입니다. 이것은 입력 전압에 원하는 게인을 곱하는 주된 목표를 나타내는 멋진 방법입니다. 마이크 프리앰프에서 거의 보편적으로 사용되는 Op-Amp의 특정 구성은 차동 증폭기라고 합니다. 두 개의 입력 단자가 있으며 이러한 두 입력 간의 전압 차이에서 작동합니다. 일부 애플리케이션에서는 한 단자가 접지(0볼트)에 연결되지만 다른 애플리케이션에서는 신호가 두 단자 사이에 적용됩니다.

마이크는 거의 항상 밸런스 출력을 가지기 때문에, 신호가 한 단자와 접지 사이가 아닌 두 개의 “핫” 단자 사이의 전압으로 나타나기 때문에 차동 증폭기는 트랜스포머가 없는 프리앰프의 입력 단계로 매우 잘 작동합니다.

“디스크리트 클래스 A”는 마이크 프리앰프에 자주 적용되는 설명자입니다. 디스크리트는 단순히 증폭기가 개별 트랜지스터 또는 진공관, 저항 및 커패시터로 구축되어 집적 회로와 반대임을 의미합니다. 반도체 제조업체가 실리콘 조각에 둘 이상의 구성 요소를 구축하는 방법을 배우기 전, 즉 전체 회로를 하나의 “칩”에 통합하기 전에 모든 것이 구축된 방식입니다.

IC(집적 회로) Op-Amp는 전자 애플리케이션의 완전히 새로운 영역을 열었지만 초기 열광 후 오디오 산업은 다소 환멸을 느꼈습니다.

초기 IC Op-Amp는 진공관이나 좋은 디스크리트 반도체 설계와 같은 “실제”만큼 좋게 들리지 않았습니다.

Op-Amp는 일반적으로 숫자로 지정되며 때로는 문자가 앞에 붙습니다. 오디오 애플리케이션에 충분히 저렴한 최초의 상용 Op-Amp(이전에는 더 일찍 출시된 Op-Amp가 있었음)는 741형이었지만 낮은 슬루율, 즉 출력 전압이 입력 전압의 (이론적으로 무한히) 빠른 변화를 따를 수 있는 최대 속도로 인해 방해를 받았습니다. 741의 일반적인 슬루율은 마이크로초당 0.5볼트이며, 높은 게인에서(슬라이드 규칙을 꺼내십시오) 20kHz 신호가 반대 방향으로 향하기 전에 사이클에서 최대 진폭에 도달하는 것이 불가능합니다. 레벨이 높을수록 슬루율 왜곡이 커집니다.

오늘날의 기가헤르츠 칩 컴퓨터와 비교하면 느린 성능처럼 보이지만, 당시 업계에서 만들 수 있는 최상의 것이었습니다. TL072 및 5532 Op-Amp(오늘날의 오디오 설계에서도 여전히 일반적임)가 도입된 1977년경까지 최고의 사운드를 내는 솔리드 스테이트 앰프는 디스크리트 트랜지스터 클래스 A 회로를 사용했습니다. Burr Brown OPA604 시리즈 및 SSM2017(및 멸종되었지만 논쟁의 여지가 있는 더 나은 전임자)과 같이 오디오 애플리케이션을 위해 특별히 개발된 최신 Op-Amp는 디스크리트 회로에 비해 좋은 성능을 제공하지만, 디스크리트 설계에서 얻을 수 있는 마케팅상의 이점(그리고 우수한 성능)이 여전히 많이 있습니다.

오늘날 인기를 얻고 있는, 타당한 이유가 있는 두 개의 핫한 op-amp 기반 IC 마이크 프리앰프는 THAT Corp.의 TA1512 시리즈와 Texas Instruments(현재 Burr-Brown 설계의 본거지)의 PGA2500 시리즈입니다. 둘 다 매우 훌륭한 사운드를 제공하며 PGA2500은 소프트웨어 제어 프리앰프에 훌륭하게 통합되는 디지털 게인 제어를 제공합니다.

입력 트랜스포머 – 사람들은 그것을 좋아하거나 싫어합니다. 긍정적인 측면에서 트랜스포머는 이상적인 밸런스 입력이며 입력 트랜스포머가 있는 프리앰프는 EMI가 발생하기 쉬운 환경에서 작동할 때 선호되는 경우가 많습니다. 또한 트랜스포머는 장치의 접지를 외부 세계와 완전히 격리하여 마이크 케이블 차폐에 흐르는 전류로 인한 험 및 노이즈를 제거합니다. 트랜스포머는 또한 일부 마이크(전부는 아님)에 이상적인 임피던스 부하를 제공합니다.

반면에 음향적으로 중립적인 트랜스포머 같은 것은 없습니다. 트랜스포머는 항상 소리를 변경하며 이러한 변경이 좋은지 나쁜지는 주관적입니다. 마이크의 출력 트랜스포머와 달리 프리앰프 설계자는 입력 트랜스포머에서 보이는 정확한 부하(증폭기 회로)를 알고 있으므로 링잉을 그림에서 제거하거나(“소리“의 일부로 만들기로 선택한 경우 그림에 포함) 설계할 수 있지만 트랜스포머의 입력 측이 연결된 마이크에 어떤 영향을 미치는지 알 수 없습니다. 입력 트랜스포머를 제거하면 왜곡의 한 가지 원인이 제거되지만 해당 왜곡을 좋아하고 사라지면 그리워할 수 있습니다.

입력 트랜스포머는 마이크의 상대적으로 낮은 출력 임피던스를 진공관의 높은 입력 임피던스와 일치시키는 데 필요하지만 일반적으로 상당히 낮은 임피던스 입력을 가진 솔리드 스테이트 프리앰프의 경우 트랜스포머를 사용할지 여부는 설계자의 선택입니다. 일부 설계자는 트랜스포머 사운드에 전념하고 있으며 이는 제품의 특징이 됩니다. 다른 사람들은 트랜스포머를 없애기로 선택했으며 적어도 한 제조업체의 설계는 기본적으로 트랜스포머가 없지만 “트랜스포머 에뮬레이션”을 제공하는 신비한 스위치가 있습니다. 다른 제조업체는 입력 및/또는 출력 트랜스포머를 옵션으로 제공했습니다. 일반화하면 “색상”으로 알려진 프리앰프에는 일반적으로 입력 트랜스포머가 있는 반면 “투명도”로 알려진 프리앰프는 어느 쪽이든 될 수 있습니다.

트랜스포머 유무에 관계없이 마이크와 프리앰프 사이의 인터페이스는 마이크-플러스-프리앰프 시스템의 사운드에 가장 큰 영향을 미칠 것입니다. 함께 잘 작동하는 조합을 예측하기는 어렵습니다. 명확한 패턴은 없습니다. 트랜스포머가 없는 마이크가 트랜스포머 입력에서 일관되게 더 나은 소리를 내거나 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 거의 유일한 일반성은 최신 트랜스포머가 없는 콘덴서 마이크가 다이내믹 마이크보다 입력 특성에 덜 민감한 것 같다는 것입니다.

좋은 트랜스포머는 비싸므로 트랜스포머를 제거하는 것은 효과적인 비용 절감 방법이며, 우수한 설계 원칙이 적용되면 그 자체로 마이크 프리앰프의 음질을 저하시키지 않습니다. 반면에 스텝업 트랜스포머는 노이즈 없는 게인을 제공하여 첫 번째 증폭기 단계에서 짜내야 하는 게인 양을 줄일 수 있습니다. 프리앰프의 출력은 트랜스포머 결합 또는 트랜스포머가 없을 수도 있습니다.

트랜스포머는 밸런스 또는 언밸런스에 관계없이 모든 입력과 완벽하게 인터페이스되는 완벽하게 밸런스 출력을 제공합니다. 또한 멋진 착색을 제공할 수도 있습니다.

소중한 “진공관 사운드“는 사운드 엔지니어가 종종 탐내는 것입니다. 때때로 청취자는 약간이지만 쉽게 측정할 수 있는 양의 2차 고조파 왜곡으로 음악을 듣는 것을 선호하며 대부분의 진공관 증폭기는 바로 그것을 제공한다는 것을 알게 되었습니다. 실제로 최대 1% 정도의 2차 고조파 왜곡은 매우 유쾌하게 들릴 수 있지만 0.01%의 7차 고조파 왜곡은 매우 거슬릴 수 있습니다. 진공관으로 인한 왜곡은 행복하게 들릴 수 있지만 고품질 오디오는 정확성에 관한 것입니다. 진공관 프리앰프를 사용하여 디지털 녹음을 “따뜻하게”하는 것은 규칙으로가 아니라 신중하게 내려야 할 프로덕션 결정 중 하나입니다.

물론 내부에는 많은 구성 요소가 있으며 회로와 마찬가지로 선택은 프리앰프의 사운드에 영향을 줄 수 있습니다. 저항은 노이즈를 발생시키지만 사운드에 다른 영향을 미치지 않습니다. 반면에 커패시터는 왜곡을 추가할 수 있으며, 특정 유형의 커패시터는 다소 빠르게 노화됩니다. 20년 된 오디오 장비는 캐패시터를 재생하는 작업을 하여 종종 새로운 생명을 불어넣습니다. 좋은 설계는 좋은 설계이며 주의 깊게 들으면 지름길이 보입니다.

프리앰프는 기본 앰프에서부터 레코더까지 거의 모든 장비에 포함되어있습니다. 또한, 가격과 품질 모두에서 매우 다양합니다. 이것은 추구하는 것에 따라 때때로 지불하는 것보다 더 많은 것을 얻을 수 있는 장비 중 하나입니다. 리뷰를 읽고 사양을 살펴보고 선택하기 전에 자세히 들어보십시오.

micpreampsagain_updated.pdf