테키홍의 테크니컬하지 않은 이야기

(2010년 01월 05일 자료)

part1에 이어서 먼저 mesa-boogie의 triaxis라는 프리앰프에 대해 알아보자.

triaxis는 내가 rp-12를 모디하면서 찾아낸 digital gain control이 가능한 기기이다.

위 사진이 triaxis의 진공관 회로쪽 부분인데 사진 중앙 오른쪽에 VTL5C4, HTV P873-13이란 부품들이 보인다. 이 부품들이 mcu의 제어신호를 받아서 진공관 회로의 게인 및 EQ를 조절하고 릴레이를 대신하여 신호의 흐름을 차단하는 스위치역활도 한다.

Axial Vactrols VTL5C9 부품의 diagram을 보면

내부가 위 회로처럼 되어있는데 1번핀과 2번핀에 전압을 가하면 LED의 불빛 세기에 따라 Photocell에 연결된 3번핀과 4번핀의 저항값이 변하게 된다. 불빛이 약하면 저항이 많아지고, 불빛이 강하면 저항이 적어진다. 그러니까 led의 불빛을 control하게 되면 원하는 저항값이 나오게 할수 있다는 것이다.

극단적으로 led를 아주 밝게 켜면 저항값은 거의 0에 가깝게 되고, led를 아에 끄면 저항값은 메가단위로 엄청 커져서 스위치역활을 하게 된다.

근데 위의 부품은 좀 비싸다. 대략 개당 13000원이상 줘야 구할수 있으니 왠만한 진공관 가격과 같아서야 나같이 돈없는 서민들은 사용할 수 없다--ㅋ;

그래서 위 부품도 diy해서 많은 사람들이 쓰는거 같은데, 나도 모디한 hafler t3 에 릴레이 대신 두개정도 만들어 사용하고 있다. 만드는 방법은 웹상에 있으니 대충 설명하면 고휘도 혹은 일반 5mm led와

cds라는 photocell을 대가리(?)를 서로 마주보게하고 수축튜브로 감싸주면 되는데 여기서 중요한 건 수축튜브로 감싸줄때 외부 빛이 들어가지 않도록 조심해야 한다는 것이다. 아주 약한 빛이라도 들어가게 되면 led 불빛 조절할때 외부 영향을 받아 원하지 않는 저항값이 나올수 있으니..

Dual Element Axial Vactrols VTL5C4/2 부품의 diagram을 보면

VTL5C9와 똑같은데 다른 점은 photocell의 극이 3극인데 중요한 건 전체 저항값이 변하는 걸까, 포텐셔미터처럼 전체 저항은 일정하고 4번핀 저항값이 변하는 걸까.. 더 알아봐야 겠다--ㅋ;

HTV p873-13이란 부품은 tl5c4와 같은 역활을 하는 부품인데 틀린 점은 dual ldr이라는 점이다. led는 한개인데 photocell인 ldr이 두개가 들어가 있다.

맨 위 triaxis 사진 왼쪽 밑 부분을 보면 커넥터가 보이는데 BS는 eq bass, MD는 eq middle, tl은 eq treble low, th는 eq treble high를 말하는거 같다. 또한, gh는 gain high, gl은 gain low를 말하는 걸 거고, high와 low를 구분해 놓은 것은 포텐셔미터처럼 전체 저항을 일정하게 유지하면서 저항값을 조절하기 위한거 같은데 예를 들면 gain전체 저항값이 100k옴이라면 gain low를 10k옴으로 정하면 gain high를 90k옴으로 조정하고 gain low를 30k옴으로 정하면 gain high를 70k옴으로 조정하여 gain전체 저항값을 항상 100k옴으로 유지하게 된다.

이게 왜 필요하냐하면 gain같은 경우 출력 임피던스는 일정하게 유지하면서 출력만 조절해줘야 하기 때문이다. 출력 임피던스가 바뀌면 stage gain값 바뀌고, 주파수 특성도 바뀌고 그러면 사운드도 바뀌고 그러면 이도저도 아닌 앰프가 되니까..ㅋㅋ;

자, 이전 part1에서 rp-12의 gain control값을 atmega8이라는 mcu로 신호를 받는다고 하였다. 그럼 그 신호를 atmega8은 적당한 data table로 만들고 그 data table을 가지고 led의 밝기를 제어한다. 물론 여기서도 gain high, low가 꼭 필요하니깐 자작한 led+cds를 두개를 만들고 각 cds의 한쪽을 서로 연결해주면 일반 포텐셔미터처럼 동작하는거다.

atmega8의 15핀(PB1)에서 pwm을 발생시켜서 D1과 D2의 밝기를 조절하는데 D1과 D2는 항상 반대의 동작을 하게 된다. 즉, D1이 밝아지면 D2는 어두워지고 D2가 밝아지면 D1은 다시 어두워지고.. 그러면 D1과 D2의 밝기에 따라 각 CDS저항값이 변경되어

위 그림의 포텐셔미터처럼 동작을 하게 되는 것이다. 여기서 중요한 건 1과 3사이의 전체 저항이 일정하게 유지되어야 할것이고 gain pot은 A타입인 포텐셔미터를사용하니까 led+cds의 동작 또한 로그 타입으로 동작을 해야 할것이다.

아마 triaxis도 이런식으로 vtl5c4나 p873-13을 제어하겠지..

근데 제어해야할 부품이 한두개가 아니니까 mcu에서 pwm를 직접 제어하지 못하고 별도의 pwm generator ic를 사용했을거다. 아니면, led를 D/A Conveter를 사용하여 직접 전류제어했을지도 모르고.. 웹상에 공개된 triaxis의 회로도중에 이부분이 빠져 있다.. 사실상 이부분이 가장 중요한데..

아래 사진에 빨간 네모친 회로쪽이 led제어 회로일거 같다.. 사진상 ic가 파악이 안되서 안타깝네--;

참고로 digital potentiometer에 관한 외국 포럼을 아래에 링크한다.

http://music-electronics-forum.com/t1015/

 (2009년 12월 25일 자료)

rp-12는 기존 C표시의 opamp기반 회로로 디스트를 만들어낸다. 완전 아날로그 꾹꾹이방식인데 gain컨트롤은 rp-12의 Z80이라는 mcu가 B표시의 LM1973N이라는 디지털방식 어테뉴에이터를 제어한다.

LM1973N은 제어신호를 받아서 C표시의 opamp회로들의 피드백 게인을 컨트롤하게 되는데 이에 따라 rp-12의 디스트인 그런지, 오버드라이브, 헤비 서스테인들의 gain이 조절된다.

LM1973N의 간략한 다이어그램을 아래에 보면,

channel이 3개에 mcu로부터 clock, load/shift, data-in을 통하여 control data를 받게 된다.

channel 1은 noise gate의 level control로 사용되고, channel 2는 dist, clean의 level control로 사용되고 channel 3는 dist의 gain control로 사용된다.

LM1973N의 Timing Diagram을 아래에 보면,

직렬 통신의 한 종류인데 Serial Peripheral Interface와 거의 같은 방식이다.

LS(LOAD/SHIFT)핀이 Low레벨이고 CLOCK핀에 clock frequency가 2MHz속도로 들어오는데 그 중에서 rising edge일때 DATA-IN핀으로 data를 읽어들인다.

LM1973N의 Transfer Process을 아래에 보면,

2byte를 한번에 mcu가 보내면 lm1973n은 그걸 받아서 첫번째 byte는 channel 선택으로 사용되고 두번째 byte는 db 감쇄 컨트롤에 사용된다.

아래에 각 byte에 따른 lm1973의 setting table을 보면,

예를 들어 mcu로부터 받은 수신데이터가 00000010 00100010라고 한다면 lm1973은 channel 3으로 들어온 signal을 18db 줄여서(감쇄) 내보내라고 해석하게 되는것이다.

위와 같은 내용을 자료를 찾아가며 알아냈는데 결정적으로 lm1973은 고전압용이 아니라 opamp같은 저전압증폭회로에만 사용가능하게 되어 있다. 결국 진공관회로의 고압에 견딜수 없을거라 판단되어 아쉽게도 다른 방법을 찾아내었는데 A표시의 atmega8이라는 muc의 spi기능으로 rp-12와 연결할 수 있게 되었다. atmega8의 SS/핀과 CLK핀, MOSI핀은 각각 lm1973의 L/S핀, CLOCK핀, DATA-IN핀과 같은 역활을 한다.

atmega8     Pin19   ------------   Pin9      lm1973n

                Pin17    ------------   Pin11

                Pin16    ------------   Pin10

위와 같이 연결하고 atmega8의 spi기능을 활성화 시키고 lm1973처럼 register set table을 만들어주면 rp-12에서 dist gain을 변경할때마다 atmega8은 실시간으로 gain data를 받을 수 있다.

여기에 atmega8은 그 gain data를 토대로 진공관회로의 gain을 조절하게 된다.

gain조절에 관한 내용을 다음 차트에서..

 (2008년 6월 24일 자료)

간만의 업인가..ㅎㅎ;

알다시피 rp-12에는 진공관이 장착되어 있지 않다. 업버전인 동사의 rp-14, 20, 21에는 장착되어 있고 튜브게인이란 이름으로 튜브디스트를 설정하게도 되어 있는데...쩝;;

우선 rp-12는 디스트부분이 요즘의 멀티와는 다르게 아날로그회로로 되어 있다. 즉 소프트웨어로 디스트를 만드는게 아니라 opamp를 사용하는 전통적 꾹꾹이 방식인 것이다.

디스트 모드가 3가지 종류가 있는데, 오버드라이브, 헤비 서스테인, 그런지 모드가 있고, 오버드라이브와 헤비 서스테인은 같은 회로로 보스의 sd-1과 비슷한 회로 구성을 가지고 있으며 그런지는 이름 그대로 디지텍의 grunge란 꾹꾹이와 거의 같은 회로 구성이다.

진공관을 장착하기 위해 회로를 먼저 구상해보았다..

근데 귀찮아서-_-;; 걍 h&k의 튜브팩터의 진공관회로 부분을 그대로 붙여 넣었다ㅎ;;

어차피 검증안된 회로를 만드느니 걍 전문가가 만들어 놓은 회로가 좋을거 같고 실패하더라도

그 회로를 기초로 변경만 하면 되니깐ㅋㅋ;; 기판도 꾸밀 것없이 적당히 배선하고ㅋㅋ;;

rp-12의 디스트회로 뒷쪽에 그러니까 사운드가 디스트회로를 지나고 진광관회로를 지나가게 연결해뒀다. 디스트회로를 지나면서 약간의 다이오드 클리핑이 생기고 진공관 2단회로를 지나면서 다시 진공관에 의한 클리핑이 생기면서 사운드가 좀더 진공관틱하게 변한다.

물론, 진공관이 들어갔다고 해서 앰프게인이나 그 비싼 프리앰프게인은 만들어지지 않는다.

단지 기존 사운드에서 좀더 진공관스러운 사운드가 만들어진다는 것뿐..ㅋ;;

p.s:자세한 설명과 사운드샘플은 나중에... 좀더 세팅이 필요할거 같아서...