파워앰프 구조와 사용법: Crown MA-3600VZ

A : 먼지 필터

이 부분은 외부 공기가 앰프 내부로 들어가는 흡입구다. 파워앰프는 음향 시스템을 구성하는 요소 가운데 전기를 가장 많이 먹고 발열이 큰 장비다. 대부분의 파워앰프는 팬으로 외부 공기를 끌어들여 내부의 출력 소자와 전원부를 식히므로, 냉각을 위한 공기 흐름을 원활하게 유지해야 한다.

설치된 환경에 따라 차이는 있지만 6개월 정도 사용하고 나면 필터에 먼지가 가득 들어찬 모습을 볼 수 있다. 귀찮다고 생각하지 말고 정기적으로 필터를 청소해 주자. 필터 관리만 제대로 해도 파워앰프의 성능과 수명을 오래 유지하는 데 큰 도움이 된다.

파워앰프의 발열은 상당한 수준이다. 동작 중인 앰프의 흡입구나 배기구를 막으면 내부 온도가 빠르게 상승해 보호 회로가 동작하거나 앰프가 뻗어 버리는 경험을 하게 될 것이다. 규모가 큰 공연장 같은 경우 파워앰프 전용 공간을 만들어 놓고 전용 공조 설비를 설치하기도 한다.

B : 레벨 놉(볼륨)

각 채널로 입력되는 신호의 레벨을 조절해 앰프의 출력 크기를 설정하는 놉이다. MA-3600VZ는 두 개의 채널을 가진 파워앰프로, 왼쪽 놉은 CH1, 오른쪽 놉은 CH2의 레벨을 각각 조절한다. 스테레오 시스템에서는 일반적으로 CH1에 왼쪽(Left), CH2에 오른쪽(Right) 신호를 연결하지만, 채널 자체가 반드시 좌우 용도로 고정된 것은 아니다. 때문에 LEFT-RIGHT보다 CH 단위로 표시하는게 더 적절하다.

MA-3600VZ의 레벨 놉은 부드럽게 연속적으로 돌아가지 않는다. 일정한 단계마다 걸리는 31단계 디텐트 방식이라 놉을 돌리면 칸칸이 걸리면서 드르륵~! 하고 돌아간다.

C : SIGNAL/IOC

SIGNAL은 채널마다 달린 녹색 LED로, 해당 채널에서 신호가 출력될 때 소리에 맞춰 점등된다. MA-3600VZ의 경우 출력 신호의 왜곡 상태를 알려 주는 역할도 함께 한다.

IOC(입출력 비교기)는 Crown 파워앰프의 고유 기능이다. 앰프에 입력된 신호와 실제 출력된 신호의 파형을 비교해 두 파형의 차이가 0.05% 이상이면 SIGNAL/IOC 표시등을 깜빡여 왜곡이 발생했음을 알려 준다.

타사 파워앰프에도 CLIP처럼 비슷한 상태를 알려 주는 표시등이 존재한다. 물론 달고 있는 이름은 좀 더 직관적일 것이다.

D : ODEP(Output Device Emulation Protection)

ODEP역시 Crown의 고유 기능으로, 파워앰프의 동작에 문제가 생길 경우 LED를 통해 상태를 알 수 있게 해 준다. 다른 제조사의 앰프들도 동일한 역할을 하는 LED가 PROTECT나 ERROR등의 이름으로 존재한다. 일반적으로 파워앰프에게 있어 문제가 되는 중요한 상황들은 다음과 같다.

• 과열(Overheat)
• 저전압(Low Voltage) 또는 과전압 (Over Voltage)
• 단락(short : 스피커 선의 쇼트) 또는 과도하게 낮은 임피던스
• 무부하(No load : 스피커 선의 단선)

위의 상황들은 파워앰프에 문제를 발생시킬 수 있는 심각한 상황으로, 이러한 종류의 LED가 동작한다는 것은 다행히 문제가 커지기 전에 앰프가 먼저 알아채고 동작을 제한하고 있다는 의미이다. 이러한 경우, 문제의 원인을 즉각 찾아 조치해야 한다.

Crown의 ODEP는 평상시에는 주황색으로 들어와 있다가 파워앰프의 출력 트랜지스터의 동작이 설계 범위를 벗어나는 경우, 벗어난 정도에 비례해 어두워지며, LED가 꺼지면 출력 제한이 작동하는 식으로 동작한다.

E/F : 동작 표시등과 ENABLE 스위치

Crown에는 ENABLE이라고 표시되어 있지만, 파워앰프의 전원 스위치라고 생각하면 된다. 아마 파워앰프에서 가장 자주 건드리게 될 스위치일 것이다. 다른 제조사의 파워앰프에도 동일한 역할을 하는 스위치와 동작 표시등이 존재한다. MA-3600VZ는 스위치를 누르면 주황색 ENABLE 표시등이 켜진다.

G : Power Cord

파워앰프에 전원을 공급하는 전원 케이블이다. 출력이 작은 파워앰프는 분리형 전원 케이블을 사용하기도 하지만, MA-3600VZ는 소비 전류가 큰 장비라 굵은 전원 케이블이 본체에 직접 연결되어 있고 전원 플러그가 연결되어 있지 않다. 운 좋게 신품을 구했다면 플러그를 새로 달거나 단자 작업을 해 주어야 한다.

파워앰프는 음향 장비 중에서 전기를 가장 많이 먹는 놈이다. 파워앰프의 출력은 와트(Watt, [W])로 표시되는데, 스피커에 전력을 얼마나 공급해 줄 수 있나 표시하는 단위이다. 간혹 예외가 있지만 파워앰프의 모델명의 숫자는 일반적으로 파워앰프의 최대 정격 출력을 의미한다.

MA-3600VZ는 최대 약 3600 W의 출력을 낼 수 있는 앰프이다. 그리고 그 힘은, 이 전원 케이블을 통해 공급받는 전력에서 나온다. 때문에 전원을 연결하기 전 이 콘센트가 파워앰프에 충분한 전류를 공급할 수 있는지 반드시 확인해 주어야 한다. 그렇지 않을 경우 119에 전화해야 할 일이 생긴다.

H : 운영 모드 선택 스위치 — STEREO, BRIDGE-MONO, PARALLEL-MONO

파워앰프는 그 출력을 좀 더 효율적으로 사용하기 위해 아래와 같이 특별한 동작 방식을 가지고 있다.

• 스테레오(STEREO) 모드
• 브릿지(BRIDGE) 모드
• 패럴렐(PARALLEL) 모드

일반적으로 파워앰프는 스테레오(Stereo) 모드로 사용된다. 제조사에 따라서는 NORMAL MODE라고도 한다. CH1로 입력받은 신호를 CH1 증폭기를 거쳐 CH1 출력으로 내보내고, CH2로 입력받은 신호는 CH2 증폭기를 거쳐 CH2 출력으로 내보내는 상태이다. 보통 CH1은 LEFT 신호를, CH2는 RIGHT 신호를 물려서 사용하게 된다. 이럴 경우, 앰프에서 LEFT 1800W, RIGHT 1800W, 합계 3600W의 출력을 뽑아낼 수 있다.

헌데, 몇몇 사람들이 이런 생각을 했다. 출력이 좀 딸리는데, 두 증폭기를 하나로 합쳐서 써 버리면 안 되나? 그래서 나온 게 바로 브릿지(Bridge) 모드이다. 브릿지 모드는, 두 채널에서 서로 반대 위상의 신호를 출력해 하나의 스피커 양단에 더 큰 전압 차이가 걸리게 한다. 즉, 한 채널의 신호에 두 증폭기를 모두 사용해 출력을 뻥튀기시킨다.

패럴렐 모노(Parallel-Mono) 모드도 두 증폭기를 하나의 출력으로 묶지만 브릿지 모드와 목적이 다르다. 브릿지 모드가 출력 전압을 높이는 방식이라면, 패럴렐 모드는 두 채널이 전류를 나누어 공급함으로써 낮은 임피던스의 부하를 구동하는 방식이다. 한마디로 스피커를 병렬로 많이 연결 했을 때 적합한 방법이다. 다만, 이러한 모드는 특수한 스피커 구성에서 사용하므로 일반적인 음향 시스템에서는 사용할 일이 많지 않다.

중요한 것은 각각의 동작 방식은 출력단자의 스피커 결선 방법이 다르다는 것이다. 그리고 이러한 앰프 동작 모드를 결정하는 스위치는 생각보다 건드리기 쉬운 위치에 존재하는 경우가 많다. 이 설정은, 출력을 뻥튀기 시키는 용도라고 했다. 재수 없으면 스피커든 앰프든 한 방에 날아가 버린다. 최초 설치할 때, 그리고 앰프에 전원을 넣을 때, 한 번 정도는 확인해 보고 전원을 집어넣도록 하자.

I : 회로 차단기

회로 차단기(Circuit Breaker)는 파워앰프에 과도한 전류가 흐를 때 전원을 차단한다. MA-3600VZ에는 CH 1과 CH 2의 전원부를 보호하는 차단기가 각각 하나씩 있으며, 230 V 모델에는 채널당 7.5 A 차단기가 사용된다.

평상시에는 버튼이 안으로 들어가 있지만 차단기가 동작하면 탁! 하는 소리와 함께 밖으로 튀어나온다. 문제 원인을 파악하고 다시 꾸욱 하고 눌러주면 원래대로 복구할 수 있다.

J : 입력 감도 선택 스위치

일단 이 부분은 크라운에서 제공하는 앰프 관리 시스템인 PIP모듈이 들어가는 자리이다. 별로 쓸 일은 없을 것이다. 이 패널을 열고 모듈을 뽑아내면, 모듈을 꽂는 부분 아래에 스위치가 하나 숨겨져 있는데, 이 스위치가 파워앰프로 입력되는 신호의 기준을 선택하는 스위치 되겠다.

이 스위치는 파워앰프가 정격 출력에 도달하는 데 필요한 입력 신호의 크기 또는 전압 이득을 선택한다. 공장 기본값은 0.77 V이며, 다음과 같이 동작한다.

0.77 V

파워앰프의 입력 신호가 0.775 V에 도달하면 8 Ω 기준 정격 출력에 도달한다.

1.4 V

파워앰프의 입력 신호가 1.4 V에 도달하면 8 Ω 기준 정격 출력에 도달한다.

26 dB

입력 신호를 26 dB 증폭한다. MA-3600VZ를 기준으로 입력 신호가 4.8 V에 도달하면 정격 출력에 도달한다.

연결된 시스템의 기준 신호 크기에 따라 이 스위치를 선택하면 된다. 음향에서는 레벨을 나타내기 위해 사용하는 여러 단위가 있는데, 만든 제조사와 장비의 종류에 따라 그 사용하는 단위가 다를 수 있다. 이에 대해서 이야기하자면 챕터를 따로 빼내어 설명해야 한다. 초보인 우리들은 각 단위가 대략 다음과 같은 관계를 가진다 정도만 알고 있으면 충분하다.

그럼 도대체 뭘 선택해야 하느냐? 우리가 믹싱콘솔에 대한 이야기를 하면서 예로 들었던 Mackie 24-4는 오퍼레이팅 레벨(기준 레벨)이 0 dBu이다. 어떻게 알 수 있는고 하니, 일단 매뉴얼을 보면 되고, 레벨 미터 아래에 보면 작은 글자로 기준 레벨이 얼마라고 적혀 있다.

믹싱 콘솔뿐만 아니라, 다른 종류의 장비들도, 대부분 자신의 기준 레벨이 얼마인지 적혀 있다. 파워앰프와 연결되는 장비의 레벨 기준에 맞춰서 골라주면 되겠다. Mackie 24-4의 경우 0 dBu이니 0.77 V를 선택해 주면 된다. (그리고 대부분 0 dBu 장비일 경우가 많다)

기준 레벨을 잘못 선택한다 하더라도 당장에 무슨 문제가 생기지는 않는다. 다만, 파워 앰프의 성능을 다 활용하지 못하거나, 과도한 게인으로 인해 음이 찌그러지거나 하는 문제들이 생길 것이다. 기준 레벨의 통일은 시스템 전반에 걸쳐 정확히 조정되어야 하는 사항이지만 사실 현장에서 쉽게 간과되는 사항이기도 하고, 이로 인해 문제가 생기더라도 엔지니어의 능력으로 어느 정도 대응할 수 있는 문제들이긴 하다.

K / M : 신호 입력

XLR 커넥터나 1/4인치(6.35 mm) 폰 잭을 통해 입력 신호를 받을 수 있다. 설명 끝.

L : 그라운드 리프트(Ground Lift, 신호 접지 분리) 스위치

이 스위치는 파워앰프에서 그라운드 루프(Ground Loop, 접지 회귀)로 인해 발생하는 험이나 버즈를 줄이기 위해 오디오 신호의 접지 경로를 분리하는 스위치다.

05강에서 커넥터와 케이블을 설명하면서 그라운드와 쉴드에 대한 이야기를 한 바 있다. 쉴드는 연결된 장비의 접지부분에 연결된다. 즉, 오디오 믹서의 접지와 파워앰프의 접지가 오디오 케이블을 통해 연결된다는 얘기다. 그리고 이를 통해 음향 시스템에 연결된 모든 장비는 하나의 공통된 신호 기준인 0V를 공유하게 된다.

문제는 서로 연결된 장비가 다른 전원 회로나 접지 지점을 사용할 때 발생할 수 있다. 두 장비 사이에 미세한 전위차가 생기면 오디오 케이블의 쉴드와 신호 접지를 따라 전류가 흐르게 되고, 이 전류가 오디오 신호에 섞이면 험(Hum)이나 버즈(Buzz)와 같은 잡음으로 들리게 되는데, 이러한 현상을 그라운드 루프라고 한다.

험은 교류 전원의 60 Hz 주파수가 시스템을 타고 들어가는 것을 말한다. 우리나라 사람들은 우우웅~~이라 표현하지만 외국에서는 험~ 하는 소리처럼 들리다 해서 험 노이즈라 불린다.

버즈 역시 전원 노이즈 이지만 험과는 약간 다르다. 전원 주파수의 고차 배음이나 스위칭 노이즈 등이 포함된 찌지직~ 소리 또는 모기가 날아다니는 듯한 날카로운 소리로 들린다.

이 현상을 막기 위해서는 두 장비 간에 연결된 케이블에서 접지 부분을 잘라 내어, 두 지점 사이에 전류가 흐르지 않도록 해 주어야 한다. 하지만, 매번 멀쩡한 선을 잘라내고 붙이고 하기에는 번거로운 노릇이다. 이 역할을 해 주는 스위치가 바로 이 그라운드 리프트 스위치이다. 이 스위치를 통해 물리적으로 쉴드선을 분리하거나 큰 저항을 삽입해 분리한 효과를 낼 수 있게 된다.

사용하는 방법은, 파워앰프에서 이상한 노이즈가 있을 경우, 스위치를 반대로 돌려보면 된다. 돌려봐서 노이즈가 사라졌다면 그라운드 노이즈를 잡은 것이고, 아닐 경우, 다른 곳에서 원인을 찾아야 한다.

N : 스피커 출력

스피커 케이블로 이 단자와 스피커를 연결해 주면 우리가 만들어낸 신호가 드디어 스피커를 통해 공간에 방출된다.

이 단자는 대전력의 신호가 출력되는 단자이다. 때문에 220V 전기 콘센트와 동일하다고 생각하며 다루어야 하는 곳이다. 앰프의 동작 모드에 따라 정확하게 선이 연결되어야 하며, 절대로 +극(보통 붉은 단자)과 -극(보통 흑색 단자)이 쇼트나는 일이 없도록 주의해야 한다. 다시 한번 말하지만, 파워앰프의 출력 단자는 220V 전기 콘센트와 동일하다 생각하고 다뤄야 한다.