📻 (3) 카페용 앰프 설계 6CX8 유사 진공관 찾기

"모방은 창조의 어머니" 란 말이 있습니다.
6CX8을 Zero base에서도 설계가 가능하지만 유사한 것이 기존에 있다면 먼저 참조해 보는 것이 시행착오를 줄이고 기존의 앰프보다 좀 더 개선된 앰프를 만들 수 있습니다.
그러나 유사한 것을 찾는 것도 새로 만드는 것만큼의 노력이 필요합니다.

6CX8은 두개의 진공관이 들어있다고 했습니다.
먼저 초단관부와 유사한 기존의 진공관을 찾습니다.
6CX8의 스펙을 먼저 찾습니다.
https://frank.pocnet.net/sheets/093/6/6CX8.pdf
와같이 pdf 파일로 존재합니다.
용어들이 어렵긴 하지만 계속 보다 보면 익숙해집니다.

6CX8 특성

이 부분이 중요한 스펙을 기술해 둔 부분입니다.
초단부는 3극관이므로 Triode섹션을 봅니다.
Amplification factor, Plate resistance, Transconductance 가 중요한 진공관의 3요소입니다. 이 특성과  유사한 것을 찾으면 됩니다.
그러나 이 특성이 고정된 값은 아니고 진공관에 인가되는 전압에 따라 조금씩 달라질 수 있습니다.
위 특성에서도 Plate 40 volt , 200 volt, 150 volt 일 때가 다릅니다.

가장 많이 사용되는 관들의 특성을 찾아보면 12AU7과 유사함이 있습니다.

12AU7 특성

Plate votage (플레이트전압) 100volt 를 보면 Amplification factor 20, Transconductance 3100, Plate resistance 6500이고 6CX8은 150 Volt 일 때 Amplification factor 40, Transconductance  4600, Plate resistance  8700입니다.
6CX8과 차이가 있어 보이는 듯하나 진공관 세계에서는 오차범위가 커서 이 정도면 같지는 않지만 유사성이 있다고 봅니다.

그런데 6N1P라는 소련제 진공관을 보니 좀 더 6CX8과 유사합니다.

https://shop.ehx.com/catalog/addimages/6n1p-svetlana.pdf 을 보면

6N1P의 3가지 특성에서
Plate Votage가 명시되지 않았으나 초단은 대체로 100~150V에 사용하는 것으로 봅니다.
Amplification factor 33, Transconductance 4400, Plate resistance 7500입니다.
6CX8가 40, 4600, 8700인데 12AU7에 비하면 상당히 비슷합니다.

이제 6CX8의 5 극관부와 유사한 기존관을 찾아봅니다.
5 극관부는 오디오 출력이 2W 이하의 소출력관일 것으로 예상합니다. 이는 Plate에 흘릴 수 있는 최대 전류(current)와 최대 Plate disspastion으로 예측합니다. Plate disspastion는 플레이트의 손실을 의미하며 단위는 W입니다. 오디오 신호로 나가는 전력뿐만 아니라 열로 소모되는 전력까지 모두 포함한 전력이라 오디오출력보다 큽니다.
Plate current는 24mA, 손실은 5W입니다.
5 극관은 위의 두 요소와 Transconductance 10000, Plate resistance 70000로 유사한 진공관을 찾습니다.
Amplification factor은 전압증폭률이라 5 극관에서는 사용하지 않습니다. 5 극관은 전력증폭이라 전류까지 포함시켜야 하는데 Amplification factor는 전압에 대한 것이기 때문입니다.  참고로 전력은 W이고 전압과 전류를 곱한 에너지입니다.

이런 특성들로 소출력 진공관들을 찾아보면
12BY7이 유사관으로 발견됩니다.

Plate current는 26mA, 손실 Plate disspastion은 6.5W입니다.
Transconductance 11000, Plate resistance 93000으로 6CX8 5 극관부와 상당히 유사성이 있다고 볼 수 있습니다.

진공관은 반도체와는 달리 허용 오차가 큽니다. 왜냐면 동작범위가 반도체는 대체로 0~30V 미만이지만 진공관 0~수백V입니다. 수천 V인 경우도 있습니다. 그래서 진공관이라는 영역에서는 6CX8과 6N1P 그리고 12BY7은 특성치  차이가 그렇게 크지 않다고 볼 수 있는 것입니다.

사실 금방 유사관을 찾은 것처럼 설명을 했지만 그동안의 경험을 바탕으로 유사 진공관들의 범위를 줄이면서 상당시간 특성치 분석에 시간을 보낸 결과입니다.

이처럼 유사 진공관을 찾을 수 있는 것은 수많은 진공관들이 Zero base에서 개발된 것이 아니기 때문입니다. 인간의 조상도 하나이듯 진공관도 뿌리를 거슬러 올라가면 최초의 진공관 '드 포리스트'의 3극관까지 거슬러 올라납니다.

드 포리스트의 3극관

후대의 진공관은 반드시 유사한 진공관들이 존재한다는 확신을 갖게 되는 이유입니다. 저는 새로운 진공관을 보면 꼭 유사관을 찾아냅니다. 그리고 거기서부터 새로운 진공관을 위한 설계가 시작됩니다.

이제 유사진공관을 모두 찾았습니다. 이제 유사 회로를 찾으면 됩니다.

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