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턴테이블의 AC 모터는?

by 홍준모 posted Dec 12, 2009
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LINN LP12에서 기존의 24극 AC 싱크로너스 모터를 DC모터로 교체하고 여기에 맞는 전원부를 판매하기 시작하였습니다. 아주 잘된 일이라고 생각하고 있지만 가격이 장난이 아닙니다. 하지만 음의 변화는 대단하다고 최근에 읽은 일본오디오 잡지를 번역한 책에서 보았습니다. 저는 평소 일본 애들의 오디오평에 대해 전혀 신뢰하지 않습니다. 왜냐면 하수들의 말장난으로 보기 때문입니다. 구체적인 예가 떠오르지는 않는 군요. 하지만 모터변경에 따른 음의 변화는 당연히 발생하리라 봅니다. 그 일본인의 표현을 믿지 않더라도….

AC 싱크로너스 모터의

장점
1.속도가 정확하다.  주파수 동기 모터이므로 속도편차가 거의 없습니다. 순간적으로 상용주파수의 변동외에는 속도편차를 발생시킬 요인이 없는 것입니다.
2.비용이 적게 든다. AC 싱크로너스 모터는 콘덴서동기 모터라고 하듯 콘덴서만 부착해 주는 전원부로 구성이 아주 간단하여 비용은 물론 전원부에 많은 노력이 필요 없습니다.
3.DC 모터에 비해 Torque가 크다.

단점
1.DC 모터에 비해 상대적으로 소음과 진동이 있다.
2.구조적으로 Cogging Effect가 있다.

코깅이펙트란 주파수동기 AC모터의 경우 속도가 초당 60번 속도가 빨라졌다 느려졌다를 반복하면서 회전하는 것을 말합니다. 즉 싸인파의 상부 꼭지점에으로 가면서 빨라 졌다가 다시 하부 꼭지점으로 가면서 느려지는 것을 말합니다. 이것이 초단위로 발생하기에 육안으로는 식별이 불가능합니다. 예를 들면, 최근의 LCD TV들은 ‘잔상이 없다’ 라고 광고합니다. 즉 120hz로 화면을 빠르게 처리한다고 합니다. 초기에는 4hz정도 여서 즉 초당 4장의 필름을 재생하기 때문에 한 개의 필름이 오래 재생되고 있으니 ‘잔상’이라는 것을 눈으로 확인할 수 있었던 것입니다. 하지만 눈으로 보이지 않을 뿐이지 최근의 LCD TV에도 잔상은 있는 것입니다.

모터가 300rpm/min 한다고 하면 초당 5회전을 하는 데, 그 5번 회전시에 300(5 x 60hz)번을 빨라졌다 느려졌다 하는 것입니다. 결국 분당 모터는 300 x 60초 = 18000번을 빨라 졌다 느려 졌다를 반복하면서 회전하는 것입니다.

여기서 잠깐, 가라드나 EMT 는 1800rpm/min 입니다. 따라서 30rpm/sec 는 30rpm x 60hz = 1800번 이를 다시 표현하면 1800번 x 60sec = 108000번/min 을 빨라졌다 느려졌다를 반복하는 것입니다.

Cogging Effect를 설명하기 위해 ‘빨라졌다 느려졌다’라는 표현을 사용하였지만 이것은 사실 자체 진동인 것입니다. 즉 분당 300회전하는 모터는 18000 진동을 하고 1800회전을 하는 모터는 108000을 진동하고 있는 것입니다.


해결 방안 이러한 코깅 이팩트를 감쇄하기 위해서는

1.무거운 풀레터로 flywheel effect를 이용한다, 즉, 풀레터 자체의 관성모멘트를 이용 모터속도가 느려질 때 관성의 힘으로 그 느려짐의 크기를 최소화 하려는 것입니다.

2.풀리나 이너풀레터의 크기에 변화를 준다. 모터속도 자체를 최소화 하려는 것입니다.

3.복수의 모터를 사용한다. 그 어떤 모터도 100% 동일한 회전특성을 지닐 수 없는 점을 이용 하나의 모터가 속도가 상승할 때 다른 모터는 감소하여 풀레터에는 그 감쇄된 힘만 전달되게 하는 효과를 보고자 하려는 것입니다.
4.모터하우징을 턴의 외부에 설치. 가장 흔히 사용하는 방법입니다. 효과도 물론 있습니다.
5.자석의 수를 많이 한다. 이를 통해 빨라졌다 느려졌다하는 간격을 줄이려고 하는 것입니다. 매뉴얼에 16pole, 24pole라는 문구가 있는 것을 보셨을 것입니다.
6.모터+벨트+아이들러 등의 구조변경.  
7.별도 전원부 설치. 이 방법은 코깅현상을 감쇄하는 데는 거의 영향이 없습니다. 노이즈를 차단하기 위해 사용하는 것이 주된 사유이며, 이미 외국의 아날로그 파일에게는 외부전원부로 인한 음질변화는 없다는 결론이 난지 오래입니다.

위의 해결 방안 각각에 대한 설명을 간단히 하였지만, 좀 더 자세히 설명하려 하면 아주 복잡하고 시간도 많이 소요됩니다. 해서 이만 줄이고 여하한의 방법을 동원하더라도 AC싱크로너스 모터에선 cogging effect를 100% 소멸시킬 수가 없습니다.

Cogging Effect를 발견하는 방법
서두에서 육안으로 판별하기 불가능하다고 하였습니다. 모터축을 보면서 판단하긴 불가능해도 스트로보스코프의 움직임이 좌우로 흔들리는 것이 육안으로 보입니다. 흰색과 검은색이 겹치게 되어 양단면이 흐릿하지만 정지해 있어야 하는 것입니다.


그럼 중요한 것은 AC모터를 사용하는 턴과 DC모터를 사용하는 턴에 있어서 음의 차이는 무엇인가 입니다. 사실 개인이 이것을 판별하기란 쉽지 않습니다. 동일한 턴에 모터만 교체해서 들어 봐야 그 차이를 분명히 알 수 있기 때문입니다. 하지만 많은 턴 제조사들이 기존의 AC모터를 DC모터로 교체하였다는 것입니다. 하지만 이 경우 DC 모터의 콘트롤부를 설계하는 것이 쉬울 것 같으면서도 쉽지 않다고 합니다. 제가 엔지니어가 아니라 자세히는 모릅니다.

다행히 현재 DC 모터 KIT를 판매하는 곳이 있어서 몇몇 턴은 이 kit로 교체가 가능합니다. 이 kit 사용자들의 의견은 아주 좋습니다. 예를 들면, ‘음이 맑아 졌다.’ ‘저역이 분명해 졌다.’ ‘음장감이 뚜렸해져서 3차원적으로 변했다.’ 등등 입니다.

흔히들 아날로그음은 부드럽고 풍성하며 따듯하다고 합니다. 저는 이런 표현을 볼 때 마다 왜곡된 음을 듣고 있구나 라고 생각합니다. 비록 아직 제가 직접 구현하고 있지는 못하지만 진정한 아날로그 음은 에지와 에너지가 살아 있어 디지털 보다 더 강하고 단단하며 극한의 자연스러움이 있었습니다.

지금 동일한 lp와 cd를 들었을 때, cd의 음이 더 강하거나 단단하다면 여러분의 아날로그 장비는 교체하여야 합니다.

80년대가 젊은 시절이셨던 분 중에서, 그 당시 고고장에서 들었던 대부분 테크닉스 턴과 MM바늘의 조합에서 재생하는 음만큼 단단하고 강한 음을 구현하고 있습니까? 물론 앰프와 스피커가 다르지만…..음의 시작은 턴과 바늘입니다.


사실 하고 싶은 말씀은 특정 턴테이블을 거론하고 싶지만……..여러분의 판단에 맡깁니다.


그럼 이만.

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