진공관 취급요령

진공관의 수명을 연장하고 음질을 향상 시키는 방법으로 많은 방법이 소개되고 있다.  이러한 것들의 일부는 근거가 있지만, 나머지는 믿거나 말거나 식 이다.  여기에서는 일반적으로 알려진 검증된 내용 만을 정리 하였다.   특히 이 내용들은 고전관 기준으로 기술된 내용 이므로 모든 진공관에 대해서 일치하지 않을 수 있음을 미리 밝힙니다.    

 

앰프에 순간적인 전압을 넣지 말자

진공관 내에는 전자를 방출하는 캐소드(Cathode)라는 전극이 있는데, 이것을 직열 3극관에서는 필라멘트에 해당 된다.  진공관을 오래 사용하면 전극에서 가스가 발생되어 진공도가 떨어지고, 캐소드가 산화되어 전자 방출 기능이 약화 된다.  물론 진공관 안에 진공도를 유지시켜 주는 거울 색깔의 게터를 넣어 잔류가스를 제거 한다.  유리면에 붙어 있는 게터의 양은 진공관의 잔류가스 방출 정도와 진공도 기술에 따라 좌우 된다.  진공관의 잔류가스 방출량이 적고 진공기술이 발전한 후기 진공관은 고전관에 비해 게터량이 적다.  고전관에는 이 게터가 유리면에 많이 칠해져 있으며, 신관으로 갈수록 이 게터의 양은 줄어든다.  진공관의 캐소드는 필라멘트의 가열에 의해 전자가 방출 되는데, 전자가 방출되지 않은 상태에서 순간적으로 고압 B+ 전압이 가해지면 캐소드의 전자 발생물질이 급격히 산화되어 전자 발생이 약화 또는 발생 하지 않게 된다.  따라서 고전관은 오랜 세월 동안 전기를 통하지 않았을 뿐 더러 구조적으로 취약 하므로 순간적인 고압을 넣는 것은 매우 위험하다.  요즘에 생산되는 진공관 앰프도 정류관을 B+ 전원으로 사용하지 않는 실리콘 다이오드 방식이므로 순간적으로 300~500v의 B+ 고 전압이 플레이트에 가해진다.  이때 진공관의 필라멘트/캐소드는 충분히 예열 되지 않아 전자방출이 활성화 되지 않은 상태에서 고전압이 인가 되므로, 진공관이 제 수명을 채우지 못하고 일주일, 한달 만에 쇼크사 하는 경우도 왕왕 발생한다.  자동차로 이야기 하자면 엔진 워밍업 없이 시속 100Km로 속도를 내 것과 같다.  따라서 정류관이 있다고 할지라도 빈티지 관이나 고가의 출력관을 사용하는 앰프는 진공관 구입 사용 전 필히 예열 숙성을 권장하며, 정류관을 사용하지 않는 다이오드 B+ 전원 방식의 현대 앰프에는 슬로우 스타트(Slow Starter)의 사용을 적극 권장한다.

 

진공관에 충격을 가하지 말자

진공관은 필라멘트, 캐소드, 그리드, 플레이트가 좁은 간격을 두고 떨어져 있는 구조로 되어 있어 진동에 약하다.  이 좁은 간격은 전자의 원할한 소통을 위한 것으로 전극 간의 진동에 의한 쇼트를 막기위해 Insulating Spacer 와 Button Stem으로 단단하게 지지 되어 있다.  그러나 고전관은 이 Insulating Spacer가 매우 허술하게 되어 있을 뿐만 아니라, 히터와 그리드의 전선이 조잡하여 충격에 매우 약하다.  따라서  고전관인 경우는 약간의 충격에도 필라멘트가 단선 되거나 그리드와 쇼트 되기도 한다.

 

진공관을 정기적으로 검사 하자.

진공관은 소모품 이다.  캐소드에서 방출된 전자는 시간이 지나면 그 능력이 줄어 들게 된다.  따라서 적정 시간이 지나면 진공관을 교체 하여야 한다.  일반적으로 연구실에서 최적의 동작과 전압으로 연속해서 진공관을 동작 시켰을 때, 대략 100,000 시간을 쓸 수 있다고 한다.  그러나 오디오 회로에서 EL34는 약 1,000~4,000 시간 정도이고, 300B은 1,500~10,000시간 정도라고 추정하고 있다.  이처럼 어떤 앰프에 어떻게 사용 하는 가에 따라 진공관은 수명 차가 매우 크다는 것을 알 수 있다.  특히 수동으로 바이어스를 조정 해야 하는 고정 바이어스 파워앰프는 정기적으로 바이어스 전압을 체크 함과 동시에 진공관을 검사 하여야 진공관의 수명을 연장 할 수 있다.  이때 올바른 계측기로 검사를 하여야만 수명이 다 된 불량 진공관을 교체하고 흐트러진 밸런스를 맞출 수가 있기 때문 입니다.

 

예열 에이징 워밍업을 시키자

 

1. 진공관 워밍업 전문기기를 사용하는 방법

이 방법은 Demagnetizer & High Fidelity Tube Maker 를 사용하여 진공관을 에이징 워밍업 하는 방법 입니다.  숙성 시간은 미 사용 진공관의 경우 약 12시간에서 24시간 소요 됩니다.  본 기기는 2Hz에서 30KHz의 광대역 시그널을 진공관에 발생 시켜 진공관 내의 전극의 자기장과 응집된 저항분을 제거 하고 전극의 신호 전송을 유연화 시켜 줌으로서, 진공관의 다이나믹 레인지를 확장 시키고 음질을 선명하게 만듭니다.  사용하지 않은 신품 진공관은 대략 12~24시간 정도 숙성 시키는데, 이때 필라멘트 전원을 1v에서 시작하여 4v, 5v, 6v로 변환하여 예열 하고, 플레이트 전원도 200v에서 400v까지 변환 시킴으로서, 민감한 진공관을 보호 하면서 자연스럽게 최적의 특성에 맞추어 에이징 시킵니다.  음질 향상 가능 진공관은 12AX7, 12AU7, 12AT7, 6DJ8, 6922, 6SN7GT, 6SL7GT, 12BH7, 300B, 2A3, KT88, 6550, EL34/6CA7, KT90, 6L6, 5881, 350B, 6V6 등 입니다.  

 

2. 가정의 앰프로 에이징 워밍업 하는 방법

 

a. 정류관을 가지고 있거나 B+ 전압을 분리 시키는 경우

진공관은 보호와 음질을 숙성 시키기 위해 예열 워밍업이 필요하다.  이때 Demagnetizer & High Fidelity Tube Maker와 같은 전문 진공관 숙성기나 AP-2000 과 같은 예열기(Vacuum Tube Heating Machine)를 사용하면 되지만, 일반인은 이를 가지고 있지 않으므로 다음의 방법으로 예열 한다.  먼저 앰프의 정류관을 빼 버리고 B+ 전압을 분리시켜 히터전원 만을 점화 시킨다.  만일 정류관이 없는 실리콘 다이오드 회로 이라면 회로상에서 B+ 전원라인을 끊어 버린다.  그 다음 슬라이닥스(1차 교류 전압조정기)를 앰프 전원코드에 연결하여 AC라인이 220V인 경우에는 전원을 1/2인 110v, 로 낮추고 AC라인이 110v 라면 전원을 55v로 낮춘다.  이렇게 하면 앰프는 B+ 전원이 없는 상태에서 필라멘트 전원이 5v 인 경우에 1/2인  2.5v 만을 인가 시키게 된다.  1/2 필라멘트 전압으로 약 2~24시간 쯤 점화해 둔다.  그 다음에는 슬라이닥스를 통해 필라멘트 전압을 약 5~20% 정도씩 증감시켜 같은 시간 점화 시킨다.  필라멘트 워밍업이 끝났으면 B+ 전압 올리기를 시작 하는데, 이것도 필라멘트 전압 올리기와 동일한 방식으로 행한다.  먼저 정류관을 꽂은 다음에 슬라이닥스 AC라인을 1/2 전압인 110v 정도로 해 두고 앰프의 전원 스위치를 넣는다.  이것을 또 2~24시간 쯤 예열 시켜 준다.  그 다음 슬라이닥스를 100% 까지 올려 B+ 전원을 마지막으로 예열 시키면 된다.

이 같은 예열 워밍업 동작을 행하면 다음과 같은 잇점이 있다.
1. 예열 워밍업을 하지 않은 진공관은 수명이 무척 짧아진다.  앞에서 말한 것 처럼 예열 워밍업은 각 전극을 서서히 예열시켜 줌으로서 진공관 내를 이온화 시켜 전자방출의 활성화를 극대화 시켜 준다.  그러므로 진공관 장시간 사용시에도 무리가 가지 않는다.

2. 진공관의 전극은 열을 받으면 팽창하게 된다.  이와 같이 팽창과 수축의 반복을 통해 진공관의 전극은 제자리를 잡게 된다.  특히 미세한 선재로 된 히터와 그리드에 갑작스러운 전원이 걸리면 잡음이 발생하고 심하면 단락 될 수 있으므로 서서히 예열 시켜야 한다.

3. 음질 면에서도 개선 된다.  사람에 따라 음질 개선의 정도에 대해 말들이 많지만 개선 되는 것은 확실하다.  진공관 워밍업은 각 전극을 활성화 시켜주고 전자 및 전류의 흐름을 유연하게 해 준다.  특히 고전관의 경우는 그 효과가 더욱 크며 최근에 생산된 신관에 비해 수명과 음질 면에서 많은 영향을 준다.  가능한 장시간 순차적으로 워밍업을 해 줄 때 그 효과가 더욱 크다.

b. 고정 바이어스를 변화 시키는 경우

필라멘트 에이징이 끝난 후 진행 되며 출력관의 플레이트 전류량을 강제적으로 조정 할 수 있는 방식인 고정 바이어스 회로 방식의 앰프에 적용 됩니다.  이 방법은 1번의 예열 워밍업이 끝나고 반복 할 수 있는 방법으로 출력관을 보호하고 수명을 연장시켜 줍니다.  방법은 다음과 같습니다.  앰프의 바이어스 전압을 낮추어서 플레이트 전류가 앰프 권장치의 70% 정도로 약 5분간을 흐르게 합니다.  예를 들면 바이어스  전압이 -20v라면 -25v로 변화 시키면 플레이트 전류량이 줄어들게 됩니다.  반면에 바이어스 전압이 -20v에서 -15v로 변화 되면 플레이트 전류량은 증가하게 됩니다.  시간이 지났으면 앰프의 전원을 끄고 출력관을 식힌 후, 다시 권장치의 80%로 바이어스 전압을 조정하여 10시간 정도 작동 시킵니다.  10시간 후 다시 권장치를 90%로 올려 20시간 정도 가동 시킵니다.  마지막으로 정상 권장치의 전류값으로 바이어스를 조정 한 후에 앰프를 사용 합니다.  신품 진공관은 앰프에서 100시간 정도 사용하면 출력관에 약간의 물리적 변동이 생기게 됩니다.  이때 변동된 전류값을 바이어스 전압으로 변동시켜 권장치의 100%로 회복 시킵니다.  그 다음 부터는 1000시간 마다 변동된 플레이트 전류값을 바이어스로 조정하면 됩니다.

 

<오디오소리 카페에서 퍼왔습니다 http://cafe.daum.net/audiosori  >