작은 선물 USB Audio CODEC + Headphone Amp


전부터 헤드폰 앰프 타령을 해왔던 친구의 대학 졸업과 대학원 입학을 축하하기 위해 작은 선물을 하나 만들었다.

선물한 앰프가 어딘가 구석에 처박혀 있는 경우를 종종 본 적이 있는데 이미 내 손을 떠난 것이라 별로 신경 쓰지는 않지만 이왕 선물할 것 가급적이면 선물 받는 사람에게 활용도가 높은 앰프를 만들어야겠다고 생각하게 된다. 친구의 성격을 고려할 때 거치형 앰프는 사용하지 않을 가능성이 대단히 높고 휴대용 앰프 역시 배터리나 전원 어댑터의 사용과 소스기기와의 선 연결을 귀찮아하여 사용하지 않을 가능성이 높아보였다. 집에서 먼 대학원에서 주로 노트북을 사용할 예정이라는 이야기에 USB 코덱과 USB 전원으로 작동되는 앰프를 만들어보기로 했다. USB 사운드카드와 앰프를 합친다면 전원공급의 불편함과 소스기기와의 연결의 번잡함을 해소할 수 있으리라 생각했다.


Simple Class-AB Headphone Amp

헤드폰 앰프는 하스 신정섭님의 Simple Class-AB Headphone Amp를 택했는데, 작년 하스 정모에서 만난 김창훈님의 추천도 있었고 그람슬리 솔로를 비롯한 여러 상용 앰프에 사용된 회로이기도 하고 평이 좋은 편이라 호기심이 동했다.

배선도는 신정섭님이 공개한 배선도를 참고하여 나의 취향에 맞추어 저항을 눕힐 수 있도록 새로 그렸다.

Simple Class-AB Headphone Amp


OP앰프는 저전압에서의 작동에 비중을 두어 듀얼OP앰프와 핀호환이 되는 헤드폰앰프인 필립스의 TDA1308을 사용했다.

버퍼단의 TR은 원회로의 BC337/BC327을 사용했다. 저렴할 뿐 아니라 소자의 특성도 좋다고 한다.


전원부

USB 전원을 사용해야 하기 때문에 전원부는 공급 전압을 -전압으로 바꿔주는 볼테이지 컨버터인 LM2663을 사용하여 양전원부를 구성했다.

볼테이지 컨버터

LDO


Simple Class-AB Headphone Amp가 USB 전원에서도 제대로 작동하는지 테스트해봤는데 작동은 하지만 USB 전원의 품질에 영향을 많이 받음을 알 수 있었다. 내 데스크탑 PC의 경우 USB 전원을 그대로 사용해도 지장이 없었지만 노트북에서는 그냥 사용할 경우 잡음이 심해서 LDO를 사용해야지 잡음을 잡을 수 있었다. 이처럼 경우에 따라 달랐기 때문에 LDO를 사용하여 USB의 5V를 3.3V로 레귤레이팅하여 사용했다. 이렇게 레귤레이팅한 3.3V를 볼테이지 컨버터를 통해 -3.3V를 만들어 +-3.3V 양전원을 갖추는 것이다.

큰 의미는 없지만 원활한 전원공급과 빈 공간을 활용하기 위해 3쌍의 전해콘덴서와 필름콘덴서를 추가했다.


만들기
가공하기 쉬운 재질이고 나름대로 휴대하기 편한 사이즈인 실비아 케이스를 사용했다.

전체적인 배치

동테이프를 사용해 접지 면적을 가능한 넓게 만들려고 했다.

기판 밑면을 볼 일은 드물겠지만 선물로 만드는 만큼 배선 작업에 신경썼다.

공간을 확보하게 위해서 콘덴서의 일부를 기판 밑면에 SMD타입의 MLCC으로 사용했다.

볼륨은 알프스 미니 스위치볼륨이다. 좌우 편차가 약간 있는 편이지만 마땅한 대안이 없어서 사용한다. 하스 이정석님이 소개해준 볼륨의 오차를 줄이는 방법을 적용했다.

높이를 낮추기 위해 USB 단자는 A타입을 사용했다. 때문에 양쪽이 A 타입 플러그로 이뤄진 케이블을 사용하여 컴퓨터와 연결해야 한다.

디지털 입/출력 선택 스위치. 그다지 쓸 일은 없을 것 같지만 추후 디지털 입력이나 출력이 필요할 경우를 대비하여 넣었다.

USB 오디오 코덱인 PCM2902. 얼마나 효과가 있을지는 모르겠지만 접지한 동테이프로 감싸주었다.

USB 전원 잡음을 조금이라도 줄이기 위해 비드를 추가했다.


소감

+-3.3V의 저전압이라 Simple Class-AB Headphone Amp가 제대로 작동할지 조금 걱정했는데 다행히도 괜찮은 편이다. 이 회로에 있어 최적의 동작 조건은 아니겠지만 이 정도면 나름대로 만족한다.

전원이 충분하지 않기 때문인지 저임피던스 이어폰일 경우 최대 볼륨에서 클립핑이 발생하지만 친구를 위한 또 다른 선물인 32옴의 PX-200에서는 그러한 문제가 없었다.

이 USB Audio CODEC + Headphone Amp는 지금까지 취미 삼아 만들었던 앰프와는 달리 처음부터 선물하기 위해 만든 것이라 구상에서부터 배선도 그리기, 부품 준비와 제작, 마무리까지 오랜 시간과 공을 많이 들여서 그런지 큰 애착을 느낀다. 부디 잘 쓰이기를 바란다.

친구의 대학 졸업과 대학원 입학을 축하하며, 건강과 성공을 기원한다.
      DIY(오디오…)  |  2008. 3. 23. 15:49
2008.03.26 08:53 댓글에 댓글수정/삭제
선물인 만큼 그동안 루시엘님의 모든 노력과 경험, 그리고 정성을 쏟은 역작인 것 같습니다. 더이상 말이 필요없을 정도입니다 ^^;;
2008.03.30 20:31 신고 수정/삭제
대동단결님 과찬입니다.
좋게 봐주셔서 감사합니다.^^

PALM DAC1 공동구매 진행하시느라 고생이 많습니다.
전 요즘 새 환경에 적응하느라 바쁘게 지내고 있습니다. 새로운 무엇에 손댈 여유가 부족한 것이 좀 아쉽네요.^^
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