오디오 앰프 클래스 구분 (A클래스 / AB클래스 / B / D클래스..?)

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오늘은 오디오 앰프의 클래스의 구분에 대해서 간략히 적어보겠습니다.

​블로그에서 전에도 말씀드렸지만 오디오 장비에 관심을 갖기 시작하니..

​전자공학을 전공할껄 하는 생각까지 듭니다.... ^^ 

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자~ 그럼 이제부터 오디오 앰프의 클래스 정리를 시작해 보겠습니다..​

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앰프의 클래스 구분은 앰프의 그레이드를 결정하는것은 물론 아니고..

앰프의 출력방식에 따라서 분류하기위한 구분을 한 것입니다.​

즉, 앰프 출력단에 트랜지스터나 진공관이 어떠한 방식으로 파형을 증폭하는가

하는 방식의 차이로 구분됩니다.

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1. A 클래스 앰프

   가장 기본적인 반도체의 증폭 개념을 그대로 사용한 방식으로써,​ 출력소자에 항상 바이어스 전류가 흐르며 가장 왜율이 적고 가장 좋은 선형의 출력을 갖기는 하지만 효율이 낮은 방식 입니다.

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   교류신호의 +, - 신호로 구성된 소스 신호를 인위적으로 모두 ‘+’ 로 인식시켜서 일괄 증폭하는 방식이고 이를 위해서는 소스 신호와 상관없이 + 로 들어올리는 바이어스(bias) 전압을 항상 걸어 놓게 되는데 이것은 +, - 신호를 별도로 증폭하는 트랜지스터의 구조적 한계를 극복하는 방식입니다.

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   특히 +, - 가 빈번히 교차하는 고역 쪽으로 갈수록 매끄러운 재생이 돋보인다는 장점이 있습니다.

   즉, 원 신호의 찌그러짐이나 손상 없이 증폭이 된다는 것입니다.

   그래서 항상 전압이 걸리는 설계로 발열이 매우 심하고 고출력으로 설계하기 어렵다는 단점이 있습니다. (B클래스의 1/4 수준)

   예를들어 20W A클래스 앰프의 경우엔 스피커로 나가는 출력과 상관 없이 볼륨이 0인 상황에서도 앰프에 파워만 들어와 있으면 20W의 에너지가 그대로 방열판으로 나가게 됩니다. 

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2. B 클래스 앰프

   위와 같이 A클래스 앰프의 발열 및 전력 소모가 큰 문제를 개선하기 위하여 에너지 효율을 중심으로 설계된 방식이 B클래스입니다.

   효율을 중시한 보편적인 앰프의 증폭방식으로서 교류의 +, - 신호를 별도로 증폭한 다음 합쳐서 최종 출력하는 방식입니다. 소스 신호가 없으면 전류가 흐르지 않으며 신호가 유입되었을 때 작동을 하게됩니다.

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   +와 – 신호의 상호 전환시에 순간 다른 트랜지스터가 작동하는 방식이라서 A클래스 방식에 비해 스위칭 왜곡이 발생하기 쉽고 음질 저하의 단점이 있습니다.

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3. AB 클래스 앰프 

​   말그대로 A클래스와 B클래스의 장점을 절충한 방식입니다.

   기본적으로는 +, - 신호를 별도로 증폭하는 B클래스 방식이지만, 바이어스 전압을 낮게 걸어서 특정 출력까지는 A클래스처럼 작동하게 합니다.

   따라서 AB클래스는 그 설계 방식이 A클래스에 가까운지 B클래스에 가까운지에 따라서 AB1급 AB2급으로 세부 구분이 되기도 합니다.

   시간이 갈수록 상당수의 앰프들이 이 방식을 채택하고 있어서 하이파이앰프에서 가장 흔한 방식이 되었으며, 발열 및 전력소모에서 유리한 프리앰프는 A클래스, 파워앰프는 AB클래스로 구성하여 설계되는 경우가 많습니다.

   보통 A클래스 증폭이라고 하는 앰프도 자세히 살펴보면 AB클래스인 경우도 많다고 합니다.

 

​4. D 클래스 앰프

   스위칭 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 앰프입니다.

   PWM 이라는 변조 기술을 사용합니다. 변조는 일반적으로 입력 신호를 통신하기 좋은 형태로 변형시키는 것입니다.​

   이 방식은 스위칭 소자 들이 완전히 ON 또는 OFF 되어 출력 소자에서의 전력 손실을 크게 감소 시켜서 90 ~ 95%의 효율을 얻는 것이 가능하며, (A클래스의 경우 20%의 효율) 오디오 신호는 출력 소자를 구동하는 PWM 캐리어 신호를 변조시켜 종단에서 LPF로 고주파의 PWM 캐리어 주파수를 제거한다.​ (로우 패스 필터를 거치는 것으로 이해됩니다)

   이때 ​필터를 거치게 되면서 주파수 대역에 따라 왜곡율이 다르게 적용되기 때문에 소리의 왜곡이 생길 수 있다는 점이 단점이 됩니다. 대신 효율이 좋기에 작은 공간의 설계로 큰 출력을 얻을 수 있기에 최근 유행되고 있는 PC-FI등의 좁은 공간에서의 니어필드 환경에서 매우 적합한 방식이라고 생각됩니다.

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​※ C급 증폭방식은 오디오용에는 사용되지 않고, 효율성이 극히 요구되는 경우에 사용되는 증폭 방식입니다. (무전기등..)

[출처] 오디오 앰프 클래스 구분 (A클래스 / AB클래스 / B / D클래스..?)|작성자 pianto