일렉트릭기타 마이너 갤러리
기타 앰프 알아보기 1 - 서론 및 기초 이론
이펙터야 워낙에 접근성이 좋다보니 어떤류 이펙터들이 있고, 어떤 류 시리즈가 있고 한데
앰프에는 왜 이런 류 정보글이 없는지 궁금해서 한번 써보는 정보글 시리즈
나는 일렉기타를 치는 데 있어 최고 베스트는 리얼 앰프에 마이킹을 대며 쓰는 거라 생각함
근데 현실적으로 대부분이 닭장 아파트와 구축 빌라에서 사는 우리같은 한국인들에게는 무리인 감이 없잖아 있음
당장 스튜디오에서도 소리랑 부피 문제 땜에 요새는 다 멀티 이펙터로 대체되어가는 마당에
이 미친 괴물을 어떻게 가정집에서 쓰냐... 현실적으로 불가능한게 맞지
그렇다고 앰프에 대해 알아보고 공부하는 것이 전혀 쓸모가 없느냐? 그렇지 않음
결국 우리가 공간적 제약을 극복하기 위해 사용하는 멀티 이펙터와 플러그인에 내장된 앰프 시뮬들도
쭉 타고타고 올라가보면 실제 존재하는 앰프 사운드에 기반을 두고 만들어졌기 때문임
(Amplitube 5에 내장된 Brit 8000 시뮬은 마샬 JCM800 2203 앰프를 기반으로 만들어졌다)
그래서 결국 멀펙과 시뮬에서 적합한 앰프를 고르고 톤을 잘 깎기 위해서는
그 모티브가 되는 앰프의 특성과 음색을 정확히 이해할 필요가 있다는 것이 내 의견임
여튼 이 글을 읽는 사람들이 이후로 쓸 글들의 내용을 잘 이해할 수 있도록 이번 1편에선 앰프를 이야기할때 주로 사용하는 몇가지 용어들을 우선 정리해보는걸로 시작해보겠음
1. 헤드룸 (Headroom)
어떠한 음향기기의 공칭 주파수(Nominal Level)를 넘어 운용할 수 있는 한계를 의미함
이렇게 설명하면 뭔 소리야? 할 수 있는데, 쉽게 설명하면 그냥 소리 안깨지고 재생할 수 있는 최대 볼륨 정도로만 이해해도 됨
블루투스 스피커 같은거, 볼륨 엄청 올리면 어느 순간부터 노이즈 끼고 소리가 막 깨져나가잖어?
그게 그 블루투스 스피커의 헤드룸을 넘어서는 입력이 들어와 아래에 나올 클리핑이 발생해서 그럼
아, 그럼 헤드룸은 무조건 높을수록 좋겠네요! 라고 할 수 있는데,
우리가 흔히들 앰프 자체 드라이브라 부르는 것이 의도적으로 저 헤드룸을 넘어서는 크기의 신호를 앰프에 넣어서 만들어냄
즉 이것도 사용하기 나름이라는 이야기임
자세한 내용은 바로 아래 클리핑 항목에서 좀 더 자세히 알아보겠음
2. 클리핑 (Clipping)
음향기기에 입력되는 신호의 크기가 헤드룸을 넘어섰을 때 파형 끝부분이 잘려나가며 소리가 왜곡되는 현상임
위에서 말한 예시처럼 블루투스 스피커 소리 깨지는것도 저 클리핑 현상이 일어나서 그럼
근데 한번 곰곰히 생각해보셈. 저렇게 스피커에서 소리 깨지면 소리가 좋은지 안좋은지,
정말 듣기 거북한 소리가 날텐데... 참 신기하게도 진공관을 사용한 앰프에서는 이 클리핑이 발생하면 소리가 왜곡되는 동시에 매우 풍성하고 좋아진다고 말함
뭐 특정 배음이 강조되어서 그렇다 같이 여러 말들이 있기는 한데,
여튼 흔히들 볼륨을 올려서 만드는 브레이크 업, 크랭크 업 톤도 앰프의 헤드룸을 건드려 클리핑을 의도적으로 발생시키는 원리임
클리핑이라는 용어는 주로 앰프보다는 드라이브 페달 매커니즘 분석에서 볼 수 있는 단어인데,
드라이브 페달은 대부분 오피앰프라는 소자로 입력된 신호를 수십 dB씩 증폭한 다음
다이오드라는 소자를 사용하여 파형을 잘라내는 식으로 의도적인 클리핑을 구현하는 식이라 그럼
앰프에서는 안에 클리핑을 의도적으로 유발하는 회로(ex. 클리핑 다이오드)가 들어갔다던가... 이런게 아니면 사실 클리핑이라는 용어 자체를 볼 일이 잘 없긴 함
3. 브레이크 업, 크랭크 업 (Break Up, Crank Up)
주로 앰프 자체 드라이브, 앰프 자체 오버드라이브 등으로 불리는 바로 그것임
거의 대부분의 진공관 앰프들은 이미 볼륨을 한 5에서 6정도로 올렸을 때 최대 볼륨에 도달함
근데 앰프 볼륨 노브는 대부분 최대 10까지 올릴 수 있지?
저 5, 6에서 최대 볼륨에 도달한 앰프의 볼륨을 더 올리게 되면 그 이후로는 헤드룸 이상의 신호가 앰프 회로로 인가되고
파워 앰프 출력 진공관에 세추레이션(Saturation)이 발생하여 소리가 왜곡되기 시작함
이렇게 의도적으로 앰프 자체의 클리핑을 일으켜 앰프 고유의 소리를 왜곡하는 것을 흔히들 브레이크 업, 크랭크 업이라 부름.
소리가 클린톤과 드라이브 톤 사이 어딘가에서 약하게 왜곡되는 정도까지 가면 브레이크 업,
볼륨을 아싸리 10 가까이까지 올려 그야말로 개지랄 왜곡을 시켜버리는 걸 크랭크 업이라 주로 부름
이쪽은 프리앰프 중심의 왜곡이라 약간 다르긴 하지만 드라이브 노브가 탑재된 앰프들은 앰프 회로상으로 저런 류의 왜곡을 낮은 볼륨에서도 훨씬 쉽게 낼 수 있도록 설계된 경우이고,
드라이브 노브 없이 볼륨 노브만 탑재된 앰프들은 브레이크 업이나 크랭크 업을 일으키려면 반드시 볼륨을 일정 이상으로 올려줘야 함
기타쟁이들이 맨날 볼륨이 모자라... 하는건 정말 물리적인 볼륨이 작아서가 아니라
저 브레이크 업과 크랭크 업이 부족해서 하는 아쉬운 소리일 가능성이 높다는거
4. 어택 (Attack)
앰프에 신호가 인가되었을때 최대 볼륨까지 도달하는 속도를 의미함
어택이 짧으면 피킹을 했을 때 타격감이 강하게 펑펑 터지는 듯한 소리가 날거고
반대로 어택이 길면 피킹을 했을 때 타격감은 적지만 그래도 볼륨이 비교적 스무스하게 올라가서 약간 더 부드럽게 느껴질 거임
비교적 간단하게 설명했지만 조금 더 자세하게 알고싶으면 ADSR 엔벨로프 검색해서 공부해보면 됨.
후술할 새그 현상이 이 어택과 관련되어 있음
5. 새그 (Sag)
일부 진공관 앰프들에서 피킹을 강하게 했을 때 음이 압축되고 어택이 길어지는 현상임
기타 앰프에는 전원을 정류(벽에서 나오는 교류(AC) 전기를 앰프에 적합한 직류(DC) 전기로 바꿔주는 것)해주는 회로가 안에 내장되어 있는데
진공관 앰프 일부에 사용된 진공관 정류기들은 피킹을 매우 강하게 하면 다른 진공관들의 전기 사용량이 순간적으로 동시에 폭증하면서 처리 속도에 한계가 발생하게 됨
그래서 앰프 전체 회로의 전압 공급이 폭락하면서 순간적으로 볼륨이 떨어졌다가, 짧은 시간 뒤 다시 공급량이 회복되면서 볼륨도 슬금슬금 높아지는데
이때 발생하는 특유의 피킹 질감을 Sag라고 부른다는 거임
근래 많이 사용되는 다이오드(솔리드 스테이트) 정류기보단 방금 말한 진공관 정류기를 쓴 앰프에서 이 새그 현상이 훨씬 도드라지게 발생함
(두 정류 소자를 비교해보는 영상, 차이가 미묘하긴 하지만 피킹할때 소리가 빡빡 치고 나오는지, 부드럽게 올라오는지로 비교해보면 됨)
음량이 순간적으로 작아졌다가 회복된다는 이야기니 당연히 피킹을 개 세게 펑펑 해댔을 때도 터지는 듯한 타격감보다는 푹신푹신하고 부드러운 질감을 내겠지?
그래서 새그가 발생한다고 하면 아 이 앰프는 피킹 질감이 되게 부드럽겠구나 생각하면 된다는 거임
근데 요새 나오는 앰프들은 대부분 진공관이 아니라 다이오드로 정류를 하기 때문에
아예 빈티지 복각이 컨셉인게 아니라면 저런 새그가 눈에 띄게 발생하는 앰프들은 많이 없음
그래서 새그가 발생하는 앰프라 하면 아 이 앰프는 (다이오드를 정류기로 사용한 앰프들 대비) 빈티지한 질감을 내겠구나, 로 또 생각해도 틀리지는 않음
6. 프리앰프, 파워앰프 (Pre-Amplifier, Power Amplifier)
기타 앰프 내부에 위한 두개의 증폭 섹션임
기타 앰프는 프리앰프와 파워앰프를 통과하여 톤을 성형, 증폭하고 최종적으로 입력된 신호를 스피커 레벨로 증폭해줌. 위 도식을 보면 이해가 빠를거
프리앰프는 악기에서 만들어진 악기 레벨(Instrument Level)의 약한 전기 신호를 뒤이어 나올 파워앰프가 받아들일 수 있는 크기로 증폭해줌.
이 과정에서 톤에 왜곡과 착색이 발생하기에 최종적으로 출력되는 톤에 미치는 영향이 아래 파워앰프보다 훨씬 큼
당장 앰프의 볼륨 노브와 베이스, 미들, 트레블 등의 노브들이 전부 프리앰프의 동작을 제어하는 노브들임.
파워앰프는 프리앰프로부터 증폭되어 나온 신호를 스피커를 울릴 수 있는 매우 큰 크기(Speaker Level)로 증폭시켜줌
일단 이상적인 상황에서는 톤에 미치는 영향 없이 신호 크기만 크게 키워주는 역할이지만, 실제로는 톤에 영향이 아주 없지는 않음
프리앰프 볼륨을 매우 크게 높일 시, 출력관 같은 파워 앰프의 증폭 소자들에 과입력이 가해지며 위에서 말한 세추레이션 등이 발생하기 때문임.
거기다가 많은 사람들이 기타 앰프에 달린 프레젠스나 레조넌스 같은 노브들을 돌리면 음색이 바뀌기에 프리앰프단 이퀄라이저의 일부로 받아들이는데
실제로는 회로도의 맨 끄트머리에서 파워앰프와 스피커 사이의 신호의 흐름을 제어하는 노브라 엄밀히 말하면 파워 앰프의 작동을 제어하는 노브라는 거임
7. 클래스 A 앰프 (Class A Amplifier)
파워 앰프 회로의 증폭 방식에 따른 분류 중 하나임. 기타 앰프들의 파워 앰프 섹션은 구조적으로 거의 99.9%가 이 클래스 A 아니면 아래에 나올 클래스 AB 구조를 가지고 있음
(클래스 B, 클래스 D 같은 다른 방식도 있긴 하지만 기타 앰프 설계에는 거의 사용되지 않음)
이것도 좀 복잡하게 들어가면 설명해야 할 것도 많고, 나 같이 전자공학 공부 해본 적 없는 문외한들은 전혀 이해 못할 용어들을 가지고 해야하는데
난해하고 현학적인 작동 매커니즘이니 이런건 최대한 걷어내고 클래스 A 앰프들의 특징들을 알아보자면 아래와 같음
1. 회로 구조가 매우 간단함. 진공관 앰프의 경우, 순수한 클래스 A 진공관 앰프들은 싱글 엔디드(Single-Ended) 구조를 가져 들어가는 진공관의 수도 적고, 사용되는 부품도 몇개 없음
2. 위 1번과 아래 3번의 이유로 인해 대부분 컴팩트한 크기와 저출력으로 설계되는 경향을 보임
3. 전력 대비 출력 가성비가 낮음. 절대적인 전력 사용량 자체는 적지만, 사용할 때와 아닐 때 전부 거의 같은 양의 전력을 꾸준히 소모하는데다, 사용된 전력 대부분이 작동 과정에서 열로 소모되므로 효율이 다른 증폭 방식들보다 대단히 나쁜 편
4. 브레이크 업 등으로 왜곡되었을 때 짝수번째 배음들이 주로 강조되는 편에, 아래 클래스 AB 방식보다 피킹 세기에 따른 반응성이 훨씬 민감함
5. 회로가 대칭 구조를 띄지 않기에 대칭 구조를 띄는 클래스 AB 앰프들에서 필연적으로 발생하는 사용된 소자들의 편차에 따른 사운드 왜곡이 덜한 편
6. 크로스오버 디스토션(Crossover Distortion)이 구조적으로 발생하지 않는 등 대칭 구조를 띄는 앰프들에서 신경써야 할 세팅 문제로부터 자유로운 편
저런 특징들 때문에 클래스 A 기타 앰프들 특유의 사운드는 요새 나오는 모던한 고출력의 정갈한 사운드와는? 나름 거리가 있는 편임
그래서 클래스 A 구조로 나오는 앰프는 요새 잘 없고, 신형으로 설계되는 앰프들은 거의 백이면 백이 아래 클래스 AB 구조를 채용한다는거
클래스 A라고 하니 뭔가 클래스 B, 클래스 C 같은 앰프들보다 뭔가 더 좋은 점이 있다던가 하고 착각할 수 있는데,
아님, 그냥 앰프의 작동 매커니즘을 설명하는 용어일 뿐이고, 어느쪽이 우월하다던가 이런 것도 없음
펜더 챔프나 프린스턴, 복스 AC15 같은 앰프들이 클래스 A 구조를 사용하고 있음
8. 클래스 AB 앰프 (Class AB Amplifier)
위의 클래스 A 앰프처럼 이쪽도 파워 앰프의 작동 방식을 설명하는 용어임
위에서는 기타 앰프는 99.9%가 클래스 A 아님 클래스 AB다! 라고 말하긴 했는데,
실제로 요새 나오는 앰프들은 절대다수가 이 클래스 AB 구조를 채용하고 있음
클래스 A는 진짜 부띡 앰프들 이런데 아니면 거의 만들지도 않음
그 외 클래스 AB 앰프의 특징은 아래와 같음
1. 회로 구조가 비교적 복잡하고 2개 혹은 4개 처럼 짝수 갯수의 페어, 쿼드 조합 출력관이 사용됨 (프리앰프로부터 나온 파형을 위아래 둘로 나눠 각각 증폭시키는 구조라 그럼)
2. 전력 대비 출력 효율이 좋은 편이라 저출력과 고출력 앰프 설계 어느 쪽에든 사용이 가능함
3, 브레이크 업 등으로 왜곡하였을 때 짝수번째 배음은 상쇄되고, 홀수번째 배음이 주로 강조되어 매우 튀는 음색을 냄
4. 회로가 대칭 구조를 이루기에 사용된 소자의 편차에 따른 톤의 왜곡이 존재함
5. 세팅이 잘못되었을 시 크로스오버 디스토션 등의 문제가 발생할 수 있어 DC 바이어스 전압 인가 등 세심한 회로 설계와 세팅이 요구됨
우리가 명품 빈티지 앰프라 부르는 마샬 플렉시 앰프들이나 JCM 시리즈 앰프들, 펜더 트윈 리버브, 디럭스 리버브, 덤블 오버드라이브 스페셜 뭐 이런 오만가지 앰프들이 다 클래스 AB 구조를 가지고 있음
일단 1편은 짧게 여기까지 하고,
다음 편부터는 바로 펜더 트위드 시리즈에 대해 알아볼거임