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턴테이블에 대한 이해

글쓴이 : 로맨스그레이 조회 : 1,120 작성일 : 2019-11-03 20:13:43

오디오 시스팀에서 음의 입구로는 플레이어, 데크, 튜너, CD플레이어 등이 가장 중요한 비중을 차지 하는 음원이라 할 것이다.

이곳에선 턴테이블에 관하여 서술하고자 하지만 음의 입구서부터 잘 다듬어야 좋은 소리를 만들 수 있는 발판을 만드는 것이라 생각한다.

플레이어는 턴테이블과 톤암 그리고 카트리지로 구성되어 있다. 오디오 시스템을 갖고 있는 사람들 중에는 턴테이블 이란 그저 진동이나 잡음없이 조용하고 정확한 스피드로 음반을 회전시켜 주기만 하면 되는 것으로 여기는 사람들이 많다. 그런 사람들은 대부분이 턴테이블은 음질에 그다지 영향을 미치치 않는다고 생각한다.

그러나 가장 적은 투자로 손쉽게 음질을 개선할 수 있는 방법이 턴테이블의 선택과 조정이다. 턴테이블용 매트(mat)를 몇 종류 구입해서 바꾸어 가면서 소리를 들어보라. 경질 고무매트, 연질 고무 매트, 실리콘 매트, 정전 매트, 특수금속 매트, 코르크 매트, 세라믹 매트 등 다양한 종류의 재질과 형상으로 제품화되어 있는데 이들 매트를 바꾸어 가며 비교, 시청해 보면 의외로 뚜렷한 음의 차이에 놀랐던 적이 있다.

피아노, 현악, 관현악 등 음악 장르에 따라 2-3종류의 매트를 준비 했다가 음악에 따라 적합한 매트를 바꾸어가며·사용하는 것도 가장 재미나게 음을 개선할 수 있는 방법의 하나이다.

턴테이블에서의 작은 변화는 전체 음질에 큰 영향을 미치게 되며 특히 잘 갖추어진 시스템 일수록 그 영향은 상대적으로 커진다. 요즈음 사용되고 있는 턴테이블은 그 형식에 따라 대체로 세 종류로 구분된다.

AC 또는 DC 모터를 필요한 만큼 저속으로 회전시켜 동력 전달 장치나 감속 장치 없이 직접 플래터를 회전시키는 O/D(Oirect Drive)방식, DC 또는 AC 모터를 일정 고속으로 회전시키고 벨트(또는 실) 를 이용해서 회전 속도를 감속시켜 전달, 플래터를 회전시키는 벨드 방식, AC 모터의 회전력을 아이들러를 사용해서 감속 전달시키는 아이들러 방식 등으로 구분된다. 특히 아이들러 방식은 과거의 자동 플레이어 나 소위 명기 등에서 주로 사용되던 방식 이다.

이들 중 턴테이블의 성능을 판별하는 일반적인 물리적 특성인 럼블, 와우플러터, SN비, 회전의 정확성 등 여러면에서 D/D형 모터가 월등히 우수한 특성을 갖고 있다. 그러나 음질 면에서는 상당수의 애호가들이 이의를 제기하고 있다. 실제로 구형의 진공관 시스템으로 만족하는 애호가들 에게는 약간의 럼블도 감지 되고 와우플러터성 잡음도 들리며 회전도 정확치 못하고 불안정 할지라도 재생음의 음질면에서는 오히려 아이들러형 턴테이블이 더 매력을 주는 경우가 많다. 아이들러형은 중후한 음색이면서도 여운이나 악기의 배음이 살아나는 향기 있는 음색을 재생해 주기 때문이다.

이에 비해서 D/D형 턴 테이블은 섬세하기는 하나 음이 가늘고 가벼운 느낌을 주는 경우가 많다. 그렇지만 최신의 음향 기기 시스팀을 갖고 있는 경우에는 D/D형 턴테이블이나 밸트형 턴테이블을 사용하는 것이 더 좋을것이다. 아무래도 아이들러형 턴테이블은 잡음이 많고 음이 명쾌하지 않기 때문이다.

물론 이러한 음질의 차이는 물리적인 특성으로는 설명할 수 없고 귀로 들어서 판단해야 한다. 플래터의 무게는 무거울수록 회전 관성이 크고 안정된 회전이 가능하며 럼블이나 와우플러터 에 대해서도 우수한 특성을 나타낸다.

특히 벨트 드라이브 방식 이나 다이렉트 드라이브 방식의 경우에는 플래터의 무게에 따라 음질 차이가 매우커서 10kg이상 20kg 정도의 무거운 플래터를 설치한 제품도 생산되고 있다. 아이들러 방식의 경우에도 플래터의 무게가 3-5kg 정도면 우수한 음질과 특성을 갖는다.

톤암은 정밀하여야 좋은 음을 만들 수 있다.

카트리지가 레코드에 접촉되어 정확히 디스크의 소릿골을 미끄러지도록 해 주는 역할을 담당하는 기구가 톤암이다.

그러나 표면적으로는 이런 단순한 기능을 갖고 있는 톤암도 형식, 형상 및 가공 정도에 따라서 음질에 중요한 영향을 준다.

롱암과 쇼트암

턴테이블의 중심 스핀들과 톤암 축과의 거리가 약 9-10인치 정도의 것은 쇼트 암, 12인치 이상 되는 것은 롱 암이라 한다. 1950년대 초까지 LP 초기는 아직 자기 테이프에 의한 녹음기가 본격적으로 보급되기 전이어서 스튜디오나 방송국 등에서는 녹음 내용을 원반에 직접 커팅해서 보관해 두었다가재생 시켜야 했다. 이때 장시간 녹음을 위해서 16인치형 턴테이블이 많이 사용 되었다. 바로 이 16인치 턴테이블에 사용되었던 톤 암이 롱 암이다.

그 후 33 1/2회전의 12인치 디스크가 보편화되었고 16인치 턴테이블은 불 필요해지면서 12인치 턴테이블이 주종을 이루게 되자 롱 암은 공간을 쓸데없이 많이 차지하여 불편해졌고 따라서 점점·쇼트 암이 주종을 이루게 되었다.

물리적 특성으로 보면은 롱 암이 쇼트 암보다 트랙킹 에러가 적다는 차이가 있다. 그러나 그밖의 면에서는 롱 암을 사용한다고 해서 더 이득을 얻는 것은 없다. 게다가 그 정도의 트랙킹 에러 차이는 그것이 음질로 바낄때 청감으로는 거의 느낄 수 없다고 본다.

그런데, 많은 오디오 애호가들이 롱 암을 더 선호하는 것은 물리적으로는 설명할 수 없는 음질의 차이를 청감상으로 느끼기 때문이다. 이러한 음질의 차이는 롱 암이 갖은 트랙킹 에서의 유연성 때문이라고 본다.

예를 들어 무게가 같으나 길이가 다른 두 개의 막대기가 있을 때 긴 쪽이 짧은 쪽에 비해서 회전 관성이 크기 때문에 훨씬 유연하게 움직 인다는 것과 같은 이치인 것이다.

다이나믹 밸런스형과 스태틱 밸런스형

톤 암에 카트리지를 장착하고 회전 축의 앞부분과 뒷부분의 무게가 평형을 유지했을 때 톤 암은 수평 상태에서 정지하게 된다. 이런 밸런스 상태에서 필요한 침압을 주는 방법으로는 스프링 등에 의한 기계적 방법으로 하는 다이나믹 밸런스형과 추와 같이 무게(중력)에 의해서 침압을 주는 방법인 스태틱 밸런스형 의 두 가지 방법이 있다. 스태틱 밸런스형의 대표적 기기로는 SME, Audlo Craft등이 있고 다이나믹 밸런스 형으로는 Ortofon, FR, EMT 등이 있다.

스태틱 밸런스형은 디스크의 굴곡이나 두께에 관계없이 항상 정확한 침압을 유지 할 수 있으며 다이나믹 밸런스형은 높낮이에 따라 침압이 달라지나 무게상 밸런스를 유지하고 있어서 외부 진동에 영향을 적게 받는다는 장점이 있다.

실용상 음질의 차이로 보면 경침 압의 MM형 카트리지나 하이 컴플라이 언스의 MC형 카트리지 에서는 스태틱 밸런스형이 우수한 주행 능력을 나타내고 중침 압의 로우 컴플라이언스의 MC형 카트리지에서는 다이나믹 밸런스형 이 우수한 특성과 음색을 보여 준다. SME 3009-S21mproved. 스태틱 밸런스형의 대표적인 명기로 우리나라에도 애호가가 많을 것이다.

톤암의 조정과 조작

카트리지가 최고의 성능을 발휘하도록 하기 위해서는 우선 카트리지에 가장 적합한 톤 암을 선택해서 장치하고 톤 암의 조정을 완벽하게 하여 사용해야 한다.

최고급의 오디오 시스팀을 갖고 있으면서도 톤 암의 조정 잘못으로 그 성능을 제대로 발휘하지 못하는 경우가 종종 있다. 특히 일부 고급의 톤암(예로 볼때 SME S-3 등)은 조정이 매우 까다로와 상당한 기술과 세심한 주의를 따른다고 본다.

톤 암을 장착할 때는 오버행 또는 언더행에 유의해야 하며 길이 방향으로 밸런스를 맞추고 앤티스케이팅이나 침압을 줄 때는 주의해서 조작해야 한다. 그러나 막상 음질에 결정적인 영향을 주는 톤 암의 높이, 좌우횡 방향 밸런스, 카트리지의 좌우수직도 등은 의외로 소흘히 다루는 경우가 있다. 톤 암의 높이는 카트리지 의 수직 트랙 킹 각도(보통 15")에 영향을 주는 데 못 쓰는 디스크를 턴테이블에 을려 놓고 가장 안쪽 흠에 카트리지를 올려 놓은 상태에서 톤 암의 앞뒤 부분이 디스크면과 평행이 되도록 높이를 조절해야 한다. 카트리지의 좌,우 수직도를 조절하기 위해서는 턴테이블 위에 얇은 거울을 을려 놓고 전면에서 볼 때 카트리지 믐체의 선과 거올에 비친 상의 선이 일직선이 되도록 하면 된다.

수직도의 조절이 제대로 안 되었을 경우에는 카트리지 음이 심하게 찌그러지기 때문에 특히 주의해야 한다. 횡방향 밸런스는 특히 일점지지 톤 암이나 오일 댐프 톤 암의 경우에는 아주 중요한 조절이지만 베어링 지지 톤 암에서는 거의 조절이 필요성 이없다.

MM카트리지와 MC 카트리지

모노 LP시대에는 MC형 카트리지가 가장 대표적인 고급품이었으나 45회전 방식의 스테레오가 개발되면서 기술적인 어려움 때문에 MM 방식이 스테레오 카트리지의 주종을 이루었다. 그러나 50년대 말경에 스테레오 MC 카트리지가 실용화되면서 MC형이 갖는 기본적인 우수한 특성 때문에 다시 MM카트리지가 차지한 위치를 위협하기 시작하였을 것이다.

카트리지의 양대 주류인 MC형과 MM형은 서로 장단점을 갖고 있으며 계속적인 기술 개발로 치열한 경쟁을 벌이고 있는 점이다. MM 카트리씨는 MC형에 비해서 진동계의 질량이 가벼우며 콤플라이언스가 높아 경 침압에서 동작되도록 되어 있다. 특히 초고역에서 우수한 특성을 나타내며 주파수의 특성도 평탄하다. MC형 카트리지는 MM형에 비해서 에너지 변환 효율이 수십 배 이상이기 때문에 음의 해상력이 뛰어나고 낮은 레벨에서도 우수한 특성을 나타낸다.

일반적으로 콤플라이언스가 낮고 중 침압에서 동작되도록 되어 있으며 출력 전압이 매우 낮아서 승압 트랜스나 헤드 앰프가 필요하다. MC 카트리지의 성능은 승압 트랜스와 헤드 앰프에 따라서도 크게 차이가 난다. 고능률의 스피커를 MC 카트리지에 비유한다면 MM 카트리지는 능률이 낮은 스퍼커에 비유될 수 있다. 고성능의 확성기가 좋은 스피커가 아닌 것처럼 고능률의 스피커라고 해서 반드시 좋은 스피커가 되는 것은 아니다. 따라서 재생음의 음질은 스피커의 능률과는 무관한 것이며, 마찬가지로 카트리지에서도 에너지 변환 효율과 음질은 별개의 문제로 고려되어야 할 것이다.

카트리지의 적정 침압은 대부분 실내 온도 20도 내외를 기준으로 정한 값이므로 실온에 따라 침압을 보정 해주어야 한다. 이것은 캔틸레버의 댐퍼인 고무가 온도에 따라 유연성이 달라지기 때문이다. 일반적으로 20도 이하의 실내에서는 매 2도 정도 내려갈 때마다 0.19 의 비율로 높여 주고 20도 이상의 실내에서는 매 4도 올라갈 때마다 0.1 g정도 침압을 작게 해 주는 것이 이상적이다.

톤암과 카트리지의 조정

톤 암은 카트리지가 최고의 성능을 발휘할 수 있도록 보조해 주는 기능을 갖고 있다. 그러므로 카트리지는 톤 암과 잘 매치시켜 사용해야 최고의 특성을 나타낼 수 있다.

톤 암과 카트리지를 매칭시킬 때 반드시 고려해야 할 물리적 특성은 톤 암의 유효 질량과 카트리지의 콤플라이언스(유연성)이다. 바늘 끝의 미세한 진동은 카트리지 의 캔틸레버를 통해서 마그네트 또는 코일에 전달되는데 이때 진동계가 얼마나 유연하고 예민하게 동작되느냐로 정해지는 물리적 수치를 콤플라이언스라 한다. 톤 암에서 유효 질량이라 함은 톤 암이 밸런스 상태에서 회전축(중심축) 앞뒤로 움직이는 부분의 합계 질량치 이다. 유효 질량이 큰 무거운 톤암은 일반적으로 콤플라이언스가 낮은 중 침압용이고 가벼운 톤 암은 콤플라이언스가 높은 경 침압용 카트리지에 적합하다. 이 것은 톤 암과 카트리지 의 조합된 Resonence의 차이에 의한 현상이다. 같은 길이 의 가벼운 알루미늄봉과 무거운 철봉을 중심에서 쥐고 흔들 때 가벼운 쪽이 훨씬 유연하게 움직 이는 것과 같이 유효 질량이 적은 톤 암이 무거운 톤 암보다 가볍게, 예민하게 동작 하는 것이다. 카트리지의 적정 침압은 대부분 실내 온도 20도 내외를 기준으로 정한 값이므로 실온에 따라 침압을 수정해 주어야 한다.

만일 콤플라이언스가 매우 높고 진동계가 가벼운 MM 카트리지를 유효 질량이 큰 톤 암에 장착해서 사용한다고 가정해 보자. 카트리지와 톤 암이 일체가 되어서 레코드의 소릿골을 부드럽게 주행해야 하는데 캔틸레버는 예민하게 움직이는데 비해 톤 암은 무겁고 둔하게 움직 이므로 상대적으로 톤 암이 카트리지를 짓누르는 것과 같은 상태가 된다. 이런 경우에 재생되는 소리는 자연히 무겁고 짓눌린 듯한, 답답한 소리가 될 수밖에 없다.

반대로 낮은 콤플라이언스의 중 침압 카트리지를 유효 질량이 적은 톤암에 장착해서 사용할 경우에는 톤 암이 가볍고 예민하게 움직이려는데 비해 카트리지의 캔틸레버는 둔하게 움직이므로 가볍고 붕붕 뜨는 듯한 음질이 재생되며 미세한 음은 나오지 않는다.

임피던스 매칭 관계

오디오 시스팀에 있어서 각 기기간에 결합은 출력 임피던스와 입력 임피던스를 고려해서 서로 매칭이 되도록해야 하는 것이 기본이다.

이론상 오디오 기기의 공칭 임피던스는 가청주파수 내에서 회로에 최대의 전류를 흘려보내기 위한 회로 내의 합계 저항치이다. 일반적으로 1000Hz에서의 값을 기준치로 취할 때가 많다. 결합된 두 기기간의 임피 던스가 서로 같아질때에 회로 내에 흐르는 전류는 최대치가 합계 임피던스는 최소가 된다. 이런 경우에 서로 매칭이 되었다고 한다. 매칭이 된 상태에서 기기의 능률은 최대가 되고 또 최고의 상태로 동작된다고 할 수 있다.

MC 카트리지에 사용하는 승압 트랜스, 진공관 파워 앰프에 있는 아우트푸트-트랜스, 인푸트-트랜스 등은 모두 캐칭 트랜스의 기능과 역할을 갖는 것이다. 카트리지와 프리 앰프, 프리 앰프와 파워 앰프, 파워 앰프와 스피커 사이의 이러한 매칭 관계는 음질과 성능에 결정적인 역할을 하는 요소이므로 특히 주의를 기올여야 한다.

각 기기간의 연결 코드를 바꾸면 음질의 차이가 많아지는 것을 느낄 수 있을 것이다. 그것은 각 코드가 갇는 고유 임퍼던스와 연결되는 기기간의 복합적인 임퍼던스 관계로 해서 음질이 변경되는 것 이다. 그러므로 각 기기를 최고의 조건으로 동작시키기 위해서는 반드시 임피던스 매칭이 이루어져야 한다.

일반적으로프리 앰프의 출력 임피던스는 수 kohm 정도가 보통이며 파워앰프의 입력 임피던스는 수십 kohm에서 200 kohm까지 되는 것도 있다. 출력 임피던스가 600 ohm인 프리 앰프에 입력 임피던스가100 kohm인 파워 앰프를 직접 연결했을 때 저음역에 박력이 없고 중고음역도 허술하여 전체적으로 조금 맥이 빠진 듯한 소리가 나오는 경우가 더러 있다. 이런 경우에 600 ohm의 프리 앰프대 20 kohm 정도의 매칭트랜스를 사용하면 현격히 좋은 소리를 얻을 수 있다(물론 이때에도 트랜스의 질과 성능이 문제된다). 일반적으로 입, 출력 임피던스가 600 ohm인 앰플리파이어는 영업용 기기에서 선이 매우 길어질 때 외부 잡음이 들어오지 않도록 밸런스드 라인 (보통 오디오용 신호 케이블은 심선이 실드선의 중심부에 들어 있는 동축형인데 비해 밸런스드 라인은 실드선 내에 두 개의 심선이 들어 있어 +- 양극선을 실드 내에 갖고 있는 케이블이다)을 사용하도록 되어 있다. 그러나 요즈음은 영업용 기기 외 에도 일부 고급 오디오 기기에서 600 ohm 밸런스드 라인이 그 우수한 특성 때문에 채택되는 경우가 더러 있다.

600 ohm의 입력 임피던스를 갖는 파워 앰프에 수 kohm출력 임피던스를 갖는 보통의 프리앰프를 연결 시키고자. 할 때는 1차 20 Kohm, 2차 600 ohm의 매칭 트렌스를 사용해야 한다. MC카트리지를 사용해야 한다. MC 카트fl지를 사용하는 경우에도 임피던스 매칭을 위해서 반드시 승압 트랜스나 헤드 앰프를 사용해야 한다.

MC 카트리지의 출력 임피던스는 2-3ohm의 로우(low)형과 10-20 정도의 중간형, 20ohm 이상의 하이(High)형 세 가지로 구분할 수 있도록 되어 있다. 트랜스 헤드 앰프의 출력 임피던스는 200 - 300ohm, 수 kohm, 47kohm등 여러 종류가 있으며 이것은 프리앰프의 포노 입력 임피던스인 47kohm에 매칭 되도록 만들어 진 것이다. 그러나 트랜스에서 2차 임피던스를 1차 임피던스로 나눈 값의 제곱근이 바로 트랜스의 승압배율이므로 MC카트리지와 프리 앰프의 특성에 따라 47kohm대신 수kohm짜리 트랜스를 사용해야만 더 좋은 소리가 나오는 경우도 많다.

담아온 글(턴테이블에대한 이해 /작성자 바람)

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