하이파이 프리앰프에서 볼륨이 음질에 끼치는 영향은 매우 크다고 알려져 있습니다. 요즘은 소스가 모두 디지털이다 보니 소스 단에서 디지털 볼륨도 많이 쓰지만 아무래도 디지털 소스로 볼륨을 조절하면 다이내믹스가 떨어지는 단점이 있죠. 요즘은 24비트 DAC이 많다 보니 헤드룸이 꽤 여유 있긴 합니다만.

암튼 소스가 아날로그든 디지털이든 볼륨이 중요한건 사실인데, 대개의 프리앰프에서 볼륨은 탄소피막저항을 씁니다. 대부분의 저가 오디오용 볼륨은 이 방식이 많고 유명한 게 알프스 볼륨이죠. 사실 꽤 고가 제품에도 종종 들어갑니다. 개인적으로는 게으름 탓에 리모콘이 필수여서 전동 볼륨 버전을 씁니다만..

다만 알프스 볼륨은 짝퉁도 많고 아무래도 탄소피막저항 특성상 저음량에서는 좌우편차도 좀 보여서 이것 저것 다른 볼륨을 적용하게 됩니다. 알프스 전동볼륨 외에 적용해 본 것은 PGA2311을 이용한 디지털 제어 볼륨과 중국 EIZZ제의 23스텝 어테뉴에이터(시리즈 방식)입니다. 

PGA2311은 볼륨제어가 정밀하고 좌우편차가 거의 없지만 미묘하게 음이 평면적이고 밋밋한 느낌이 있습니다. 음중심이 다소 높고 음상이 조금 가늘다고 해야 하나, 오히려 이런 면에서는 알프스 볼륨이 더 나은거 같고요. 

스텝모터와 직결해서 직접 구현했던 전동 어테뉴에이터는 음질적으로는 그럭저럭 쓸만한데, 역시 23스텝은 미세볼륨 조정에 부족합니다. 소음량으로 들을 때가 많고 매칭한 아이스파워의 게인이 높아서 어려움을 겪었고요. 스텝모터도 용량이 적은 것으로 바꿨지만 여전히 철컥거리는 소음이 좀 큰 편이었습니다.

또다시 눈을 돌린 것은 릴레이 방식의 어테뉴에이터인데, 기계식 어테뉴에이터와 원리는 같지만 접점을 로타리를 돌려 변경하는게 아니라 릴레이를 이용하여 제어합니다. 릴레이는 MCU를 이용하고요. 볼륨 작동시 릴레이의 딸각거리는 소음이 있지만 이 정도는 크게 거슬리지 않았고 PGA2311과 마찬가지로 아두이노로 보다 정밀하게 제어하기 편한 장점도 있습니다. 래더 방식은 시리즈 방식보다 아무래도 접점이 줄어드니 음질적으로도 유리할 것 같고.. 

다만 PGA2311 정도는 만능기판으로도 충분히 작업 가능하지만 릴레이볼륨은 제대로 기판을 뜨기 전엔 좀 어렵더군요. 문제는 제가 직접 보드를 아트웍하고 작업할 실력은 못되는지라 주로 킷트 형식의 것들을 봤는데, 외국에 몇몇 DIYer들이 판매하는 괜찮은 제품들이 있지만 소규모 판매라 구매가 번거롭고 이미 제가 구현한 기능(인풋, 볼륨표시, 전원 등)이 겹쳐서 사기가 애매했습니다. 펌웨어 소스가 공개 안된 것도 많고요. 

그러다가 눈에 띈 것이 중국산 릴레이볼륨입니다. 알리에서 쉽게 구입할 수 있죠.

위 제품의 변종 버전도 몇가지 있는데(밸런스 버전이나 인코더가 2개 달린 것 등) 사실 제게 콘트롤 부(화면 하단)는 필요 없고 인풋셀렉터(우측 상단) 역시 불필요한 파트입니다. 하지만 따로 판매하질 않아 일단 1셋트 구입해서 테스트해봤습니다. 직접 납땜해야 하는 상태로 배송되는데 난이도는 낮은 편입니다.

한참 작업할 때 찍은 사진이네요.

음질에 직접적으로 영향을 주는 것은 릴레이와 저항인데, 제품 설명에는 Vishay Dale 저항으로 되어 있지만 우리가 아는 쏘시지 모양(^^)이 아니라서 메이커는 정확히 어딘지 모르겠습니다. 일단 모두 측정한 바로는 1%이내의 오차로 양호한편이고 저항온도계수나 와트수는 겉모습만으로는 잘 모르겠습니다.

릴레이는 NEXEM EA2-12NU인데, NEXEM이라는 브랜드는 생소하지만 사실 NEC라고 보면 됩니다. 보통 외국 자작품에서는 저항은 Vishay Dale, 릴레이는 옴론의 G6K를 많이 쓰는 것 같은데 아무래도 단가 문제가 있다 보니 변경된 것 같습니다 (NEXEM 릴레이가 저가형 제품은 아닙니다. 진품여부는 모르겠습니다만)

암튼 이 릴레이 볼륨은 국내에서 킹앤드류님도 프리에 적용하고 좋은 평가를 내리신 적이 있는데 열심히 땜질하고 적용해 보니 기계식 어테뉴에이터에 비해 뒤쳐지지 않는 소리를 들려줍니다. 

작동 테스트를 위해 컨트롤 부도 땜질하긴 했는데 이상없이 잘 작동합니다. (칩도 땜질된 상태로 오는게 아니므로 직접 해야 합니다) 다만 컨트롤부는 아두이노로 이미 작업한 것이 있으므로 이 컨트롤부는 테스트 후에 쓸모는 없습니다.

그런데 자작인들의 고질병이랄까.. 사실 음질적으로 별 불만이 없지만 좀 더 좋은 부품으로 바꾸려는 욕망이 끊이지 않습니다. 하지만 이미 납땜까지 다 한걸 다시 뽑자니 너무 번거롭고.. 해서 판매자에게 릴레이 기판만 따로 팔 수 없냐고 물었는데 가능하다고 답변을 하더군요. 컨트롤기판+릴레이기판 한셋트로 대략 9불정도.. 컨트롤기판은 사실 필요 없지만 기판을 직접 제작할 능력이 안되는 저로서는 충분히 감내할만한 가격이라 5개 주문했습니다.

인풋 셀렉터 부분도 필요없지만 저건 얘초에 한 기판으로 떠진거라..;;

그릐고 저항과 릴레이는 별도로 마우져에 주문해서 받게 됩니다.

모두 Vishay Dale의 RN55C 등급 저항입니다. 사실 RN60도 주문했는데 이건 너무 크더군요 ㅠ 밀스펙으로는 1/8W지만 상업용으로 표기할 땐 1/4W라서 그냥 RN55로 작업했습니다.

사용된 릴레이는 TE Connectivity의 Axicom 제품입니다. 흔히 사용되는 옴론 G6K와는 핀 간격이 달라서 사용할 수 있는 릴레이가 제한적인데, 제가 테스트용으로 구매한 것은 Axicom 것과 파나소닉의 TQ2-12V 입니다. 

(3가지 모두 핀맵은 물론 스펙도 비슷하고, 가격도 사실 뭐.. 솔직히 음질 차이가 나는지는 잘 모르겠습니다. 그냥 취향이죠. 개인적으로 빨간색보단 검은색 릴레이를 더 좋아해서.. ^^;) 릴레이 작동 소리가 Axicom 것이 더 작고 부드러운 대신 릴리즈 될 때 약간의 스프링 튕기는 듯한 음이 들립니다.

어쨌든 이렇게 해서 만들어진 릴레이 어테뉴에이터 보드입니다. 상단에 있는 8개의 핀은 아두이노 - ULN2003을 거쳐 전원과 ON/OFF 신호를 받게 됩니다.

B1 버퍼에 장착한 모습인데, 왼쪽의 빨간색 릴레이보드는 그냥 비교를 위해 옆에 둔 것입니다. 오로지 릴레이와 저항만 있기 때문에 사이즈가 아담합니다. 물론 칩저항을 사용하면 더 작아집니다만 왠지 칩저항 쓴 것은 정이 안가서.. ^^;;

작동 모습입니다. 릴레이 소음이 들립니다. 볼륨 노브는 가속도를 고려해서 빨리 돌리면 볼륨도 빨리 움직입니다. 사실 중국제 완제품에서 아쉬운게 이런 점들인데, 가속도 처리가 안되다 보니 0->127까지 가려면 인코더를 수도 없이 돌려야 합니다. 무슨 병뚜껑 따는 것도 아니고.. -_-;; 야마하같은 매스마켓의 대기업 제품들은 이런 것까지 세심하게 잘 구현되어 있죠. 리모콘도 마찬가지라서 계속 누르고 있으면 점점 업/다운 속도가 빨라지도록 구현했습니다.

릴레이 어테뉴에이터의 펌웨어를 구현할 때는 몇몇 지점에서 팝업노이즈가 나지 않도록 타이밍에 주의를 해야 합니다. 예를 들어 63 -> 64로 넘어갈 때 이진수로는 0111111 -> 1000000으로 릴레이를 스위칭하게 되는데 맨 앞의 0이 1로 먼저 ON 되면 순간적으로 0111111 -> 1111111 -> 1000000 이 되어 63->127 - > 64가 되어 볼륨이 확 튀게 되니까요. 매우 짧은 순간이므로 실제로는 팝노이즈로 들립니다만 이런 타이밍 처리를 안해주면 볼륨 업/다운 시에 매우 신경이 쓰이게 됩니다. 이런 구간은 15->16,  31->32 모두 해당됩니다. (2^n 으로 넘어가는 구간) 직접 펌웨어를 만들 분은 별로 없겠지만 직접 한다면 반드시 고려해야 할 사항입니다.

마지막으로 음질 부분인데, 개인적으로는 이제까지 해봤던 방식 중에 가장 마음에 듭니다. 미세볼륨 조정, 좌우편차, 투명성(음의 순도) 등 대부분의 관점에서 만족스럽습니다. 한동안은 릴레이볼륨 방식으로 사용할 듯 합니다.