오늘은 포텐셔미터(Potentiometer)를 다루겠습니다.
픽업에서 시작된 신호는 픽업 셀렉터를 거쳐서 볼륨 및 톤 컨트롤을 지나게 되는데 바로 이 부분이 포텐셔미터입니다.
우리말로는 가변저항이고, 말 그대로 변화가 가능한 저항이라는 의미입니다.
볼륨과 톤에 사용되는 가변저항은 기본적으로 똑같은 구조이며 저항값만 같다면 구분없이 사용합니다.
노브(Knob)라는 단어와 혼동되기도 하는데 정확히 구분하자면 노브는 포텐셔미터의 손잡이가 되는 플라스틱 또는 금속 부분을 말하는거구요, 실제 동작하는 부분은 포텐셔미터죠.
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일단 생긴 모양을 보면,
사진 1) 왼쪽이 그냥 봤을 때의 모습이고 오른쪽이 뚜껑을 열어놓은 상태입니다.
먼저 알 수 있는 것은 발이 3개라는 것이죠. push/pull 또는 다단 EQ로 사용되는 가변저항의 경우 발이 6개 혹은 그 이상인 경우도 있지만 기본적인 원리는 발이 3개인 것을 겹쳐놓은 것에 불과하고 그러한 경우 각 발이 어떤 역할인지는 제조사에 따라 조금씩 다를 수 있습니다.
그러니까 발이 3개인 기본 구조만 알면 나머지는 다 그걸 응용한 것이라는 거죠.
사진 2) 1에서 3까지 전체 저항이 연결되어 있습니다. 보통 기타나 베이스에서 이 저항의 크기는 25 Kohm에서부터 1 Mohm 까지의 값을 사용합니다. 그러니까 250K, 500K 등의 값은 바로 이 저항값의 크기를 의미하는 것입니다.
가운데인 2번은 스위퍼(sweeper)라고 하며 이 부분이 전체 저항을 옮겨다니면서 저항값의 크기를 변화시켜가는 것입니다.
Potentiometer의 변화곡선(taper)
가변저항의 변화양상에는 두가지 종류가 있습니다.
0부터 10까지 노브를 돌릴 때 1:1로 출력이 변화하는 Linear-taper(리니어 테이퍼)와 로그(log) 그래프처럼 변화하는 Audio-taper(오디오 테이퍼)죠.
사진 3) 왼쪽이 Linear, 오른쪽이 Audio 테이퍼 곡선입니다.
기타의 볼륨이나 톤에 사용하는 방식은 오른쪽의 오디오 테이퍼 방식이죠.
인간의 귀는 회로상의 수치에 따른 출력을 그대로 받아들이지 않기 때문에 이러한 방식을 사용합니다. 볼륨이 커질수록 신호출력과 음압이 급격하게 변해야 인간의 귀는 이것을 자연스러운 변화로 받아들입니다.
그 결과, 실제 저항변화 양상은 볼륨노브위치 7~10 정도에서 급격하게 변화하고 0~6정도 까지는 둔하게 변화합니다. 그래서 실제 출력을 50%로 줄이는 경우 노브를 5의 위치에 놓는게 아니라 7이나 8 정도에 놓게 되는겁니다.
기타가 아닌 앰프나 오디오 같은 경우에는 노브 위치에 따라 1:1로 반응하는 Linear Taper를 사용하기도 합니다. 이건 아마도 플레이 하면서 자주 바꾸게 되는 부분이 아니라 한 번 세팅해 놓고 계속 사용하는 부분인 이유도 있는거죠. |
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Potentiometer Wiring
눈치 빠른 분들은 이미 짐작하셨겠지만 이 가변저항을 배선하는 경우 가운데의 발(즉, 스위퍼)은 반드시 어디엔가는 연결되어 있게 됩니다. 그래야 가변저항으로서의 의미가 있는 것이니까요.
볼륨으로 쓰이는 가변저항은 일단 오른쪽 발(3번)을 접지시킵니다. 실제로는 발을 구부려서 케이스에 납땜시키고 이 케이스는 바디의 쉴드와 잭의 그라운드 단자에 함께 연결됩니다. 여기가 기준이 되는거죠.
왼쪽 발(1번)은 픽업의 output이 연결되죠. 실제로는 픽업 셀렉터에서 오는 선이 붙게 되는 자리죠.
가운데 발(2번, sweeper)은 아웃풋 잭의 hot에 직접 연결됩니다.
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저항값과 톤
보통 기타에 사용되는 포텐셔미터는 25K, 250K, 300K, 500K, 1Mega ohm 등이 있습니다.
이 중에서도 패시브 회로에 많이 사용되는 저항값은 250K 와 500K 가 있죠. 25K는 EMG 픽업과 같은 액티브 방식의 픽업에 사용됩니다.
싱글 픽업에서는 250K, 험버커에서는 500K 의 포텐셔미터를 사용하는게 보통입니다.
이 부분은 기타의 톤에도 영향을 끼치는 부분인데, 결론부터 말하자면 저항값이 클수록 높은 주파수 쪽이 강조됩니다.
최대 볼륨일때도 어느 정도의 신호는 항상 그라운드로 흐르고 있는데, 주파수가 높은 신호가 우선적으로 흘러나가게 됩니다. 이 때 볼륨 포트의 저항이 클 수록 이 흘러나가는 신호를 더 많이 저지하게 되니까 결과적으로는 높은 주파수의 신호가 더 많이 출력으로 흐르는 것이죠.
그래서 높은 주파수 특성이 강한 싱글픽업에서는 250K를 사용하고 상대적으로 중저음이 강한 험버커에는 500K를 사용해서 균형을 맞춰주는 것이죠.
이 부분은 플레이어의 취향과 픽업의 특성에 따라 선택이 가능하니까 관심있는 분들은 직접 테스트 해보고 선택하셔도 됩니다. 단, 출력이 너무 강한 험버커에 250K를 사용하면 볼륨이 0일 때도 신호가 완전히 차단되지 않아서 소리가 새는 경우도 있으니까 이 점은 유의하셔야겠죠.
여기까지 기타의 볼륨과 톤에 사용되는 가변저항의 구조와 원리를 대강 알아봤습니다.
그러고 보니 그 중간의 픽업 셀렉터를 빼먹었는데 이 부분은 사실 2개 또는 3개의 픽업에서 오는 출력선을 이리저리 조합 또는 분기시켜주는 역할을 하는 부분이고, 디자인에 따라 배선 방법이 달라지지만 결국 기본 원리는 단순한거니까 나중에 다루어도 별 상관이 없을 것 같네요.
다음번 칼럼에서는 톤에 붙어서 기타의 톤 변화 양상 및 톤을 변화시키는 콘덴서(condenser, 또는 capacitor)에 대해서 알아보겠습니다.
그럼 다음 시간까지 건강하시길.. |
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