음악을 더 여유롭고 다이나믹 하게 재생하기 위해서 파워가 넉넉할 수록 좋습니다. 일반적으로 받아 들여지는 파워 측정법은 앰프에서 1% THD 로 클리핑이 일어 날때의 출력파워로 측정되어집니다. 클리핑이란 아웃풋 시그널이 파워서플라이의 제한 된 전압을 넘어서려고 할때 발생되는 현상으로,  파형이 잘려져 왜곡 되는 현상을 말합니다.

트랜지스터나 커다란 트랜스포머를 사용하는 전통적인 솔리드 스테이트 앰프들은, 커패시터의 재충전 시간이 겨우 8.33milliseconds의 여유만이 있고, 출력전압의 최대치를 간신히 넘어서는 정도의 전압을 가지고 있습니다. 따라서 이러한 클리핑 현상이 드물지 않게 자주 발생합니다. 쉽게 이야기 하자면, 음악을 재생하는데 있어서 헤드룸(RMS출력과 피크출력 사이의 여유)이 부족하며, 왜곡이 생기게 됨을 의미합니다.  

진공관 앰프들은 공급전압이 매우 높아 300~600V에 이릅니다. 따라서 진공관 앰프들은 THD(Total Harmonic Distortion)가 솔리드 스테이트 앰프에 비해 높지만, 느낄 수 있을 정도로 사운드 자체는 더욱 파워풀합니다. 누포스 아나로그 스위칭 앰프는 매우 넉넉한 헤드룸(RMS출력과 피크출력 사이의 여유)을 갖도록 설계가 되어 클리핑 현상이 없습니다. 따라서 동일한 100W의 출력을 가지고 있는 솔리드 스테이트 앰프와 비교시에도, 바로 느낄 정도의 훌륭한 사운드를 들려줍니다.

누포스 사의 아나로그 스위칭 앰프는 전통적인 스위칭 방식의 디자인을 과감하게 탈피하는데서부터 시작됩니다. 대부분의 D클라스 앰프들은 오디오 시그널을 모듈레이션 시키기 위해 고정된 톱니모양의 파형을 사용하게 되며, 이에 따라 사용되는 LC 재조합필터에 의해 180도로 위상이 변화되고, 이러한 위상변환 보상과정에 의해 에러가 생기게 됩니다. 또한 이러한 LC 재조합필터에 의한 보상회로를 거치게 되면 필터자체에 허용된 주파수대역 아래로만 재생이 가능해, 주파수응답 특성이 낮아지게 됩니다. 따라서 모든 D클라스 앰프들은 위상변환에 따른 보상 과정을 거치게 되어, 허용 가능한 주파수 대역안에서도 높은 왜곡률과, 상대적으로 낮은 주파수 응답특성을 가지게 됩니다. 이런 이유로 액티브 서브우퍼에는 D클라스 앰프들을 사용합니다.

이에 비해 뉴포스의 아나로그 스위칭 앰프는 인입되는 오디오 시그널을 어떠한 변환 없이 그대로 모듈에이션을 시킨 후 증폭과정을 거쳐 재조합 필터를 이용해 출력하기 떄문에 이론적으로도 주파수 응답특성의 제한이 없으면서도 왜곡률이 매우 낮은 뛰어난 사운드를 출력해 줍니다. 이러한 특징은 아나로그 모듈레이션 테크닉과, 클로우즈드-루프 테크닉에 의해 완성되기 때문에, 뉴포스 앰프들은 아나로그 스위칭 앰프라 불리웁니다.

A클라스나 AB클라스 같은 전통적인 리니어 앰프들은 덩치가 커지면서 효율이 매우 낮습니다. 이러한 비효율성은 풀-다이나믹 레인지의 뮤직 시그널을 재생함에 있어서 많은 손실을 가지게 됩니다. 작동중 온도도 매우 높아, 회로에 사용된 많은 수의 컨덴서들의 수명도 짫아지고 심각한 재생음의 손실을 가져오게 됩니다. 이런 문제점을 보강하기 위해 커다란 히트싱크를 채용하게 되고, 커다란 용량의 파워서플라이를 사용하게 되어 덩치가 커지게 됩니다.

이런 커다란 파워 서플라이어들은 통제가 어렵고 낮은 볼륨에서는 사운드에 기복이 생기는 리플(Ripple) 현상이 발생합니다. 게다가 비효율성으로 인해, 트랜지스터나 MOSFET 같은 출력석에 의해 사운드가 영향을 받게 됩니다. 출력의 바이폴라 트랜지스터나 MOSFET 과 같은 출력석은 본질적으로 낮은 주파수응답 특성을 가지고 있어서 정확한 오디오 신호를 재생하는데 제한을 가지게 됩니다. 따라서 충분한 출력을 내기 위해 대략 20개 내외의 MOSFET 출력석이 병렬로 사용됩니다.

이렇게 병렬로 이용되는 MOSFET들은 각 MOSFET 소자에 의한 교차점이 발생되어 본질적으로 노이즈가 생기고, 정확하게 말하면 바이폴라 타입의 트랜지스터를 사용한 앰프에 비해 낮은 주파수 대역에서의 노이즈,  합쳐진 노이즈들은 정확한 뮤직 시그널을 증폭하지 못하게 됩니다. 즉 안개가 서린 느낌의 투명하지 못한 사운드를 듣게 되는 것입니다.

기술적인 문제로 인해 병렬로 사용되는 MOSFET은 바이폴라 타입의 트랜지스터에 비해 본질적으로 높은 왜곡률을 지니게 됩니다. 대부분이 사용하는 AB클라스 회로 구성의 앰프들은 오디오 시그널이 (-)와 (+)를 넘나드는 과정에서 발생하는 크로스오버 왜곡 현상을 줄여야 하기 때문에, 제로 포인트를 오갈때 트랜지스터의 게인은 상당히 줄어들게 됩니다. 따라서 클로우즈드-루프 시스템의 디자이너들은 이러한 증폭과정에서 낮은 게인이 보다 부정확하다는 것을 잘 알고 있기에 그에 맞는 회로의 구성을 디자인하게 되었습니다.

디지털 스위칭 앰프들(일반적으로 D클라스 앰프로 알려져 있습니다.)이 요근래에 들어 출시가 많이 되었습니다. 하지만 이런 전통적인 방식의 D클라스 앰프들은 음악 재생을 위한 광대역의 주파수 응답특성, 일반적으로 20~20,000Hz의 주파수 대역을 평탄하게 재생 하는 것은 불가능합니다.

D클라스 앰프들은 뮤직 시그널을 모듈레이션 시키기 위해 매우 높은 주파수 대역의 톱니 파형을 이용하게 됩니다. 이렇게 매우 높은 주파수 대역에서 지속적으로 사용되는 톱니 파형은 필연적으로 지터(디지털 잡음)의 유입이 발생되고, 낮은 레벨의 뮤직 시그널은 심각한 왜곡이 발생하게 됩니다. 필터-아웃 과정의 아웃풋 필터와 톱니 파형에 의해 발생된 노이즈는, D클라스 앰프의 180도 위상변환 과정에서 논-리니어러티(Non-Linearity, 선형으로 곧게 뻗지 못하는)한 뮤직시그널과 왜곡을 발생시키게 됩니다.

더욱이, 아웃풋 필터의 존재는 뮤직 시그널이 지닌 다양한 주파스 대역에 따라 달라지는 출력 임피던스로 인하여 스피커가 지닌 복합적인 임피던스 특성(일반적으로 스피커는 트위터, 미드레인지, 우퍼 유닛등 여러개의 유닛으로 구성이 되어 있고, 각 유닛의 임피던스 특성은 다릅니다. 따라서 여러 유닛을 사용하는 스피커의 임피던스 수치는 각 유닛이 지닌 임피던스의 평균값으로 하는 공칭 임피던스를 사용합니다.)에 영향을 미치게 됩니다.

DSP(Digital Signal Processor)가 더해진 다양한 D클라스 앰프들은 음악재생 능력을 향상시킨다고 주장합니다. 그러나 클로우즈드-루프 디자인이 아니기 때문에, 스피커의 터미널부터 스피커의 복합적인 임피던스와의 비논리적인 상호작용과, 앰프의 아웃풋 필터에 의한 공명에 의한 역기전력은 거칠은 사운드 특성을 띄게 만들게 됩니다. 이러한 근본적인 D클라스 앰프의 치명적인 단점은 아직 풀지 못하는 숙제로 남아 있습니다.

음악은 사인파의 혼합입니다..과연 맞는 말일까요?
어 떠한 파형(Waveform)은 이론적으로 사인파(Sine Waves)들로 구성되어 있고, 파형을 수학적으로 분해한다고 가정할 때, 파형은 주기적이며, 반복적입니다. 악기들이 재생하는 소리들은 날카로운 피크로 구성되어 있고, 잘 훈련된 전문가들도 기본적인 주파수를 분석해 내는데 어려움을 느끼게 됩니다. 이는 악기들이 단음을 재생하더라도 최초 발음의 생성과 소멸로 꽉 차있기 때문입니다. 물론 오르간과 플룻등 자연적인 공명을 베이스로 하는 악기는 제외하고 입니다. 

바이올린의 연주음은 하모닉스(Harmonics, 배음)라 불리는 고주파대역의 파형으로 구성되어 있습니다. 따라서 하모닉스의 주파수는 특정음의 연주되는 음의 기본적인 주파수의 복합체입니다. 이러한 복합적인 파형을 지닌 연주를 앰프를 통해 완벽하게 재생하기 위해서는 매우 높은 주파수 대역폭을 평탄하게 재생해 내는 특성을 지닌 앰프여야 하며, 크로스오버 왜곡이 없어야 합니다.
 

대부분의 앰프들은 AB클라스의 회로로 구성이 되어 있습니다. 이 AB클라스 앰프 회로는 실질적으로 비효율성의 극치인 A클라스의 타협안으로 탄생된 회로입니다. A클라스 회로는 이론적으로 디스토션은 없지만, 가장 단순한 회로 구성을 바탕으로 매우 낮은 출력과 주파수 대역폭에 한계를 가지게 됩니다. B클라스 앰프는 보다 높은 효울을 보여주지만, 높은 디스토션이 발생합니다. 이런 이유로 오디오파일들이 비싸면서도 비효율적인 A클라스 앰프를 선호하는것 입니다.

A클라스 앰프처럼 누포스 아나로그 스위칭 앰프는 크로스오버 디스토션이 없습니다. 그리고 일반적인 앰프들이 20kHz에 이르는 주파수 대역조차도 평탄하게 재생하기가 극히 힘들지만, 누포스 아나로그 스위칭 앰프의 획기적인 앰프 테크닉은 전통적인 설계방식의 앰프에 비해 10배가 넘어가는 주파수 대역을 평탄하게 소화해 냅니다.

이렇게 누포스 아나로그 스위칭 앰프가 지닌 광대역의 재생특성은, 고효율성을 지니면서도 파형의 복합체인 음악을 재생하는데 있어서 높은 신뢰성으로 재생이 가능하게 만들어 줍니다. 이렇게 제로("0") 크로스오버 디스토션 특징과 광범위한 주파수 대역의 평탄한 재생능력은, 커다란 사운드 스테이지와, 스테레오 시그널에 수록된 공간감에 대한 정보를 완벽하게 재생해줘, 오디오 파일들이 이전에는 경험하지 못했던 사운드적인 쾌감을 선사해 줍니다. 이것은 누포스 아나로그 스위칭 앰프만이 가능한 일입니다.

먼저 독자들을 위해 기술적인 부분에 대해 다소 쉽게 설명을 드리도록 하겠습니다. 댐핑택터란 무엇인가? 에 대해 단도직입적으로 말하자면, 앰프의 스피커 드라이빙 능력이 얼마나 좋은지에 대한 수치상의 표현이라고 말할 수 있습니다. 댐핑팩터의 숫자가 커질수록 앰프의 스피커 드라이빙 능력은 좋음을 의미한다. 일반적으로 댐핑팩터가 100 정도면 좋다고 말할 수 있으며, 20 아래이면 나쁘다고 말할 수 있습니다. 댐핑팩터 이외에 앰프의 성능을 이야기 할때에는 주파수 응답특성(Frequency Response)와 왜곡(Distortion) , 그리고 상전이(Phase Shift) 등등을 언급할 수 있습니다.

앰프의 스피커 드라이빙 능력을 말할때, 앰프 출력단의 임피던스 특성을 하나의 중요한 인자로 볼 수 있다..앰프의 임피던스 특성이 낮다면 앰프로부터 스피커가 필요로 하는 전류를 쉽게 공급 받을 수 있게 됩니다. 또한 앰프의 임피던스 특성이 낮다면 공급 전압의 변화 없이 스피커 시스템에  다양하고 충분한 양을 공급해 줄 수 있게 됩니다. 더 정확하게 말하자면, 스피커의 음악재생 능력이 보다 정확하고 정교해 짐을 의미하게 됩니다. 스피커 시스템의 임피던스 특성은 앰프로부터 공급전압을 받으면서 스피커 드라이브 유닛의 무빙 스피드나 포지션등의 방향에 의해 변화가 생기게 됩니다.

때때로 그것은 2오옴 정도의 특성을 띄기도 하고, 경우에 따라 40오옴에까지 이르게 됩니다. 앰프로부터 공급되는 실질적인 전압의 웨이프폼은, 사실상(어떤점을 놓고 보더라도), 희망하는 스피커의 물리적 운동의 정확한 그래프입니다.
 

그러나 어떤 특정한 전압(15볼트라 말할때)이 공급될때, 어떤 일을(즉, 어떤 주파수 대역을 재생하는지, 또한 얼마큼의 음량으로 재생되느냐에 따라)  하느냐에 따라 스피커의 부하 임피던스는 광범위하게 달라지기 때문에, 전류의 양도 스피커에 공급되는 15볼트의 전압을 대응하기 위해 광범위하게 달라지게 됩니다. 앰프는 스피커의 임피던스에 어떻게 변화하더라도 공급전압을 제대로 공급해줘야 합니다. 만일 앰프가 제대로 위와 같은 역할을 수행해 준다면, 스피커의 콘의 움직임을 정교하게 콘트롤 할 수 있어서 공급 전압의 변화에 따른 정확한 사운드의 재생이 가능해 집니다. 즉, 드라이브 유닛의 움직임을 최소의 오차로 원하는 위치로 움직여 줄 수 있기 때문에 시간과 공간상의 에러를 최소화 해 주면서 콘의 움직임을 통제해 줄 수 있게 됩니다.

종합하자면, 음악의 재생은 지속적으로 변화하는 공급전압의 변화를 의미하기에 - 물론 아무 소리가 나지 않을때는 제외하고서 - 스피커의 유닛들은 항상 복합적인 패턴으로 안과 밖으로 콘의 움직임이 일어나며, 앰프가 공급전압을 변화시킬때, 공급 전압애 따라 스피커 시스템에 의해 소모되는 전류의 양은 폭 넓은 범위로 변화하게 됩니다. 따라서 앰프들은, 최고의 성능을 발휘하기 위해, 결과적으로 공급 전압의 변화 없이 충분한 전류를 스피커에 공급 해 줘야 한다..만약 이런 과정에서 공급전압의 변화가 일어나게 되면, 스피커의 유닛의 움직임은 원래의 정확한 음악신호에 따라 의도대로 움직이지 못하게 되고, 이는 음의 "왜곡" 이라는 결과로 남게 됩니다.

댐핑팩터의 기술적인 정의는 스피커에 부하되는 특정 임피던스를 앰프의 아웃풋 임피던스로 나눈 것을 의미합니다. 다음의 그림중 R1은 소스의 임피던스이고, R2가 부하되는 임피던스일때,  댐핑택터= R2/R1 으로 정의 됩니다. 한가지 알아야 할 중요한 점은 부하되는 임피던스는 Capactive와, Resistive 그리고 Inductive Load로 구성되어 일정하지 않기 때문에 측정하기가 무척 어렵다는 점입니다.



누 포스 아나로그 스위칭 앰프는 어떠한 주파수 대역에서도 측정되는 Vload가 부하가 없는 출력전압과 같기 때문에, 출력 임피던스는 실질적으로 "0" 이 됩니다. 다르게 말한다면, 누포스 아나로그 스위칭 앰프의 댐핑팩터는 4,000 이상이 넘어 갈 만큼 무척 크며, 스피커 케이블이 연결된 상태에서 전 주파수 대역에서 출력임피던스는 1,000만밀리오옴 이하를 나타내게 됩니다..!!

IcePower500ASP 의 댐핑팩터는 10 kHz에서 70정도이며, 20kHz 에서는 겨우 12정도입니다. 다른 비교를 하자면, Hypex UcD180의 출력임피던스는 낮은 주파수 대역에서 20밀리오옴 정도이고, 25kHz에서 100만밀리오옴이지만, 10kHz를 넘어가며 -20dB의 감쇄 특성이 발생합니다.