일렉기타 배선 - 캐패시터는 특정 대역 위쪽만 통과시킵니다. (feat. 대원님기타 수리지원) 장비

오늘 LAZDEN님의 기타 배선문제로 약간 이야기를 나누면서 갤럭시노트로 그린 그림을 몇장 보냈는데 LAZDEN님이 스원포코에 기타수리 경험담을 구성하여 포스팅한 것과는 별개로 보충설명을 추가하여 일반강좌에 올립니다.

LAZDEN님의 BEYOND 기타는 일단 저런 PUSH-PULL 톤컨트롤 2개를 각각의 험버커 픽업에 적용하는 배선으로 보입니다.

픽업셀렉터 등의 구조물이 없이 단순히 [험버커 하나에 톤컨트롤 PUSH-PULL 스타일을 하나 붙인] 구조라고 생각하면 마음이 가벼워집니다.

본래 기타의 톤 컨트롤은 그대로 잘라내 떼어 없애면 톤이 바이패스 되는 구조입니다. 연결된 상태에서는 뭔가를 커트해서 줄이는 거죠. 부스트는 하지 않습니다.

마이크는 공기의 진동을 매질로 소리를 받지만 일렉트릭 기타의 픽업은 자성에 반응하는 기타 현의 진동의 전자기적 변화를 전기신호로 변환하는 것입니다. 아주 높은 출력을 내기 때문에 서툴게 만들어서 공기의 진동에 반응하게 되면 고약한 노이즈를 내기도 합니다. 그래서 이름난 픽업들은 코일의 물리적인 진동이 발생하지 않도록 진공 장치 속에서 파라핀과 같은 재료로 굳혀가며 코일을 감아 만드는 것이 보통이고 소규모 수제 픽업은 그 나름의 노우하우를 가지고 있습니다.

험버커픽업은 픽업의 험노이즈를 역위상 구조의 이중코일을 만들어 상쇄시키는 발상에서 만들어진 것인데, 귀중한 고역대가 희생되는 부작용도 있습니다. 이처럼 위상캔슬을 사용해서 불필요한 노이즈를 없앤다는 것은 밸런스드 케이블이나 컴퓨터 파일전송시에 이루어지는 에러체크 같은 것도 비슷한 원리입니다.

험버커 픽업은 기본적으로 2개의 코일과 자석을 사용하기 때문에 4가닥의 선이 나옵니다. 각각 핫1, 콜드1, 핫2, 콜드2라고 부르기로 하겠습니다. 그리고 픽업의 바닥 철판 부분 등에 접지로 연결된 선까지 5가닥이 됩니다.

핫이 +이고 콜드가 -라는 식으로 구분하기 보다는, 이 [핫&콜드]는 스피커 배선처럼 위상의 방향이 어느쪽인지 구분하려고 붙은 명칭이라고 보는 것이 편합니다. 픽업의 장착위치에 따라 반대가 되는 경우도 있습니다. 예를 들면 HSH 구조에서 미들픽업의 싱글코일은 인접한 험버커의 가까운 쪽 코일과 역위상으로 배치하는 것이 유리합니다.  스트랫의 5단셀렉터에서 2, 4단 위치로 사용할 때 노이즈가 줄어듭니다.

험버커 중에는 처음부터 이 2 코일을 직렬이나 병렬로 연결해서 결과적으로 [핫 + 콜드 + 접지 = 3가닥], 경우에 따라서는 콜드와 접지를 처음부터 묶어서 2가닥만 나오는 경우도 있습니다. 5가닥의 경우도 콜드 2번선을 접지와 붙여서 4가닥으로 나오는 경우도 있고요. 이런 픽업의 전선에 대한 정보는 색상 표기 등이 통일되어 있지는 않으므로 각 제조사의 가이드를 참조해서 배선 색상을 확인해야 합니다.

어쨌든 LAZDEN님의 험버커는 4~5가닥이 나오는 것 같습니다. 

LAZDEN님이 원하는 PUSH-PULL 노브의 기능은 PULL로 노브를 당겨 올린 상태에서 탭을 접지해서 싱글픽업처럼 쓰고자 하는 것입니다.

그림에서 보이듯이 핫1(노란색)을 [핫]이라고 부르기로 하고, 콜드1(보라색)+핫2(녹색) 묶은 것을 [탭]이라고 하고, 그리고 파란색으로 표시된 선은 콜드2 + 접지가 묶인 것이라고 하겠습니다. 그래서 노란선과 파란선을 사용하면 직렬 험버커가 되는 것인데요. 여기서 탭을 그라운드에 붙여 접지로 흘려버리면 핫2-콜드2 부분의 코일이 기능을 잃게 됩니다. 그래서 핫1 - 콜드1 의 싱글코일로 사용하게 되는 구조입니다.

즉, PUSH-PULL 노브의 스위치부분의 배선에 TAP이 붙은 것은 노브를 당겨 올리면 탭이 그라운드에 붙는 다는 의미입니다.

그림에서 보이듯이 앰프로 연결되는 2가닥의 선을 붙여 버리면 핫이 접지로 흘러 소리가 사라집니다. 그래서 여기에 가변저항을 병렬접속하면 음량을 조절할 수 있는 VOLUME 노브가 됩니다. 일렉기타의 경우는 사용하는 픽업의 임피던스를 고려하여 험버커는 보통 500Kohm, 싱글은 250Kohm 용량의 포텐시오메터를 사용합니다. 이 용량이 안맞으면 볼륨노브를 10까지 올렸는데 픽업출력의 100%가 아니라 60% 정도까지만 올라간다거나, 아니면 볼륨 노브를 4까지 올렸는데 이미 100%가 되어서 4~10까지는 변화가 없다거나 이런 현상이 나타나겠죠. 그리고 볼륨이 높아지는 곡선이 Easing curve 처럼 리니어인지 아닌지, 커브특성이 어떠한지에 따라 여러가지 종류로 구분되기 때문에 포텐시오메타의 용량 앞에 B500K, A500K와 같이 알파벳을 붙여 구분합니다. 보통 볼륨에는 B,  톤에 A를 많이 쓰는 것 같습니다. 험버커와 싱글픽업이 같이 장착된 기타라면 험버커 기준으로 500Kohm을 사용하게 되는데, 싱글픽업이 선택된 상태에서는 조절하기가 좋지 않으므로 470~530K 정도의 고정저항을 붙여서 보상을 걸어주기도 합니다. 톤컨트롤에도 고정저항으로 음색을 약간 조절할 수 있습니다.

캐패시터는 축전지라고 볼 수 있습니다. 콘덴서라는 표현을 들어본 적이 있는 분이라면 전해 콘덴서라든가 세라믹, 마일로 등등도 들어보신 적이 있을 겁니다. 기타배선에서는 톤컨트롤에는 마일로 타입을 주로 사용하고 노이즈킬러로는 세라믹을 붙이는 경우가 많은 것 같습니다.

캐패시터는 그 용량에 따라 특정한 대역의 스레숄드를 설정한 효과를 가지고 그 위쪽 대역만 통과시키는 회로를 구성합니다. Q값이라든가 뭐 여러가지 특성이 캐패시터 자체나 회로의 구성방법에 따라 조정됩니다.

위쪽 대역만 통과하는 성질을 이용하여 병렬구조로 연결하면 위쪽대역만 접지된 것이므로 반대로 저역만 통과하는 구조가 됩니다. 여기에 가변저항을 붙이거나, 바리콘같은 부품으로 캐패시터 용량도 가변으로 만든다거나 여러가지를 대입하면 프리퀀시를 다루는 여러가지 도구를 만들 수 있습니다. 우리가 전문가가 될 필요는 없지만 적어도 이것으로 우리가 스원에서 다루는 HPF, LPF, 이퀄라이저라든가 이런 것들이 내부적으로 어떻게 동작하는지는 짐작할 수 있게 됩니다.

* 캐패시터의 용량에 따라 특정 대역 위쪽만 통과하는 이유는 캐패시터의 용량에 따라 전기가 충전되고 흘려 보내는 주기가 달라지기 때문입니다. 이 주기보다 짧은 주기(프리퀀시)의 신호라면 레벨 자체가 떨어지는 구조입니다. 

접지를 다룰 때는 그라운드 루프에 주의할 필요가 있습니다. A, B, C 라는 컨택트패드가 있다고 하고 이 세 점을 모두 접지에 연결해야 한다고 할 때 [ A - B - C - 접지 ] 와 같은 구조로 배선하게 될 것입니다. 그런데 여기서 C - A 연결을 하나 더 추가하게 되면 루프가 형성되어 접지로 도망가야 하는 그라운드가 도망가지 못하고 루프에 갇히는 상황이 되어 원치 않는 노이즈나 특정대역의 왜곡이 발생할 수 있습니다. 배선 뿐 아니라 기타 바디의 실딩처리에도 적용되는데, 루프를 이루는 지점이 없거나 최소한인 것이 바람직합니다.

혹시 부족한 부분이 있으면 댓글을 남겨주세요. 여기 적은 것 이상으로는 제가 아는 지식이 많지 않지만 검색이라도 해서 답변을 할 수 있는 것이면 답변을 남기겠습니다.