케이블 전도체에 대하여

• 이어폰 / 2018.11.05 15:35

 


1. 개요

 

우리가 사용하는 오디오와 A/V 케이블은 여러 가지가 있습니다. 각 기기들을 연결하는 케이블 역시 인터커넥터 케이블을 비롯해서 스피커 케이블 영상케이블 등 여러 가지가 있습니다. 이번주 준비한 집중 탐구에서는 케이블을 사용하면서 케이블 내부의 도체에 사용되는 금속인 동이나 은이나 그 외의 금속재질에 대해서 자세한 부분을 알아 보도록 하겠습니다.

 

케이블 전도체는 주로 동이나 은 또는 제 3의 금속종류로 만들어져 있습니다. 동은 일반 보통 케이블을 시작해서 아주 고급 케이블에까지 고급선재로 동을 사용하며, 은선은 일반적인 케이블에 사용하는 선재이기 보다는 아주 고급 케이블에 속하기도 하는 선재이기도 합니다. 은 선케이블 제품은 주로 하이엔드제품에 주로 사용하기도 합니다.

 

2. 동선의 등급

 

동선은 주로 동선의 순수함유량을 퍼센트로 표시합니다.보통 고급동선의 기준에는 4N, 5N, 6N, 7N, 8N 등의 특정한 마크가 달려 있는데 일반적으로 고급 동선 케이블 제품은 4N이상을 숫자 표시를 고급 케이블이라고 합니다. 동선은 불순물 함유량이 결코 0퍼센트가 되기는 어렵습니다. 그 어떤 동선케이블도 제조과정에 의해 불순물이 첨가되기 때문입니다.

 

3. 4N이란?

 

즉, 4N 동선이라는 말은 여기서 표시하는 숫자 뒤의 N이라는 용어에 대해 자세한 설명을 하면 N이란 nominate의 약자이며, 즉 4N이란 99.991%~99.998%의 소숫점 둘째자리까지 총 9가 4자리수로 지목되었다는 뜻입니다. 물론 여기서 소숫점 이하를 반올림해서 100퍼센트 라고 표시할 수는 있지만, 고급 오디오에서는 극한의 추구하는 경향이 있어 이 작은 수치로 인한 음질적인 변화가 많기 때문에, 100퍼센트 라는 수치는 허락하지 않습니다.

 

앰프와 스피커를 보면 왜율이라는 수치로 0.0002%라는 사양이 있듯이 케이블의 선재에 따라서도 순도를 표시하는 용어가 허락될 수 있는 겁니다. 그래서 마저 설명을 하면, 4N동선이란, 소숫점 둘째까지 99.99?퍼센트까지 순수한 동으로 이루어 졌다는 것을 말합니다.

 

앞서 알 수 있듯이 5N 동선제품도 소숫점 3자리까지 99.999?%로 이루어진다는 것을 알게 됩니다. 그리하여, 6N급은 99.9999?%이며, 7N 은 99.99999?%이며, 8N은 99.999999?%퍼센트까지 완벽하게 순수한 동으로 제조되었다는 것을 알 수 있습니다. 그렇게 현재 개발된 동 선 중에 최고급으로 인정받는 케이블은 8N급 동선케이블이라고 볼 수 있습니다. 8N의 동선재질은 거의 완벽한 수준으로, 9N급 이상의 케 이블은 아직 기술적인 어려움이 많아 개발하기가 힘들다는 문제가 있습니다. 그리하여 현재까지 8N 동선 제품이 최고급으로 알려져 있습니 다.

 

4. 불순물의 종류

 

어떤 동선 선재가 99.9996퍼센트의 5N케이블이라고 하면, 이 케이블 선재에는 순수동이 아닌 불순물이 약 1만분의 4퍼센트 이하가 함유되어 있다고 볼 수 있습니다. 이 0.00004퍼센트의 불순물들은 대개 황이나 알루미늄, 비소, 철, 산소등등 비금속의 물질이 함유되어 있습니다. 이처럼 오디오 애호가들은 이 불순물 함유 수치가 적은 동선재일수록 소리가 좋아진다고 믿고 있습니다.

 

(1) TPC


우리가 흔히 말하는 일반 가정용 전선 재질로 사용하는 동선케이블 종류를 TPC(Tough Pitch Copper) 순도 99.97%(3N)입니다. 이 가정용 전선종류의 케이블은 산소를 비롯한 불순물의 함유량이 3000ppm의 수준을 넘습니다. 자세하게 설명하자면 TPC는 총칭 일반 동선이며, 대 량생산이라는 쉬운 작업적인 특성을 위하여 산소를 불어 넣어 동을 녹인 다음, 급격히 냉각시켜 제조하는 방식으로써, 현대의 오디오용이 아닌 일반 가정용 전선으로 생산하는 동선입니다.

 

이 방식으로 제조된 TPC는 금속이나 유황 그리고 산소 산화물인 아산화 동을 비롯한 많 은 불순물이 케이블에 함유되어 있으며, 산소 함유량이 보통 3500ppm수준입니다. 일반적으로 순도는 99.91%인 3N동입니다만 일반전선 중에 특수 용도로 순도 99.99%인 4N의 일반 동선도 생산하고 있습니다.이것은 쉽게 언급되는 막선같은 저렴한 케이블중의 하나입니다 (2)

 

(2)OFC


이와 같이 상기의 설명대로 TPC는 가정용 전선이지만, 오디오와 AV용으로 사용하는 케이블은 TPC동선재를 사용하지 않습니다. 오디오전 용으로 하는 동선재는 4N 이상의 OFC(Oxygen Free Copper)선을 사용합니다. OFC란 불순물의 함유를 50ppm까지 낮춘 오디오용 고급케 이블입니다. OFC는 고순도 동선 개발의 시발점이 된 고급 선재이며, 동을 녹여 냉각 시킬 때 산소를 불어넣는 기존의 TPC 방식이 아니라 산소에 의해 발생되는 아산화동이라는 동불순물을 제거하기 위해 산소 함유량을 10PPM 이하, 기타 불순물도 99.99%까지 줄인 4N 제품입 니다.

OFC동선의 오디오적인 음질 경향은 음질이 명료하며, 음의 순도가 높아지는 특성이 있습니다. 순도는 99.995%이며, 기본적인 오디오에서 사용하는 고급 케이블류에 속하는 동선재질입니다. 그래서 OFC선재는 일반적으로 4N이라고 말하기보다는 OFC선재라고 주로 말하기도 합니다. 그러나 같은 OFC의 선재도 여러 가지가 있다는 사실에 주목할 수 있습니다. OFC보다 높은 단계의 고급 케이블로 LC-OFC와 LC-OCC, PC-OCC 와 같은 여러 가지의 동선재질이 있습니다.

 

(3) LC-OFC


여기서 OFC 앞에 놓여진 "LC(Linear Crystal)" 라는 용어를 설명하자면 "LC-"는 동의 구조라는 뜻인데, LC라는 독특한 구조는 불순물을 제 거한 순수한 동을 한 덩어리를 납작하게 늘여서 만들었다고 하여서 "LC-"라는 용어가 선재 이름 앞에 사용합니다. 즉, LC-OFC(Linear Crystal Oxygen Free Copper)란, 순도는 OFC와 마찬가지로 99.995%이며, 거대 선형 무산소 동선이라고 하는데, 금속 결정의 경계면에 음 질을 왜곡하는 어떤 무엇이 있을 것이라는 이론에 근거로 개발된 고급 동선입니다.

 

(4) LC -OCC


(3)LC-OCC(순도 99.997%)의 LC-OCC( Linear Crysta Ohno Continuous Casting)는 일본의 "오노"라는 기술자가 만든 동선 결정구조를 극 소한으로 줄인 독특한 주조법을 정식으로 명칭을 봍여서 오노식 연속 주조법이라는 명칭입니다. 이 주조로 인한 동선의 결정 구조는 무려 길이가 1km에 동의 결정개수으로 단 1개라는 엄청난 기술을 이루어낸 케이블업계의 획기적인 주조법을 말합니다.

 

 

(5) PC-OCC

 

 

PC-OCC(순도 99.998%)는 (Pure Crystal Ohno Continuous Casting)이라는 단방향성 결정의 가진 무산소 동선을 말하며, LC-OCC가 결 정체를 강제적으로 늘리는 과정에서 동선에 열과 물리적 스트레스가 발생되어 음질에 악영향을 준다는 이론에 근거하여 개발되었으며, LC-OCC에 비해 서서히 냉각 시킴으로서 선재를 하나의 결정체로 만들면서 일정한 방향성을 가지게 만든 선재입니다.

 

 

5. 결정 구조의 특성



일반적으로 OFC와 같은 고급 4N동선은 1미터당 약 5000개라는 많은 결정으로 무리 지어 있습니다. 그러나 LC-OFC(99.996%)와 같은 선 재는 동의 결정개수가 약 300개정도의 결정으로 적은 결정으로 뭉쳐져 있습니다. 오디오업계에서는 이동선재질의 결정개수가 적을수록 음 질에 우수하다고 설명하고 있는데, 그 이유로서는" LC-"라는 주조법을 사용해서 제작된 동선케이블은 결정된 입자구조가 적을수록 결정사 이의 입자의 분기점이 결정이 많은 구조의 동선보다 저항이 적다는 연구결과에 이론을 토대로 해서 케이블업계에서는 밝히고 있습니다.

 

다시 설명하자면, 동은 녹은 상태에서 급냉각을 하게 되면, 미세한 결정구조를 가집니다. 결정이 많으면 많을수록 신호전달에 장애가 된다 는 이론에 근거하여, OFC 동선의 결정구조를 크게 하기 위해 동을 서서히 냉각시켜 결정을 크게 한 다음, 결정구조를 강제적으로 선형으로 길게 늘인 것입니다. 이 방식은 결정구조를 선형으로 늘리는 과정에서 기계적인 스트레스가 발생되고, 가공시 열이 발생되기 때문에 결정구 조에 영향을 주므로 음질 열화의 원인이 되기도 합니다.

 

 

그리고, 동은 순도가 높을수록 부드러운 탄성을 갖습니다. 동의 강도는 전기적인 특성은 문제가 없지만, 오디오의 음질적인 특성과는 많은 연관이 있습니다. 예를 들어, 단단한 동선은 딱딱한 소리를 내어주고, 반대로 부드러운 동선에서는 부드러운 소리가 난다고 업계에서는 밝 히고 있습니다. 강도가 높은 도체로는 LC-OFC, PCOCC가 대표적인데, 이들은 단결정 구조가 변화되는 것을 막기 위해 열처리 과정을 거 치지 않은 동선재질입니다. 그러나 열처리를 거치지 않은 동선은 선재 가공에서 발생되는 기계적인 압박을 받았기 때문에 결정구조에도 많 은 영향을 끼치게 됩니다. 이 때문에 기계적 스트레스를 줄이기 위해 행하는 약간의 열처리를 한 것이 "뮤-도체"라고 하며, 더욱 강한 열처 리를 행한 것이 "멜톤-도체"라고 합니다.

 

이것은 기존의 LC-OFC나 PCOCC와는 다른 구조의 재결정으로 이루어져 다른 도체로 발전된 것 으로 말할 수 있습니다.마지막으로 동선중에 재 열처리한 동이 있는데, 이는 동일한 동이라도 도체의 결정구조와 열처리 방법과 선재의 순도에 따라 전도성이 크게 달라지는 오디오용 케이블로는 잘 사용하지 않는 보기 어려운 동선 종류입니다.

 

 

6. 다른 전도체

 

 

(1) 순 은 선 (Silver)



은은 동보다 우수한 전기적 전도 특성을 가지고 있습니다. 특히 가장 주안할 점으로는 전기저항이 아주 적다는 것인데, 이것은 오디오 케이 블에 있어 분명히 유리한점입니다. 특히 순은 재질은 구리에 비해 산화된 상태에서 더욱 우수한 장점을 가지고 있습니다. 즉, 동은 산화가 되는 특성이 쉽지만, 산화된 동은 반도체와 같은 작용을 하여 저항이 생깁니다. 그러나 산화된 은선은 화학적으로 안정되어 있어서 전기적 도체로서의 역할이 더 우수하다는 장점이 있습니다. 그러나 일반적으로 오디오전용으로 사용하는 순은선 재질의 전도체는 정보량은 많으 나, 고음역에서 음이 강하고, 독특한 광채를 발휘해 개성이 너무 강하다는 이미지가 있어서, 특정한 오디오시스템에 따라 많은 음질적인 특 성을 보여 주므로 일부 오디오 애호가들에 의해 사용되기도 합니다. 순은선은 고급 동선과 마찬가지로 고 순도화 과정과 특수한 열 처리법 으로 여러가지의 음질적 특성이 보여지고 있습니다.

 

(2) 은 도금선 (Silver coated)



순은선의 우수한 전기적 특성을 감안하여서 오디오 전용선으로 개발된 은도금선은 순은선과는 달리 정보량이 많으면서도 고순도 동선의 특 징인 부드러운 음질 특성을 발휘합니다. 그리해서 순은선의 사용한 은도금선의 합금을 이루는 재질로는 고순도 동이 많이 사용되는데, 제작 방법으로는 축을 고순도 동을 사용하여 순은을 정밀하게 고순도 코팅하는 구조로 이루어져 있습니다.

 

(3) 알루미늄 선 (Aluminum)

 

알루미늄 케이블은 일반적으로 보기 드뭅니다. 그리고 이는 은과 마찬가지로 매우 개성이 강한 도체입니다. 알루미늄 선은 동선 재질보다 전기저항이 높으나, 고음역에서 특유의 음색과 개성있는 사운드를 지향합니다. 때로는 알루미늄 선재 역시 순은선재와 고 순도 동선을 혼합 한 알루미늄 도금선으로 제조하기도 하는데, 알루미늄 도금선의 특징은 아주 개성이 다양한 음색을 발휘합니다.

 

(4) 주석 도금 케이블

 

주석은 공기 중에서 잘 변하지 않는 특성에 의해 사용됩니다. 오래 전에 빈티지 오디오에 주로 이용되었던 케이블 종류이며, 동선과 은선의 표면을 도금하는데 주로 이용되었습니다. 우리는 일반적으로 땜납에서 주로 납과 주석을 합금해서 사용하기도 합니다. 주석 도금선은 전 세계 주석 소비량의 40%가 이런 도금에 사용되며, 청동기 시대부터 도금한 역사가 있을 정도로 주석도금은 상고시대에서부터 널리 도금 소재로 이용한 재질입니다.


출처

http://www.sorishop.com/board/review/board_view.html?no=313&icc=387



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