Valvole Rosso バルボーレロッソ

170V 40mA バイアス-28V プレート損失６．８Ｗ となります。

【出力段】の設計

動作基準点を、プレート電圧170V、プレート電流40mA、バイアス-28V、負荷3.5KΩ、カソード抵抗700Ω

とします。

2A3　出力段　ロードライン検討　


さて、出力段の動作点が決定したら、後は【Ｂ電圧】を求めます。

プレート電圧170Ｖにバイアス電圧28Ｖを加えた、
対アース電圧のプレート電圧198Ｖに、
出力トランス直流抵抗（ＤＣＲ）電圧降下分を、さらに加えたものが、
【Ｂ電圧】です。

オークションで落札した出力トランス一次側／直流抵抗（ＤＣＲ）は、322Ωですので、電圧降下は、

（プレート電流）0.040Ａ×（ＤＣＲ）322Ω　＝　約12.9Ｖ

198Ｖ＋12.9Ｖ＝　およそ211Ｖ

これが、いわゆる【Ｂ電圧】で、これを求めないと設計できないという、
回路のキモです。

【初段】の設計

 
Ｂ電圧が求まりましたので、次は初段の設計です。

初段は、12AX7(6N2P-EV)を予定していましたが、後述するように6N3P-Eにへ変更します。

まずは、12AX7から。。。

【Ｂ電圧】211Ｖから数ボルト引いた200V近辺から、負荷抵抗150Kのロードラインを引いてみます。

　

プレート電圧142.5V、プレート電流0.4mA、バイアス-1.5Ｖ、
カソード抵抗3.6KΩ、負荷抵抗150ＫΩ、デカップリング抵抗22KΩ

ところで、入力容量が大きい2A3を出力インピーダンスの高い12AX7でドライブすると、ハイ落ち（ミラー効果）します。

計算すると、高域側ポールは、40.5KHz(-3dB)となるようです。

私のアンプ設計マニュアル 低域の設計・高域の設計

初段を、A2134アンプでも採用した6N3PEに変更すると、高域側ポールは、244KHz(-3dB)となり、高域側が６倍以上拡大します。

2A3シングル用　6N3PE 初段ロードライン　

プレート電圧126V、プレート電流2.5mA、バイアス-2.5Ｖ、
カソード抵抗1KΩ、負荷抵抗29KΩ、デカップリング抵抗3.9KΩ

ここで、負荷抵抗29KΩとなっていますが、これは誤植ではなく29KΩで間違いありません。

ていうか、この部分にはアーレンブラッドレー27KΩ2Wを採用する予定なのですが、このアーレンブラッドレー・カーボンコンポジション抵抗が経年変化で抵抗値が増加して29KΩ2Wとなっている為の実測値です。

オールド・ストック・ビンテージ抵抗あるあるです。。。（汗

なお、入力電圧を、1.75Ｖｐｅａｋ（＝1.24Ｖｒｍｓ）に想定していますので、かなり強引な設計です。

CDプレーヤーの2Vrms出力想定の電圧なので、携帯プレーヤー等をソースに使用する場合は、ライン昇圧トランスが必須になるでしょう。



【電源平滑部】の設計


これまでの設計から、

出力段　40mA×２　＝　80mA
初段　2.5mA×２　＝　5mA
270KΩのブリーダーとすれば、0.8mA

とすると、回路に流れる総電流は、合計85.8mAです。

電源トランス180V×1.3倍 =234V

電源トランス出力電圧234Vから、【Ｂ電圧】211Vを引いて、
回路の総電流85.8mAで割れば電源平滑部の抵抗値が求まります。

（234V-2113V）／0.0858Ａ　＝　273Ω

273Ω-97Ω =176Ω

　
よって、電源部の抵抗は、チョーク2H100mA(97Ω)と、180Ω～200Ω10Ｗ を一個使用します。

【回路のゲイン配分と最大出力】を最後に確認します。

これを実施しておかないとＮＦＢを掛けたら出力段バイアスをフルスイングできなくなった！という事が起こりがちです。
私自身、何度も経験しました。。。（汗


さて、初段の動作条件は、

プレート電圧126V、プレート電流2.5mA、バイアス-2.5Ｖ、
カソード抵抗1KΩ、負荷抵抗29KΩ、デカップリング抵抗3.9KΩ

初段を±1.75Vスイングさせると、基準のバイアス-2.5Vを中心にして、
ロードライン上の、バイアス-0.75Vから-4.25Vまでスイングします。


その時の、電圧の変化量は、

ゼロバイアス側　→　126V-82V＝44V
カットオフ側　　　→　157V-126V＝31V

特性曲線の右下のバイアスの間隔が詰まっているので、カットオフ側【31V側】は、どん詰まりになって、このように歪む訳です。（←二次歪みの発生）

シングル二段増幅は、初段と出力段の位相が逆になるので、
このどん詰まりの【31V側】は、出力段のゼロバイアス側をスイングする事になります。（←コレ重要）


出力段のバイアスは、－28Vですので、
28Vを31Vで、割ると、28÷31Ｖ＝0.903

まあなんと言いますか、アタマの中で仮に、ＮＦＢが掛かって初段のゲインが、0.903倍になった。とでも考えて下さい。
初段のゲインは変化しないのですけど、便宜上そう考えて下さい。。。（汗


それで、初段のゼロバイアス側【44V側】は、
44V×0.903＝39.7V

となり、

ＮＦＢがかかって、初段のゲインが、0.903倍されたと想像すると。。。

出力段のゼロバイアス側は、31V×0903＝28V
出力段のカットオフ側は、　44V×0.903＝39.7V

となって、初段をワザと歪ませると出力段のバイアスをカットオフ側に-39.7V。
つまり、11.7V分を余計に、オーバー・スイングしてくれる訳です。

2A3　出力段　ロードライン検討　

カットオフ側のバイアスは、28V＋39.7V＝67.7Ｖまで振り込むので、
およそバイアスを -67.7V までスイングさせたとすると。。。


ゼロバイアス側のプレート電圧変化量ΔＥｐは、

170V - 72V　＝　98Ｖ　です。

それに対して、カットオフ側のプレート電圧変化量ΔＥｐは、

通常時　→　255V - 170V ＝　85Ｖ
オーバースイング時　→　280V - 170V　＝　110Ｖ

オーパースイング時の最大出力は、

280V-72V=208V
208V÷2√2=73.5V
73.5^2÷3500Ω=1.55W

と、なって、出力段の歪みと出力が改善されて、
最大出力は、1.55Ｗ　となります。

なお、ゲインの0.903倍は、-0.9dBとなるので、

入力電圧1.75Ｖｐｅａｋ（＝1.24Ｖｒｍｓ）時、NFB=-0.9dBでフルパワー1.55Wのアンプになります。

以上が2A3アンプの設計になります。

これまでの事をまとめて回路図にすると。。。

6N3PE-2A3シングルアンプ　回路図

本日のブログは以上となります。

次回から、製作編になります。