Valvole Rosso バルボーレロッソ

引き続き、６Ｒ－ＨＨ２－ＰＣＬ８６シングル真空管アンプの設計です。

今回は、回路のゲイン配分と最大出力を確認します。

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８３Ｖ、プレート電流２ｍＡ、バイアス－２Ｖ、
カソード抵抗１ＫΩ、負荷抵抗２７ＫΩ、デカップリング抵抗１２ＫΩ

でしたので、とりあえず、グラフが読みやすいように、
初段を±１Ｖスイングさせると、基準のバイアス－２Ｖを中心にして、
ロードライン上の、バイアス－１から－３Ｖ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　→　８３Ｖ－６２Ｖ＝２１Ｖ
カットオフ側　　　→　１００Ｖ－８３Ｖ＝１７Ｖ

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【１７Ｖ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【１７Ｖ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、－５Ｖですので、
５Ｖを１７Ｖで、割ると、５÷１７Ｖ＝０．２９４

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、０．２９４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【２１Ｖ側】は、
２１Ｖ×０．２９４＝６．１７Ｖ

となり、

ＮＦＢがかかって、初段のゲインが、０．２９４倍されたと想像すると。。。

出力段のゼロバイアス側は、１７Ｖ×０．２９４　＝　５Ｖ
出力段のカットオフ側は、　　２１Ｖ×０．２９４　＝　６．１７Ｖ

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－６．１７Ｖ。
つまり、１．１７Ｖ分を余計に、オーバー・スイングしてくれる訳です。

カットオフ側のバイアスは、５Ｖ＋６．１７Ｖ＝１１．１７Ｖまで振り込むので、
およそバイアスを－１１．２Ｖ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、

１５５Ｖ－７４Ｖ　＝　８１Ｖ　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　→　２２１Ｖ－１５５Ｖ　＝　６６Ｖ
オーバースイング時　→　２３２Ｖ－１５５Ｖ　＝　７７Ｖ

判りやすくする為に、それぞれの比を取ってみると、

通常時　→　８１Ｖ ： ６６Ｖ　＝　１．２３ ： 1
オーバースイング時　→　８１Ｖ ： ７７Ｖ　＝　１．０５ ： 1



プレート電圧変化量ΔＥｐの比率は、交流波形の上下の振幅の比率ですから、すなわち二次歪みです。

１．２３ ： 1　→　１．０５ ： 1　に改善された。という事になります。

１．０５ ： 1ですから、歪みが５％になった！というイメージでしょうか？



また、通常の最大出力は、

221V-74V=147V
147V÷2√2=52.0V
52.0^2÷7000Ω=0.39W
計算上の出力は、０．３９Ｗ　ですけど、


オーパースイング時の最大出力は、

232V-74V=158V
158V÷2√2=55.9V
55.9^2÷7000Ω=0.45W

と、なって、出力段の歪みと出力が改善されて、
最大出力は、０．４５Ｗ　となります。


これが、いわゆる
“　シングル二段増幅における二次歪みの打ち消しテクニック　”
です。

打ち消すと言うよりも、遊び電流を活用して設計動作点を超えて、オーバー・スイングさせる（振り込ませる）イメージが近い。と思うのですけど。。。



最初に仮定した初段入力電圧の、±１Ｖは、ピーク値ですから、

１Ｖ÷√２＝０．７１Ｖｒｍｓ（実効値）

０．２９４倍のＮＦＢは、おおよそ－１０．６ｄＢですので、

入力０．７１Ｖｒｍｓ、ＮＦＢ－１０．６ｄＢで、
フルパワー０．４５Ｗというアンプになるでしょうか？

実際には、ＮＦＢを－１０ｄＢも掛けません。
あまり掛けすぎると、高域補正や、厳密な時定数の検討（スタガリング）が必要になりますので、実際には－６ｄＢ前後にする予定です。

あくまで、ＮＦＢを掛けても出力段バイアスがフルスイングできるという事を確認する訳です。



アンプ設計のゲイン配分と最大出力の検討は、こんな感じです。。。（汗

非常に簡単な説明で恐縮ですが、ご理解頂けたでしょうか？？？



次回は、これまで設計した内容で回路図を書きます。

（次回につづく）