6V6GT-12AX7-SRPP-2段直結-差動PPの製作

使用する部品の構成

【電源トランス】
 ノグチPMC-170M(9, 700円)
 Primary 100V , Secondary 350V-320V-290V-0-70V-290V-320V-350V

 Dc170mA / 6.3V-2.5V 3A / 6.3V-2.5V 3A / 6.3V-5V 3A / 5V 3A

【出力トランス】

ソフトンRX-30-8-プッシュプル用8KΩ/30W(9, 800円)
直流抵抗:1次P-P間: 128Ω
1次許容DC電流 210mA(2本分) アンバラ:5mA
1次インピーダンス 8KΩ、UL端子(50%)有り
2次インピーダンス 6Ω


PMF-12P-8k(4, 600円)
Primary 8kΩ(120mA 2本分)
Secondary 4Ω, 8Ω, 16Ω 最大出力 12W(50HZ)

【チョークトランス】

<左右独立電源の場合-2個必要>
ノグチ-PMC-115H(945円)
インダクタンス1H/最大電流150mA/DCR 27Ω


【全体の構成を考える】

 6V6GT、全段差動プッシュプルで直結回路とします。
 直結回路とするため、回路は、2段構成にします。このため初段の真空管は、増幅率の高いものでなければいけません。そのような真空管は、「内部抵抗が高くなり、高域特性が悪くなってしまう」ということなので、初段は、SRPP回路の差動型とします。実機でのレイアウトや経費を考え複合3極管にします。

 「Building My Very First Tube Amp講座」のHPにそって、利得を求め初段の真空管を決めていきます。
「電圧増幅双3極管比較表」のHPを参考にして、複合三極管で、増幅度が高い12AX7を検討してみます。

【総合利得の予想】
12AX7・6V6GTの2段構成で、十分な利得が得られるかどうか、このアンプの総合利得の見当をつけます。
2段直結-初段SRPPとしますので、出力段のグリッド電圧が、初段のカソード電圧の分だけ嵩上げされ、高い電圧が必要です。

動作条件は、Ep=300V、Ip=34mA、RL=8kΩp-p、バイアス=-22Vあたりで考えてみます。「出力トランスでの電力ロスを0.9くらい見込む」ということなので、

 1) 理想最大出力は、
    0.034A×0.034A×8000Ω×0.9÷2=4.2W

 2) 8Ω負荷における4.2W時の出力電圧
    √(4.2W×8Ω)=5.8V  <最大出力時の出力電圧>

 3) 6V6GTの入力感度は、
 22V÷1.414=15.6V(r.m.s.)

無帰還総合利得=最大出力時の出力電圧/最大出力時の初段入力
なので、

最大出力時の初段入力(入力感度÷初段利得)を求めます。
入力感度は、上の3)から、15.6V(r.m.s.)

初段利得は、

初段利得は、「手作りアンプの実験室―真空管アンプのゲイン解析」のHPによれば、
*「三極管 SRPP カソード取り出し」
*「カソード抵抗による電流帰還がない場合」のゲインは、
A = -μ1 * (Rp2 + μ2 * Rk) / { Rp1 + Rp2 + (μ2 + 1) * Rk }

ということなので、12AX7を検討してみます。
***真空管の特性は、「電圧増幅双3極管比較表」のHPを参考にしました。

【12AX7の場合】
μ=100 Rp=62.5
RL=170kΩとすると(大体のロードラインを引いてみる)
「私のアンプ設計マニュアル」のHPによれば、上側の球の負荷抵抗値は、

負荷抵抗値(RL) = 上側球のrp + ( 上側球のRk × 上側球のμ ) + 上側球のRk
 ということなので、RKは、

Rk = (RL − rp) ÷(μ+1)
となるので、

Rk=(170−62.5)÷(100+1)

Rk=1.06kΩ

上側球のRkは、1.06kΩ位になりますので、
A=100*(62.5+100*1.06)/{62.5+62.5+(100+1)*1.06}
ゲインA=72.6倍です。

 このアンプは初段も差動回路なので、
72.6÷2=36.3倍が初段利得と予測できます。

したがって、最大出力時の初段入力(入力感度÷初段利得)は、
上記3)から、


(入力感度)15.6V÷(初段利得)36.3=(最大出力時の初段入力)0.43
になります。

無帰還総合利得

上記2)から、
(最大出力時の出力電圧)5.8V÷(最大出力時の初段入力)0.43=13.5
なので、

およそ13.5倍の総合利得が得られる予想です。

 負帰還をどのくらいかけられるかを検討してみます。
 このアンプは、総合利得がおよそ13.5倍あると予想できるので、
 13.5倍=22.6dB〔20log(10)13.5をエクセルで計算〕
 「パワーアンプの増幅度は、10倍位が適当」ということなで、
 10倍=20dB〔20log(10)10をエクセルで計算〕
 22.6dB−20dB=2.6dB
 の余裕があります。製作後、実機での調整になりますが、2〜3dB程度の負帰還をかけることができそうです。

【電源部】
電源は、ダイオードを使い整流します。
ノグチ-PMC-170Mは、ブリッジ整流後で、350V×1.3=455Vが供給可能です。
 6V6GT、1本あたりのプレート電流を34mAとすると、4本の合計で136mA。このトランスは、Dc170mAあるので何とか大丈夫です。
 出力段のプレートに供給する電圧は、チョークトランスのノグチ-PMC-115Hは、直流抵抗が27Ωなので、電圧降下が、27Ω×68mA=1.84V。
出力トランスの直流抵抗が、1次P-P間で128Ωと推定されるので、電圧降下は64Ω×34mA=2.18V。
 電圧降下は、合計で1.84V+2.18V=4Vになりますので、455V−4V=451Vとなります。

【出力段】
出力管6V6GTプッシュプル、出力トランス8kを予定。
次のとおり、4kのロードラインを引いてみます。出力段のIpは34mAを想定しているので、バイアス0Vのラインが68mAと交差するように、ロードラインを引きます。300V、−22Vあたりが動作点です。


【初段】
 初段管12AX7、差動式SRPP直結回路で考えます。
 出力と初段上球のカソードが直結するので、出力段のカソード電圧は、初段上球のカソード電圧分が嵩上げされす。
 出力段プレートへの供給電圧が、実機で約450Vと予想されますので、出力管を300Vでどうさせるには、出力段カソード電圧が約155Vになります。これからバイアス分22Vを引いた、150V−22V=(約)128Vが、出力段グリッド電圧=初段上球カソード電圧になります。
 初段下球プレート電圧は、初段上球のカソード抵抗分だけ電圧降下しますが、初段のIpは少なく、また初段上球のカソード抵抗の値も小さいので、電圧降下は、2〜3V程度と思われます。
 初段下球プレート電圧が125Vとなるように、RL=170Kのロードラインを引きます。バイアスが、−0.7Vより浅くならないように考えると、バイアス−1.5Vあたりが適当です。
 動作点は、Ep=125V、バイアス-1.2V、Ip=0.5mAあたりです。


【回路図】
負帰還を2.5dBかけて、負帰還後の利得は、約10倍になります。

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