真空管アンプの駆動段 出力250Vppほしい

質問

プッシュプルのオーディオアンプの話です。
ある真空管を駆動するのに、250Vpp程度のオーディオ帯域の電圧が必要です。

今手元にある電源電圧は、Ebb400V-410V程度。前段出力は数10Vppまで出ます。調整できます。
6BX7でいっぱい電流を流して、トランス負荷、容量結合で増幅し、250Vppまでいったことはあります。これでも目的を達成することはでき、いちおうこれでも良いのですが、できれば抵抗負荷、容量結合でやりたいです。
タマをかえていくつかやってみたのですが、抵抗負荷・容量結合では、私がやれる範囲では150Vppくらいで出力電圧が飽和してしまって、うまく250Vまでたどり着きませんでした。

また、次段でカソードフォロワし、終段をダイレクトに駆動するので、この段はとにかく飽和せずに、いくらか増幅して250Vpp出せれば良く、電力はいりません。ただトランスは使いたくありません。

このような条件なのですが、お詳しい方、適切な回路をご紹介いただけませんでしょうか？
なお、電源電圧は最悪500V弱までは上げられます。A3000のドライブ段など、電圧を上げていけば問題なくいけるのだろうと思いますが、まずは400Vから。使う真空管は何でもOKです（真空管限定ですhi）。

宜しくお願いします。

回答No.6

adenak · ベストアンサー

ドライバー管の前段で数十ｖの出力が得られていることから、利得はさほど要らずに最大出力を重視し私は５６８７、１２ＢＨ７Ａ、６ＦＱ７等のμが低くてプレート損失が比較的大きく内部抵抗も低い部類に入る球が良いのではないかと思いまして回答しました。小型多極管の３結でも目的が達成出来る物も有りますし、６ＢＸ７等の出力管でも同様です。
ただ１２ＢＨ７Ａはバイアス０ｖの立ち上がりは良いのですがバイアスが深くなるにつれてＥＰ－ＩＰ曲線が詰っていますので５６８７、６ＦＱ７と比べると直線性は今一ということになります。逆に３極管シングルアンプなどでは１２ＢＨ７Ａの非直線性を利用し出力管の２次歪をキャンセルするようにした回路設計の物も有ります。（こういった物は出力管の個性が出にくいという話も有りますが）
多極管は特性図を見れば判るようにバイアスの深い方が線の間隔が浅い方よりも詰まり方が顕著ですし元々奇数次歪が多い為に２次歪の様にキャンセルすることは困難です。
又、質問者様の設計なされているアンプは３極管のプッシュプルという事ですので、出力段で２次歪はキャンセルされますので、歪の少ない信号を出力管に与えるべきで奇数次歪の多い多極管の場合は出力段で２次歪はキャンセルされても奇数次歪は残ってしまいますのでドライバー管は３極管又は多極管の３結が望ましいと私は考えております。では多極管で出力管をドライブしているのは無いのかというとクォード２２（多極管プッシュプルアンプ）とかＷＥ９１Ｂ型（３００Ａ（Ｂ）シングルアンプ）は５極管ドライブです。他にもあるかもしれませんが私の知識ではその程度です。いずれもＮＦＢを駆使して低歪に仕上げています。
限界はという疑問もおありの様ですが、球には最大定格というものが有りますのでそれを超えない範囲で設計するしか有りません。定格ギリギリでは球も短命、初期性能も短時間しか維持できない事になります。昔球は消耗品でしたので６ＢＱ５ｐｐで無理やり２０ｗも出していたものが有りましたが２~３ケ月で出力が半減したそうです。（有名なメーカー製でしたよ。）
無理な使い方をするとこうなるという良い例でしょう。７～８割で使うのが宜しいかと思います。
最近はシミュレーションソフトも有りますし設計も楽になったと思いますが私は特性図をエクセルに貼り付けて負荷線を引いてあれやこれやと動かして動作点を決めています。非常にアナログ（アナクロですかね）的ですがこれはこれで楽しいものです。
出力管はカソフォロ直結ですか。結構高い（低いかな）負電圧が必要になると思いますがその辺の対応もＯＫなんですね。それにしても出力管は何なんでしょう、興味が有ります。ドライブ電圧から相当バイアスの深い球と思います。古典管の様に思いますが・・・

お礼

詳細な解説をいただきありがとうございます。
私、色々とやっていたのですが、結局250V行かず、今回は、動作曲線を描いてみること、シミュレーションをやってみるというのが、まず一歩目と学びました。しかし、手でやる方法も本当にアナログチックで良いと思います。
また、(1)非直線性というのがあること、(2)終段との打ち消しでうまく設計すること、(3)終段が三極管なら偶数次で。。。　のように具体的に教えていただきました。これについて、打ち消しは単一正弦波なら確かに良いのかもしれませんが、正弦波が2つはいるとぐじゃぐじゃになるのではないかと直感的に感じました。
非線形ではない範囲で使うとすると使える範囲は極狭く、なかなか難しいですね。そういった、特性曲線の見方も教えていただいたように思います。

また、この手の質問を色々とさせていただくことがあろうかと思いますが、教えてください。

回答No.7

adenak

クォード２２は間違いでした。これはプリアンプですね。メインアンプはQUADIIでした。薄識をお詫びします。そういえばプリも５極管が使われていますね。

回答No.5

bogen555

> 6267で350V以上というのは、どのようなことを言うのでしょうか？
ロードラインを引いてみればわかります。

> (1)入力のプラス側は余りゼロギリギリまではいけないと思うのですが。
当然です。

> (2)動作点が、動作曲線の真ん中より随分右寄りになり、正弦波が上下非対称になると思うのですが、
> こういう状態が普通のAクラス増幅なのでしょうか？
出力は3極管ですよね。
ご存じのように3極管は2次歪みが多いんで、前段で逆極性の同程度の歪みを発生させて打ち消すのが定石です。
昔は、ロードラインによる作図と実験で決めていたんですが、今はシミュレータがあるんでものすごく楽です。
是非シミュレーションしてみて下さい。

お礼

ありがとうございます、本を買ってシミュレーションをやってみたいと思います。また教えてください。

回答No.4

bogen555

次段でカソードフォロワとゆうことは、次段の入力グリッド抵抗は470kくらいでエエンですよね。
6267だとロードラインから、動作点がVb=400V,Vp=220V,Vsg=100V,Vk=1.8VでRp=100kΩ,Rk=820Ωとすれば、350Vpp以上取れそうです。
注意すべき点は、SG電圧の100Vは安定化する必要があることです。
更に詰めたいならば、ここを参考にシミュレーションするか
http://ayumi.cava.jp/audio/index.html
この本買ってシミュレーションすることを薦めます。
http://www.amazon.co.jp/dp/4774138231
サイトを見ればわかるように、6267だけでなく音の良いWE310Aのデータがサイトにも本にも収録されています。

補足

次段入力はそのくらいですので、極端に低いRLである必要はなく、50Kとかでもよいと思っています。6267で350V以上というのは、どのようなことを言うのでしょうか？　(1)入力のプラス側は余りゼロギリギリまではいけないと思うのですが。(2)動作点が、動作曲線の真ん中より随分右寄りになり、正弦波が上下非対称になると思うのですが、こういう状態が普通のAクラス増幅なのでしょうか？　以上、教えていただけませんでしょうか？

回答No.3

adenak

再度の回答です。６ＢＸ７を使うのでしたら負荷抵抗８ｋオーム、バイアス－２０ｖ、プレート電圧２５０ｖの動作点で±２０ｖスイングで３２０ｖｐｐの出力が取れます（Ｂ電圧は４００ｖでもＯＫですが３２０Ｖより少し下がります。ですが２５０ｖはいけます。計算上ですけど）。６２６７の例では実効値で８７ｖ取れるようですがｐｐでも少し不足の様ですね又出力管のグリッド抵抗も３３０ｋオーム以上必要の様です。それに比べると多極出力管の三結、３極出力管、プレート損失の大きく内部抵抗の低い電圧増幅３極管（小出力の出力管にも使用できるようなものが良いです）で動作点をうまく選べば質問者様ご希望の出力は取れると思います。又、負荷抵抗も出力管のグリッド抵抗の１／１０以下に選べば負荷にパラに入ったとしてもほぼ無視出来ますので出力低下も極少ないです。

補足

動作曲線を見て勉強しました。大体どれでも250Vくらいはいきそうと感じました。
ご提案いただいているのは、12BH7とか6FQ7とかのことかと想像しています。曲線が立っている12BH7の方が使いやすいかなと感じました。40k負荷で300V近くまで行きそうと思っていますが、こういうとき、限界というのはどう判断するのでしょうか？　やってみれば分かりそうですが。。。　教えていただけると幸いです。

回答No.2

bogen555

別に3極管にはこだわらないんですよね。
だったら音の良さには定評のあるこれ使えば、（電源電圧-20V）まではしっかり振れるようです。
http://www.westernelectric.com/spec_sheets/310A.pdf
製作費の都合で安いのが良かったら、低ノイズの6267（欧州名：EF86、高信頼管：EF806）がよいかもしれません。
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/030/e/EF86.pdf
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/128/e/EF806S.pdf
ただし、CR結合データは無視して自分でロードラインを引いて定数設定をやる必要があります。

回答No.1

adenak

５６８７で負荷２０ｋΩ、プレート電圧２００ｖ、バイアス－１０ｖで±１０ｖ振ってやると６０ｖから３３０ｖまで変化しますので２７０ｖの出力が取れる事になりますが。特性図に負荷線を引いてご確認を。
間違っていたらごめんなさい。