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RE:FET式平衡型差動プリアンプVersion2で10KAのボリュームを使いたいのですが

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月13日(木)01時13分40秒
編集済
  以下の課題があります。

(1)ボリュームを左右2個にすると操作性がものすごく悪いです。まず、左右が正確に合っているのかどうかは耳ではわかりませんし、ボリュームカーブのばらつきがあるためツマミの角度で揃えてもあてになりません。そして音量をちょっと変えるたびに調整しなければなりませんが判定する基準がありません。というわけで常にイライラします。

(2)このプリアンプは「入力インピーダンスの値」~「入力部のアッテネータの減衰率」~「アンプ自体の利得」これらが互いに密接に関連していて、一つを変えたら残りの二つが変わるという面倒な回路です。
ボリュームの抵抗値を50kΩから10kΩに変えると全体に影響し、ひとことで言うと総合利得が下がって音量が小さくなり、入力インピーダンスも若干低下します。
音量を上げようとしてアッテネータの抵抗値をいじると入力インピーダンスがさらに下がります。また、アッテネータの抵抗値を変えるとアンプ自体の利得も変わってしまうので、利得が変わることを視野に入れつつアッテネータの抵抗値を見直すことになり、そうすると入力インピーダンスが変化し・・・というわけで面倒なのです。
利得バランスをいい感じでまとめたとして、おそらく入力インピーダンスはかなり下がりますので、ソースに接続できる機材はその制約を受けることになります。

(3)少々強引ですが、アッテネータの入力側の24kΩを18kΩに変更し、アースにつながった側の24kΩを削除した簡易アッテネータにすれば、音量的にはほぼ同等になり、入力インピーダンスの低下も最小限にできると思います(布団の中での暗算なので大雑把な値ですが)。
但し、ボリューム自体の抵抗値が正確に10kΩであるという前提でして、ボリュームの抵抗値は10%~15%くらいばらつくのが普通で、簡易型ではそのばらつきが利得バランスに直接影響します。この方法をやるには、ボリュームの4つのユニットの抵抗値を実測し、それを考慮して18kΩの微調整が必要になります。

私が言っていることがおわかりであれば、そのような方法で工夫してください。意味がよくわからないのであれば、これ以上詳しい説明は無理ですので50kΩを使ってください。
 

わたしも

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月12日(水)23時42分7秒
  全段差動アンプを設計し始めてやっと信号を電圧で認識できるようになりました。
出力ワット数の話は最初は誰でもそう思いがちですよね。昔同じような質問を別の場所でしたものです。

話は変わりますが、下の猫さんの10KAのボリュームの件ですが、たぶん音量変化が急激になるだけで、使用は問題ないのではないかと思います。ただ現実問題として微妙な調節はしにくくなると思うので、使い勝手は悪くなるんじゃないかと思います。
 

ところが

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月12日(水)23時11分33秒
編集済
  オーディオ機器間の信号レベルの理解は案外難しいことなんです。

出力が100Wのアンプがあるとして、「音が出ている時はいつも100W」だと思っている人もいます。
そう考えてしまうと、出力が100Wのアンプに許容入力が30Wのスピーカーをつないだら壊れるのではないか、という疑問が出てくるわけです。
逆に、出力が5Wのアンプに許容入力が100Wのスピーカーをつないだら何か不具合が出るのではないかと思う人も多いです。
この種のQAは、ネット上を検索するとうじゃうじゃ見つかりますね。

標準的なCDプレーヤの信号出力は2Vと書きましたが、こういう数字を聞くと「常に2Vが出ている」と考えてしまう人がかなりいます。
全体を平均すると0.1Vくらい信号レベルになる音楽ソースがあるとして、最大音量の時で0.5V~2Vくらい、音楽が静かなところでは0.001V~0.01Vくらい・・・という風な認識ができている人は決して多くないんです。
この認識ができていない人にデジタルフォーマットの0dBFSの解説をしてもチンプンカンプンなんですが、この記事にはいきなり0dBFSが飛び出しています。
http://www.op316.com/tubes/lpcd/aki-dac.htm


 

なるほど

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月12日(水)22時37分52秒
  そりゃそうだ、と目から鱗です。
そもそもフルテン運用で余裕を持たせる必要がないですよね。
しょうもない質問をしてしまい申し訳ありませんでした。
ありがとうございました。
 

0.081Vを越えた場合はどうなるのか

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月12日(水)22時28分58秒
編集済
  普通のCDプレーヤは大きな音の時に2Vくらいが出ますから、その出力をじかにこのアンプにつないだら、ボリュームMAX状態ですから最大出力をはるかに超えるので激しく歪みます。CDプレーヤの出力をじかにパワーアンプにつなぐ人はいないと思いませんか?あるいは、ボリュームを最初から最期までMAXにしっぱなにしする人はいないでしょう?
ソース側の信号レベルがどうであろうと、アンプに入力される信号が適切な大きさになるようにするためにボリュームというものをつけるわけです。

普通のA型のボリューム(たとえばRK27)の場合、12時ポジションで0.14倍くらいに減衰しますので、2V入力の時でボリュームによって0.07Vに減衰されます。これだと音は相当に大きいですが歪みませんね。しかし、ボリュームを2時くらいまで上げると歪み出すでしょう。


 

RE:

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月12日(水)22時13分26秒
  はい、その理屈はよくわかります。
ただ、実際のところは入力ソースの違いによって信号電圧は違うはずです。今回の疑問は言い換えれば0.081Vを越えた場合はどうなるのかということかと思うのですが、どうなるのでしょうか?
 

RE:増幅の初歩的疑問が生まれました

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月12日(水)21時53分12秒
編集済
  まさに初歩的な疑問ですね。
下の絵で説明します。
各段の利得が概算です。

このアンプが8Ω負荷で8W出せるとします。
8Ωで8Wということは信号電圧は8V、出力トランスの巻き線比は32:1ですから、1次側は256Vです。但し、現実にはロスがあるので270V以上ですが。
EL34のグリッド→プレートの電圧利得が7倍だとすると両グリッド入力は36.6Vです。
6DJ8の利得が28倍だとすると、6DJ8の両グリッド入力は1.3Vです。16V(±8V)ではありません。そんな入力が入るわけがないですね。
2SK30Aの利得が16倍ならば、2SK30Aの入力は0.081Vです。
0.081Vの入力の時に8V/8Wが出てきます。

このアンプに負帰還がかかっていなければこうなります。

 

増幅の初歩的疑問が生まれました

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月12日(水)14時44分24秒
編集済
  こんにちは。
2台目の全段差動アンプの製作を考えていて、2SK30A-6922(6DJ8互換)-EL34の3段構成にしようと思っています。今回は外観も工夫してアンティークラジオ的な外観のアンプにしたいなと考えています。

さて、2台目の設計に当たってふと初歩的な疑問がわきました。入力と出力に関わる増幅の考え方です。

どういうことかというと、たとえばまず±0.5Vの信号を入力するとして、2SK30Aのホームページの標準的な定数の16倍増幅とすると±8Vの信号がでてきますよね?
それがドライバ段に入るわけですが、このときたとえば-5Vバイアス程度の差動回路にした場合、信号によってプラス領域まで大きく振れて破綻しないのですか?
かといって-9Vバイアス程度だと場合によって深すぎますし、どのように考えればいいのでしょうか?
同じことが今度は出力段にも言えます。

こんがらがってきました。
 

FET式平衡型差動プリアンプVersion2で10KAのボリュームを使いたいのですが

 投稿者:  投稿日:2017年 7月12日(水)13時08分8秒
  こんにちは

FET式・・・平衡型差動プリアンプ Version2
http://www.op316.com/tubes/balanced/balprefet-v2.htm
を作ってみようと思うのですが、
手持ちのボリュームに50KAの4連は無くて10KAの2連が数個あるのでそれを使いたいのです。
2個の10Kで左右独立にボリュームを変化させて音量バランス機能を兼ねるとしても、抵抗値が違うのでそのまま50Kを10Kに置き換えると問題ありますよね?
もし幾つかの固定抵抗の値を変更する程度で改造が出来るなら10KA版を作りたいのですが、お手数をおかけして申し訳ないですが、アドバイスを頂けると嬉しいです。
 

熱設計

 投稿者:ミタ  投稿日:2017年 7月 9日(日)06時52分3秒
  損失、熱の話が出たので一言。

私はこの熱が大嫌いで、真空管ギターアンプにファンを付けて使っています。自然空冷管を強制空冷(半強制)するのはよろしくないと聞いたこともあるのですが、おかまいなしです。
木製キャビネットって熱対策など全く考えてないようでかなり高温になりますから、電子部品を冷やして何が悪い的考えからです。当ホームページにも「電子部品はすべからく熱が嫌い」とありますし。

ということでトランジスターミニワッターPart5の製作を考えているのですが、冷やしすぎは禁物とのことで躊躇しているところです。
 

なるほどわかりました

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月 9日(日)00時44分3秒
  さまざまな要因を考えなければならないのですね。
損失で考える、肝に銘じておきます。
ありがとうございました。
 

RE:やっぱり弱いですか

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月 8日(土)23時24分40秒
編集済
  真空管の劣化の原因は基本的に熱(温度)ですから電圧は副次的な要素です。
もっと言うと、重要なのはガラス壁の温度です。
ガラスは熱に強いタイプのものでも200℃あたりからガスを放出するようになるため真空度が落ちてくるのが大きな劣化原因です。
もうひとつは、高温になったプレートやスクリーングリッドのせいで球の内部が異常に高温になり、特にグリッドが高温になるとグリッド電流が流れてバイアスが浅くなって暴走するなどいろいろとまずいことが起きます。
スクリーングリッドが局部的に高温になることもあり、そうなると中でグリッドの一点が明るく光り、スパークが生じます。

電圧よりも損失(W)を優先して判断するようにしてください。

EL34は高圧に耐えますがプレート損失は25Wが限界です。
私は20Wどまりで使っています。
 

やっぱり弱いですか

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月 8日(土)22時07分47秒
  今の差動PPアンプがプレート電圧330V、一時負荷5kΩppですので、もうほとんど限界点でしょうか。
1番ピンはアースしてありますし、ヒーター容量は大きな余裕をもって特注していましたので、EL34が手に入ったら聴き比べてみたいです。

ちなみにEL34は6L6GCよりも多少丈夫だった記憶があるのですが、こちらの限界電圧はどの程度なのでしょう?
 

6L6とEL34

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月 8日(土)20時36分32秒
編集済
  6L6で設定した差動PPアンプは極端な話いきなり差し替えることができます。注意点は、ヒーター電流が6L6は0.9A、EL34は1.5Aであること、1番ピンは必ずアースにつないでおくことです。きちんとEL34用に最適化する場合は、プレート電圧に対してプレート電流を多めにします。

6L6はスクリーングリッドが弱く、GBだろうがGCだろうが電極構造や大きさは元祖6L6(3結:275V/19W)と何も変わっていませんので、GCの最大定格(450V/30W)は流石に無茶な気がします。
最も無理をさせたAB級の動作条件の場合でみると、450Vの高圧をかけたとしてもプレート電流は少なめに設定して無信号時のプレート損失は26Wどまり、そしてA級ではたったの19Wです。
差動PPでは、300Vくらいがいいところだと思います。

 

なるほど

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月 8日(土)16時03分30秒
編集済
  結局のところ、自分の耳が満足するかどうかなのでしょうかね。
時間とふところ事情に余裕ができたら、同じ構成でギリギリまで出力を確保したアンプを作ってみたいところです。

高出力で線が太いとなるとやはりEL34あたりになるのでしょうか?自作した&L&GCの全段差動PPアンプが私の人生初の真空管アンプ体験なので、比較対象がないので聴き比べてみたいものです。
 

音がどうなるかは

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月 8日(土)10時21分10秒
編集済
  わかりにくいです。
直線性の違いは歪率特性としてグラフにはっきり出ます。
ロードラインを寝かすと最大出力は増しますが、小出力から大出力まで歪率は全体に増加します。
ロードラインを立てると最大出力は減りますが中小出力時の歪率は下がります。
しかし音としての違いははっきりしないのです。

その程度の出力アップは耳では認識できないので歪を優先する、その程度の歪率の増加はよくわからないので出力アップを優先する、あまり気にしない、どれを選ぶか。

それよりも出力管の個性の方がはるかに大きいです。
6L6系はきれいに鳴りますが、どこか線が細いところがあり、芯のある中低域が苦手です。
ロードラインの取り方やプレート電流・電圧の増減では球の個性を変えることはできません。

さきに、低域のことを書きましたが、それは一次インダクタンスが低くならざるを得ないシングルアンプでは顕著ですが、プッシュプルアンプでは影響が出る周波数が非常に低いのでわかりにくいです。
 

質問ついでにもうひとつ

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月 8日(土)03時02分4秒
  差動PPでロードラインを寝かせると広い領域を使えるようになり効率よく、かつ出力も上がると思うのですが、バイアスが深くなるにつれて直線性が悪くなるのが一般的だと思います。
今回の回答からすると、極端な話6L6GCでは基点の電源電圧は最大450Vで良いわけで、そこからバイアスの深いほうへ振れるととてつもない非直線性になると思います。
差動PPなのでもう一方の球が補ってくれるとは思うのですが、音への影響はどの程度あるのでしょう?
 

補足

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月 8日(土)02時43分10秒
編集済
  シングルアンプでは、負荷インピーダンスを高くすればより大出力が得られますが、そうすることのデメリットもあります。
低域では出力の増加が得られないため、かえって低域特性が劣ったアンプになるという問題です。
もうひとつ、負荷インピーダンスを高くしてもダンピングファクタは計算どおりに高くならない、ということもあまり知られていません。
負荷インピーダンスを高くして最大出力を稼ぐことの効果が意味を持つのはめち中域

 

真空管の最大プレート電圧

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 7月 8日(土)02時21分46秒
編集済
  継続してかけられる直流電圧と考えます。
瞬間的にかけられる尖頭値は別扱いです。
オーディオアンプでは、ロードラインを見ればわかるとおり、尖頭値は直流電圧の二倍を超えることはありませんから、それくらいまではかかってもよいという暗黙の了解があるということです。そのためか、オーディオ球の場合は、真空管マニュアルには尖頭値の記載がありません。
テレビ回路ではもっと高い尖頭電圧がかかるので、テレビ球の場合は1000Vとか1500Vとか明記されています。
 

3結出力管のプレート定格について

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 7月 8日(土)00時00分26秒
  いつもお世話になっております。
ぺるけ氏のHPで勉強したところによると、真空管のプレート定格は意外と保守的で少しくらいオーバーしても問題ないと認識しています。

そこで疑問なのですが、出力段のロードラインを引くときに、インピーダンスが高いほうがより出力を得やすいわけですが、電源電圧を高くとっている場合にバイアス(信号)が深くなると定格を越える瞬間が出ますよね?これっていったいどの程度まで許容されるのでしょうか?

3結の定格が450Vの6L6GCを例にすると、添付した図のように450Vから5kΩppのロードラインを引くと赤色の線になります。とりあえず300V60mAのところを基点とすると、出力は約9Wです。この電源で出力トランスを8kΩppに変更すると、出力役14Wで青色ロードラインになるわけですが、当然ロードラインの終点は余裕で450Vを超えていきます。仮にこのような条件で音を鳴らし続けたら、常に定格を超えるわけではないにせよ、いずれは真空管が死にますよね?

このへんの塩梅が気になった次第です。
 

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