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高域の設計

 投稿者:n'Guin  投稿日:2020年 6月 3日(水)21時27分27秒
返信・引用
  ぺるけ師匠、みなさま、こんにちは。

先日は、カスコード回路の意味を教えていただき、ありがとうございました。
ぺるけ師匠の 71A ミニワッターと、先に提示した私の6G-A4全段差動について、高域の設計を確認してみました。

1) 71A、6G-A4 のデータシートおよびロードラインから、ミラー効果も含めて入力容量を計算する(http://www.op316.com/tubes/tips/b290.htm, 配線容量0.5pfとして)
 →  71A  29.2 pf,  6G-A4 65.9 pf
2) カスコード回路の出力インピータンスは、負荷抵抗と同じになると考える(http://www.op316.com/tubes/tips/b220.htm
 → 71Aミニワッター 47k,  6G-A4全段差動 15 k
3) 上記から、カットオフ周波数 fc = 159/C*R で計算する
 → 71A で 115.8 kHz,  6G-A4 160.8 kHz
4) ここで出力トランスの高域特性を考えると、71A の T1200 は、高域のカットオフは 20kHz 程度だが、6G-A4 の FX40-8 は 100kHz 程度であろう。
 → 71A ミニワッターは、スタガ比が5とれているので、安定したNFBが可能
   私が設計した 6G-A4 全段差動は、スタガ比が2もとれないので、
   安定したNFBをかけることはむずかしい。

対処法として、エミッタフォロアを追加(下図)してみました。
おおざっぱにいって、回路インピータンスが1/50 程度にはなるので、スタガ比はとれるだろうという予測ですが、いかがでしょうか。

また、こういう場合のエミッタフォロアの電流をどの程度にするのが常識なのかを知らないので、ご教示いただけたらうれしいです。 回路インピータンスからは0.5mA でも良さそうに思えましたが・・・

どうかよろしくお願いします。
 

ご苦労様です がんばれ

 投稿者:woolf367  投稿日:2020年 6月 1日(月)18時09分47秒
返信・引用
  私がオーディオをはじめた頃の秋葉の店員さんの態度には本当のいやになりました。機械音痴は人にあらず風に接されると2度と来るかと思いました。その後彼等も面倒なのかとか時間がないこととか無愛想であることも分かってきて彼らの気持ちが分かりましたが、初心者を育てるという感じではなかったですね。私もメーカーがそれなりの音質と値段を考慮した製品を売ってくれればいいのに、音はひどい、値段は高い、サービスは悪いということが分かるにつけ自作せねばならない羽目になりました。当ホームページを作っておられる方には本当に頭が下がります。昔の武術家であれば 眼服を味わいます。というのでしょうね。大変ですけれど、私のような熱意はあるけど知識の乏しい初心者のために頑張って下さい。わかりやすい説明に感謝、感謝!
 

Re: カスコードの利用法

 投稿者:n'Guin  投稿日:2020年 6月 1日(月)09時09分41秒
返信・引用 編集済
  ぺるけ師匠、みなさま、おはようございます。

ぺるけ師匠からさっそく返信をいただき、私の考え違いがよくわかりました。
きちんと My Tube Amp Manual を読み直します。

> カスコード回路が改善できるのは入力容量を減らすことです。
そもそも、ここを勘違いしていました。
全段差動ベーシック(2段)アンプでの高域での問題が生じるのは、
ゲインの高いドライブ段だという勘違いです。

> カスコード回路は、出力インピーダンスが高いんですよ。
こちらは、知りませんでした。

クロス中和についても、教えていただき、ありがとうございました。
ちょっと試しましたが、測定値上の改善にとどまる感じがしました。


> では、71Aシングルは何故音が良いのか。
> あれは71Aにしかできない芸です。
実は、これをみて、この回路を差動にすれば、うまい2段アンプができるのではと
思っていました。 6G-A4 全段差動アンプを下記のように考えていましたが、要修正ということのようです。 PH-185を手に入れてしまったので、これを改良する方向で考え直します。 ご教示ありがとうございました。

 

クロス中和は?

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2020年 6月 1日(月)06時26分39秒
返信・引用
  音はあまり良くなりませんでした。
積極的におすすめするものではないようです。
 

Re: カスコードの利用法

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2020年 6月 1日(月)06時21分44秒
返信・引用
  > No.27691[元記事へ]

n'Guin さんへのお返事です。

カスコード回路hは高周波特性が良いと言われていますが、その言葉を鵜呑みにしないで、 一体どんな理由で、何を改善できるのよく考えてください。

カスコード回路が改善できるのは入力容量を減らすことです。
2段構成の差動PPアンプの高域特性を悪くしている犯人は 、初段の出力インピーダンスが高いことと、出力段の入力容量が大きいことです。
出力段をカスコード回路にすれば入力容量を劇的に減らせますが、ものすごく高い電源電圧が必要になり、著しく電力効率が悪いアンプになります。
もう一つ重大な問題、カスコード回路は出力インピーダンスが5極管並にとても高いんです。
出力段での採用はいいことなし。

初段での採用は?
カスコード回路は、出力インピーダンスが高いんですよ。
だから逆効果。
それに、初段の入力インピーダンスだけ減らしてどうするんでしょう。

では、71Aシングルは何故音が良いのか。
あれは71Aにしかできない芸です。
 

カスコードの利用法

 投稿者:n'Guin  投稿日:2020年 5月31日(日)21時13分47秒
返信・引用 編集済
  みなさま、こんばんは。 万年初心者の n'Guin と申します。

http://www.op316.com/tubes/tips/b220.htm
カスコード回路ですが、ここに真空管とトランジスタの混用ではどうなのでしょうか。

例えば、上側をトランジスタにすると、全段差動ベーシックアンプ(2段アンプ)の制約のひとつである高域の周波数特性の改善が得られるのではないかと思ってしまいます。 ぺるけ師匠が解決策としてクロス中和の記事を出しているので、私の考えはいまひとつなのだろうと思うのですが。


逆に、下側をFETにするのはどうでしょうか。 6BM8 のような3極5極複合管で無理して三極管側を上側に使うことで、いろいろな制約を乗り越えられるようにも思います。 たぶん、師匠が記事にしていないということは、私の考えに大きな問題があるのだと予想していますが、それを教えていただければと思います。

よろしくお願いします。
 

Re: 6N6P全段差動PPミニワッター2012 Vesion2 各部の電圧

 投稿者:つな  投稿日:2020年 5月31日(日)19時59分3秒
返信・引用
  ぺるけさんへのお返事です。

パーツの交換無しで20~22Vの間におさまりました。
無事、音出しまですすみました。
見た目の可愛らしさとは裏腹の、何と言うか、すごく立派な音です。
ありがとうございました!
 

■部品頒布に関する業務連絡■

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2020年 5月31日(日)11時38分31秒
返信・引用 編集済
  ★メールを送ってから3週間以上経っても音沙汰がない時★

<添付ファイル名を変更せずに送信>
添付ファイルによる連絡をお願いしていますが、ファイル名に申し込み者ご本人のお名前を入れていただくことで識別しています。
しかし、時々添付ファイル名にお名前がなく、元のファイル名「あなたのお名前を入れて.txt」のまま添付して送信される方がいらっしゃいます。

<メールアドレスを間違えている>
申し込みのメールアドレスは「parts2019@op316.com」です。teddy@の方ではありません。

メール一つ開いて内容を確認するのも難儀する身です。
ご面倒でもよろしくお願いします。
 

Bluetoothのノイズ対策案

 投稿者:flip-flop  投稿日:2020年 5月28日(木)21時44分35秒
返信・引用 編集済
  ピピ音ですが、基板内に明らかに原因と思われる場所があります。(下の発言の3対策)

(発生メカニズム)
1、BTモジュールの電流が変動する
2、3.3Vのデカップリングが甘いと3.3V-Regの入力電流も変動する
 →ここのコンデンサを変えると3.3V-Regの入力電流変動が改善される
3、3.3V-Regの入力電流で9Vラインが変動する
4、9Vラインの変動がアナログ部のバイパスCに流入する
5、この電流のリターンがアナログ部のGNDに流れ、ピピ音が出る

この経路を絶つには、下流から行くと
5、アナログ部のGNDを強化する(下の図を参照:もともと細いのを太い線で補強する)
4、9Vラインからアナログ部のバイパスCへのパターンを切って数Ωの抵抗を入れる
3、3.3V-Regの入力側に新しくバイパスC追加し、9Vとは数Ωの抵抗で繋ぐ
2、3.3VのラインのバイパスCを強化する(すでにやられている通り)

根本的には3の対策が最も効果的ですが、4も効果大。一番手っ取り早いのは5の対策。
線の代わりにリレー下のGND切込み部を半田ブリッジで繋ぐのも一案。

ちょっと乱暴ですが、4対策で切ったパターンを9V-Regに繋がずに100Ω程度の抵抗で12V側に
繋ぐのも根本対策になります。(OPアンプの電圧が増えてDレンジ改善する)

【5/29追記】
さらに別案。アナログ部の9VパスコンでアナログGNDが振られますが、
信号的にアナログGは中点電圧のパスコン100uFのマイナス側で決まっています。
つまりOPアンプのCMRRが取れる条件なら、100uFのマイナス側を切り離して(裏の十字パタンを切る)
信号出力コネクタのGND点に線で繋ぐ。→これで上記の2~5対策はしなくてよい。

さらに、入力の8.2kΩを22kΩ以上に増やしてゲインを落とすなら、5532は入力+1Vで動くので
入力のDCカットは不要となり歪みの原因のセラミックCを削除できる。
これでNFBでの低域補償も不要となる。
 
 

Re: Bluetoothのノイズ

 投稿者:flip-flop  投稿日:2020年 5月28日(木)17時36分23秒
返信・引用 編集済
  > No.27686[元記事へ]

> 無改造の素のボード(確認のため出力のリレーだけはショートカット)でも試したところ、
> 目立つピピ音が鳴りました。昨年の7月に購入した物ですが、こちらはTAICONでもなく、
> Chongxなる正体不明のケミコンが付いていました。ぺるけさんが見たのはコレかな?ESRは0.3。
> 去年の10月に購入したものは、ニチコンが載っていました。が、これもピピ音が出ます。

無改造でCMRRが良いはずでもピピ音が鳴るのですね。原因はここじゃないのかな?
BT-chipの差動出力に出てないなら、原理的にはCMRRで抑え込めるはずなんですけどね。

仮想G側の24kを線引っ張り出して半固定20kΩBにして、これでピピ音が変化するかを確認すれば
GND電位変動の影響ではない事が確定できます。→消える点があれば儲けもの。

もし私がこのボードを入手したら、音声出力からの1μFと8.2kΩは真っ先に外して
COGの0.1uFx2個重ねと薄膜抵抗の100kΩに付け替えるでしょう。
(B特性セラミックの歪は個人的に許容範囲を超えている)


【追記】
ピピ音の発生源は3つ考えられます。

1、CSRA64215のアナログ出力に混入 →BT-chipの3番ピン:VDD_Audioを安定化必要
2、BTモジュール基板とのGND電位差 →OPアンプ受けのCMRRでキャンセル
3、OPアンプ受け後の出力に混入 →BT用電源とGND共通インピーダンスを切る

私の提案は、上記2が原因かを確認するためです。
BTモジュール基板のVBATT入力はレギュレータが入っていますから、この前の段階で
バイパスCを増強してもBT-chipの電圧変動には影響しないはず。

とすると、2または3が原因の可能性が濃厚。2が否定されれば3の対策に集中できます。
 

Re: Bluetoothのノイズ

 投稿者:やまぐち  投稿日:2020年 5月28日(木)12時21分29秒
返信・引用
  > No.27665[元記事へ]

flip-flopさんへのお返事です。

試していたのは定数を変更した後の状態です。定数は提示して頂いた回路図と異なりますが、+-の比が違うので、CMRRは少々悪化していると思います。
無改造の素のボード(確認のため出力のリレーだけはショートカット)でも試したところ、目立つピピ音が鳴りました。昨年の7月に購入した物ですが、こちらはTAICONでもなく、Chongxなる正体不明のケミコンが付いていました。ぺるけさんが見たのはコレかな?ESRは0.3。
去年の10月に購入したものは、ニチコンが載っていました。が、これもピピ音が出ます。

アナログ周りの定数検討とノイズ封じ検討は、新試作基板でやろうと思います。
 

Re: 6N6P全段差動PPミニワッター2012 Vesion2 各部の電圧

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2020年 5月28日(木)07時52分11秒
返信・引用 編集済
  > No.27683[元記事へ]

つなさんへのお返事です。

> ぺるけさん、ありがとうございます!
> 作業をすすめます!

31.7Vという値は、最終的に出力段のカソード電圧が21V前後になるように考えて 決めた値です。
そのまま作成して出力段のカソード電圧がどれくらいになるか、様子をみてください。
ちなみに、16Vでも25Vでも最大出力が若干低下するだけでアンプは動作しますから耳で聞いてもわからないです。

20~22Vの範囲なら十分です。
低いようだったら、電源のツェナーダイオードのうちの一つをもう少し電圧が高いものと交換します。
あるいは、ツェナーダイオードと直列にシリコンダイオードを1個ずつ割り込ませることで0.6V単位の微調整ができます。
 

Re: Bluetoothのノイズ

 投稿者:CPU.BACH  投稿日:2020年 5月27日(水)22時24分18秒
返信・引用
  > No.27664[元記事へ]

やまぐちさん、貴重な情報をありがとうございます。
これから組み込もうとしていたType 2に早速適用させていただきました。
元のコンデンサは、ESR 1.7Ωと高い値が計測されました。

> ぺるけさんへのお返事です。
>
> 〉そこについているのは確か聞いたこともないようなメーカーだったように記憶します。
>
> 日本では見たことのないこのケミコン(台湾のTAICONというメーカーでした)は、どうやら品質にかなりのバラツキがあります。別の基板のを測定したらESRは0.3、更に他の個体は2と。OSコンを測ったら12mΩでした。だいたいこんな時は私の測り方がおかしかったりするのが定番ですが、再度測り直して同じ結果でした。今回のボードが特にハズレだったようです。
 

Re: 6N6P全段差動PPミニワッター2012 Vesion2 各部の電圧

 投稿者:つな  投稿日:2020年 5月27日(水)21時00分21秒
返信・引用 編集済
  ぺるけさん、ありがとうございます!
作業をすすめます!
 

Re: 6N6P全段差動PPミニワッター2012 Vesion2 各部の電圧

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2020年 5月27日(水)20時45分34秒
返信・引用
  > No.27681[元記事へ]

つなさんへのお返事です。

電源部だけの動作で電圧が高くなるのは正常です。
記事にも書いたように思います。

初段電源電圧が低めなのは、ツェナーダイオードの電圧が低めだからで、辻褄は合っています。
このままでもアンプとして動作しますから、作業を進めてください。
電圧が低めなのは後で調整すればいいんです。
 

6N6P全段差動PPミニワッター2012 Vesion2 各部の電圧

 投稿者:つな  投稿日:2020年 5月27日(水)17時09分23秒
返信・引用
  初めまして。
ただいま6N6P全段差動2012V2を作成中です。
電源ユニット設置段階(アンプ部への接続はまだです)のチェックで、電圧が設計値よりも高かったり低かったりで悩み中です。
赤字が測定値です。
特に、設計値31.7Vのところがひくくなってる(30.10V)のが気になります。
抵抗値とか配線は一通りチェックしたのですが…
この先に進んで良いのかどうか判断できません。
よろしくお願いします。
 

Re: 差動増幅の独立定電流

 投稿者:無口なオヤジ  投稿日:2020年 5月26日(火)15時10分16秒
返信・引用 編集済
  【訂正】
カソードからアース側に電流が流れない→カソードからアース側に交流が流れない
 

Re: 差動増幅の独立定電流

 投稿者:無口なオヤジ  投稿日:2020年 5月26日(火)13時44分18秒
返信・引用
  ぺるけ様、VT様、麦パパ 様有難うございました!

〉「互いにシーソーのようにプレート電流が同量変化するのが差動増幅だ」という固定観念を捨てる

この言葉で胸の痞えが下りたような気がします。両グリッドにそれぞれ交流信号が入力され、その入
力の差分がカソードからアース側に電流が流れないにも関わらず、増幅されてOT2次側に現れること
自体、差動増幅がなされている証なのだと理解しました。
12B4Aの暴れ球が12本あるので物にすべく実験し視聴及びデータを取ってみます。ご厚意感謝します。

 

テスト

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2020年 5月26日(火)13時21分59秒
返信・引用 編集済
  視線入力によるリプライテスト中です。

リプライする書き込みを選択してコマンドを発行すると、掲示板が標準でつけてくる冗長な引用を削除し、入力画面を出し、書き終えたら投稿する作業を自動で行うプログラムを作っています。
 

直流動作と交流動作を真に理解するため切り離して考える

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2020年 5月26日(火)10時27分13秒
返信・引用 編集済
  差動回路の交流動作を真に理解するためには、互いにシーソーのようにプレート電流が同量変化するのが差動増幅だ」という固定観念を捨てる必要があります。何故ならばこの解説は、直流動作と交流動作がごっちゃになっているからです。
交流動作では、定電流回路すら存在しない、カソードとアース間は絶縁されていると考えます。なぜなら定電流回路は、交流にとっては絶縁体だからです。

この解説は、直流動作と交流動作を完全に切り離しているので、少しは理解に近づけるかもしれません。
http://www.op316.com/tubes/myamp/special1.htm

私は、直流動作と交流動作を完全に分けて考えるようになってから、アンプやオーディオ設計が大きく変わりました。


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なお、ALSという病気には安眠がありません。
深夜でも1.5~2時間おきに目が覚めて眠れなくなります。
だからとんでもない時刻の書き込みになります。
身体のどこが痒くても、手が動かないのでかくことができずに悲鳴を上げます。
夜は常に恐怖です。
朝までぐっすり眠りたい!
 

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