EL34シングルアンプ性能改善(設計編1)

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設計編1

終段をデュアルシングル構成から普通のシングル構成へ設計変更します。

設計変更方針

終段はEL34の普通のシングル構成としますが、その際に無理のない範囲で現状の出力を維持したいとおもいます。検討の中で、搭載している出力トランスRW-20はプッシュプル用としても使える事がわかり、いっその事プッシュプルへの改造も考えましたが、製作済みのプッシュプルアンプと比較して魅力となるポイントが見いだせなかった為、止めました。

終段ロードライン

現状の終段のバイアス電流は、真空管1本あたり37mAとしていました。設計変更にあたり70mAまで上げる事にしましたが、ロードラインは以下となります。

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このときの最大出力は以下となります。

3600 x (0.07 / SQR2)^2 = 8.9W

但し、ロードラインをみる限り電流をフルスイングする事はできない為、実際の最大出力は上記試算値よりもだいぶ小さくなります。尚、初段のロードラインは変更しません。

カットオフ周波数試算

設計変更後の終段入力部のカットオフ周波数を算出します。方法は前回の記事で現行アンプのカットオフ周波数を計算した方法と同じです。

■終段ゲイン

最初に終段入力部のミラー容量を算出するために終段のゲインを求めます。

μ x RL / (RL + rp) = 8.7 x 3.6k/(3.6k + 1.0k) = 6.8(16.7dB)

μ=8.7(EL343極管接続時の仕様より)

RL=3.6k

rp=1.0k(EL343極管接続時の仕様より)

■終段入力部容量

入力部の容量はCgkとミラー容量の和となるので、以下のとおりとなります。

Cgk + (1 + A) x Cgp = 1 + (1 + 6.8) x 14 = 110pF

Cgk=1pF(構想編1推定より)

Cgp=14pF(構想編1推定より)

A=6.8

■終段グリッドから見た前段の出力抵抗

初段のパラメータおよび終段のグリッド抵抗から以下のとおりとなります。

(rp || RL || rin) + rg = 47k + 1k = 48kΩ(||は並列接続を示す)

rp=80kΩ(12AX7仕様より)

RL=150KΩ

rin=490kΩ

rin=1kΩ(グリッド抵抗を1kΩに変更前提)

■終段入力部カットオフ周波数

終段入力部の特性を1次のLPFと考えると以下のとおりとなります。

1/(2 x π x C x R) = 1/(2 x π x 48k x 110p) = 30kHz

C=110pF

R=48kΩ

現状のカットオフ周波数約13kHzに対して設計変更により30kHzまで上げる事ができそうです。

回路設計

変更は終段の単純なシングル化とバイアス電流を37mAから70mAに上げる2点です。また上記試算でも採用した終段のゲート抵抗を2.7kΩから1.0kΩに変更します。これらを反映した修正回路図は以下のとおりです。

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この回路では、終段のカソードに接続された回路定数を見直して低域のカットオフ周波数も3.7Hzから1.9Hzに下げています。

1/(2 x π x C x R)

1/(2 x 3.14 x 100u x 430) = 3.7Hz(現行)

1/(2 x 3.14 x 470u x 180) = 1.9Hz(修正後)

この設計変更で必要な部品は180Ω(3W)2本と電解コンデンサ470uF/50V2個です。余った真空管ソケットは、予備の真空管の保存場所としたいとおもいます。

 

つづく(製作編1)