研究室の音楽

仕事中は研究室で音楽を聴いています。

EL34シングルアンプ10:LTspiceの利用⑥

回路解析した結果もからも現在のところからこのEL34シングルの改造方針は
1.    入力が大きくなっても歪まないようにすること
2.    (クリッピングする前の)歪を少し軽減すること
になります。アウトプットトランスや電源トランス(電源)を変えない(あるいは整流回路をダイオードにしない、かつ、まず100Vで動かす)となると出力段を動かす余地はあまりないですので、前段を動かすことを考えます。このために6SL7のロードラインを見てみましょう。グリッド電圧は0.5Vずつ動かしています。

6SL7ロードライン

 


緑のラインがオリジナルのロードラインです(パラレル接続でのロードラインをLTspiceで書かせています)。動作点は150Vで1.4mAほどです。バイアスは1.6V程度です。このロードラインでは1.6p-pの入力が入ると約50Vずつ±に振れます。次にEL34のロードラインを載せます。グリッド電圧は5Vずつ動かしています

EL34ロードライン


青色が100Vでのロードラインでですが動作点は290V-50mA程度のところで20V強入力が動いてしまえば確実にクリップします。実は116Vの電源で動かしても青のラインが緑のラインになって動作点が325V-66mAになる程度で25Vも動けば同じことです。ここから考えられるのは6SL7はEL34の能力よりもオーバードライブになっているという状況です。初段の6SL7はハイμ管で増幅率が高すぎるきらいがあるということでしょうか。それならばロードラインをもっと立てて効率を悪くすればいいことになりそうです。また、歪を少し軽減するためにはバイアスを深めにして入力が-に振れたときの増幅率が下がる(歪が大きくなる)部分を使えばよいと考えられます。この方針で初段のプレート抵抗とカソード抵抗の値をLTspice上で動かして検討したところ、プレート抵抗39k(低いですね)、カソード抵抗4.7kという値を得ました。(ここらあたりの値はのちの5結も考慮した値になっています。)ロードラインは先ほどの図の赤線で動作点は240V-0. 8mA程度です。ずいぶん右下の部分でLTspiceで検討しなければこんなところを動作点に選ぶことはないのではと思うのですが、この値で1.6Vp-pの入力を与えた場合、6SL7のグリッド電圧0. 8V動くとEL34のグリッド電圧が大体20V強動くのが見て取れます。動作点が極端に思えるほど右に寄っているのはここの方が2次歪がでて全体としては打消しの効果が出るためと思え、それなりにリーゾナブルな動作点にも思えます。実際1.6Vp-pの入力を与えたとき、わずかにクリッピングがでて+側は+6.84V、-側は-6.34Vですから片側振幅の7.6%の歪です。この時のパワーは大体2. 7Wです。パワーが上がっているところで歪が改造前と同程度ですからまあ、うまくいっているものと思います。

このような歪の測定は出力が1Wとなるような入力を与えたときの全高調波歪を測定するものだそうです。そこで、そのような入力を与えてオリジナルと改良版の全高調波歪をLTspiceの.four 1kH V(Out)で測ってみました。今回の改造では0.634144%で諸先輩方の制作例から見ても少なくとも悪いという感じはしません。ちなみにオリジナルをただ3結にしたものの1W出力では2.998483%で完全に今回の改造版の方に分があります。ちなみに今回の改造で12kΩで帰還をかけると1Wを出す入力は0.48Vmax(0.96Vp-p) でTHDは0.450509%となります。