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超低ひずみ率のEL34PP
カスコード・パワー・アンプ
前回は, EL34のカソードを2
SD669Aで電流ドライブしたシン
グル・パワー・アンプ(第1図)荏
ご紹介しました. 15 6dBのオーバ
オールNFBをかけた状態での出
刀-6.6W (RL-8J】)において,
10 kHzのひずみ率が,
・第2調波ひずみ率-0.0039%
・第3調波ひずみ率-0.0012%
とシミュレーションされました.
真空管アンプとしては驚くべき低
ひずみですが, 2次ひずみをキャン
セルすればさらにひずみ率か減少す
るはずです.そこで今回は,プッシ
ュプル方式に改めたアンプをご紹介
します.
144
EL34 PPの回路図
はじめに第2図のアンプをシミュ
レーションしてみましょう. B電瀕
電圧, EL34のスクリーン・グリッ
ド電圧,カソード電流は第1図のア
ンプと同じで, A級PP動作です.
オーバオールの負帰還はかけてい
ません.下側のOPA 2604の非反転
入力端子に,ゲインニー1倍のバッ
ファで位相反転した入力信号を加え
ています.なお,このバッファ
LAPlはアナログ・ビヘイビア・モ
デルです.
(1)使用オペアンプ
前回はOPA604を用いました
が,今回は2個入りのOPA2604で-
す. OPA2604のデバイス・モデル
はバーブラウン社で作成された純正
マクロモデルOPA2604/BBと
OPA2604E/BBがあります.これ
らは下記のWebサイト,
httpLi//www.orcadpcb.com/
pspice/models.asp?bc - F
にあるburLbmlibというモデ
ル・ライブラリ・ファイルに含まれ
ています.このファイルは無条件で
ダウンロードできます.
OPA2604E/BBはオペアンプ
の内部雑音や入力容量も考慮した強
化モデルですが,回路規模が大きい
ため, 2個使うとSIMetrix評価版
の規摸制限を越えてしまいます.
今回は雑音特性をシミュレーショ
ンしないの?,標準モデルの
OPA 2604/BBを使います.
(2)出力トランス
1次インピーダンスが5knのタ
ンゴCRD-5を用いることにしま
X2-20S
110 loom
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」Fi C1
〈第1図〉
前号で紹介したカソード電流駆動の
EL34シングル・ア
ンフ世路
ラ ジオ技術
第1図の回路のさらにひずみ化を狙ったEL
PPアンプの回路図
す. CRD-5のメ
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特性を第3図に示します.ここでは,
CRD-5を第4図の等価回路( 1次側
換算モデル)のトランスでシミュレー
ションします.
第4図のトランスの周波数特性を
第5図に示します. 200 kHz以上で
メーカー発表の特性(第3回)とや
や違いがあります.
第2図の回路にトランスを配置す
るには,回路図ウインドウのメニュ
-から, [Place]-[Passives]-
[Ideal Transformer-]をクリッ
クします.トランスの属性は第6図
のように設定します.図の項目
[De斤ne Turns Ratio]における
Prim.2. See. 1, See.2は巻線を表
します(第7図).
詳細は, 2004年4月号p.
148-150を参照してください.
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周波赦(Hz)
〈第3図) CRDでの周波数,位相,インピーダンス特性
5k224547u547u172」_上里/L-
o+RS5R115pLIL2R2P �5k
Cl 儚L 」二
L3
100
〈第4図〉 CRDづ出力トランスの等価醜
MAR 2005
(3) EL34のSG端子に接続す
るチョーク・コイル
EL34のスクリーン・グリッドは
交流的にカソードに短絡する必要が
あるので,チョーク・コイルTX2
でB電源から交流的に絶縁します.
ここでは中点タップつきコイルを用
いました.なお,シミュレーション
には,理想トランスを用います.
すなわち,回路図ウインドウのメ
ニューから[Place]-[Passives]
- [Ideal Transformer-]をクリ
ックし,現われたダイアログボック
スを第8図のように編集します.
ニ講 #S。。。ndari。S (2次巻線の個数)を
0にセットすると,チョーク・コイ
ルになります.インタクタンスは10
Hとします. EL34の両SG間の負
荷イシダクタンスは4倍の40Hに
なります.
特性のシミュレーション
(1)周波数特性
第2回のアンプのAC解析結果
を第9図に示します. I kHzのゲイ
ンは37.4 dBです.オーバオールの
145
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〈第14図)第13図実用回路のフーリエ解析綜栗
(-110dBc)にすぎません.
(3)出力インピーダンス
第2図と第3図のアンプの出力段
は2SD669AとEL34のカスコ
ード接続になっているので,出力イ
ンピーダンスが趣めて高くなってい
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〈第15図〉第13図の実用回路の出力インピーダンス特性
に示します.これは1次および2次
の負荷抵抗を開放したときの出力ト
ランスのインピーダンス常陸そのも
のです.数100Hz以下においてイ
ンピーダンスが周波数に比例するの
は, 1次イングクタンスに起因しま
ます.第13図のアンプの出力イン す.
ピーダンス対周波数特性を第15図 また,数kHz以上における出力
インピーダンスの低下は,巻線容量
に起因します. 700 Hz付近のピー
クは1次インタクタンスと1次巻線
容量の並列共振です.鋭い共振峰は
巻線抵抗が小さいことを表します.
300kHz以上で出力インピーダン
スカ浅動口するのは,リーケージ・イ
ンタクタンスに起因します.
なお, 700 Hz付近の共振峰はス
ピーカを接続すれば消失します.第
2図と第13図のアンプは理想的な
電流駆動アンプになっています.
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ノEL34
148
(第16図)
さらに低ひず
みを狙ってオ-パオール
8 NFBと同相軋 NFBをかけ
た回路
LdB
ラ ジオ技術
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(第17図)第16図の回路の周波数特性
オーバオールの負帰還と同
相負帰還をかける
第2図と第13図のアンプは,ス
ピーカを接続したとき,スピーカの
インピーダンス特性と相似の周波数
特性になります. 「投的にスピーカ
のインピーダンスはオーディオ帯域
において大きく変動するので,音正
対周波数常陸が大きく乱れます.
この間題を回避するにはオーバオ
ールの電圧負帰還をかける必要があ
ります.第16図のアンプは,下側の
オペアンプの非反転入力端子にオー
バオールの負帰還を戻しています.
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〈第18図〉第16図の回路フーリエ解析結果
そうすると,大きな同相入力電圧が
発生し, ACバランスが完全に崩れ
てしまいます.
そこで,第16図のアンプは同相
負帰還を併用しています.すなわち
QlとQ2のエミッタ電圧をR12と
R2。で分圧して同相信号電圧を検出
し,ゲイン-50倍の理想アンプで増
幅し, R21とR22で両オペアンプの反
転入力端子にフィードバックしてい
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MAR 2005
〈第19図)
第16図の回路の出力
インピーダンス特性
ます.理想アンプの入力端子
~GND間に挿入したC1-1nFは
同相負帰還を安定にかけるための位
相補償容量です.
(1)周波数特性
第16図のアンプの周波数特性を
第17図に示します.低域は10Hz
までフラットです.
(2)ひずみ率特性
第16図のアンプのフーリエ解析
結果を第18図に示します.
基本波成分(10kHz) : 16.07V
3次調波成分(30kHz) :258
〟V
となっています.すなわち,
3次調波ひずみ率-0. 0016%
です. 2次調波ひずみ率は0.001%
を切っています.
(3)出力インピーダンス
第16図のアンプの出力インピー
ダンス対周波数特性を第19図に示
します. 20 Hz-20kHzの範囲で
約0.850です.
149
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>\(-雷×ヒ…」一oals