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スレッド一覧

  1. ニャさんのオーディオ掲示板(0)
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ステレオ300Bシングルアンプ (11)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年10月17日(日)15時30分8秒
返信・引用
  続いてSPICEを使ってインディシャル応答の計算を行ったので掲示して置く。

OPTモデルをOpAmpによるアクティブフィルタ等で等価回路を作ったので用いたOpAmpの性能で
制限される処が発生したりして修正に梃子摺って時間を取られたが取り敢えず性能の確認を
する事が出来た。

負荷にはRL=∞Ωと表示しているがキャパシタには220Ωの抵抗がパラに接続されている状態
で計算をしたので影響を検討したが一応問題無い範囲で有ったので抵抗は無負荷と見做した。
 
 

RE:流石

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年10月16日(土)04時40分7秒
返信・引用 編集済
  ポール牧様

お早う御座います。
お久しぶりですね。
相変わらずローテク真空管アンプをボチボチと弄っています。
最近は段々と体力の衰えを感じるこの頃です。
お互いにコロナに負けない様、気持ちだけでも元気にやりましょう。
 

流石

 投稿者:ポール牧  投稿日:2021年10月15日(金)19時35分24秒
返信・引用
   ニャさん、こんにちは、

 >此れを見る限り普通に動作しそうである。ボード線図を見ればOPTの特性でアンプの素性が決
定される様で負帰還量がNFB=12dB位で有れば出力負荷抵抗がRL=8Ωの時は殆ど周辺回路の影
響は受けなさそうである。

 流石にニャさんです。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (10)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年10月15日(金)08時15分36秒
返信・引用
  引き続き、出力段、OPTを含めた全体のボード線図をシミュレーションして見た。出力段は
DA30のSPICEデバイスが無いのでWE300Bで代用して見た。特性的にはよく似た出力管である
ので、概略の特性は類推出来ると考えている。

初段はA=34dBの広帯域アンプとして設計して、作業の効率化の為、以前作った300Bシングル
アンプのシミュレーションデータを流用して初段回路と合体してドライブ段とカソードフォ
ロア段は6FQ7を使って実現した。

此れを見る限り普通に動作しそうである。ボード線図を見ればOPTの特性でアンプの素性が決
定される様で負帰還量がNFB=12dB位で有れば出力負荷抵抗がRL=8Ωの時は殆ど周辺回路の影
響は受けなさそうである。

今後、容量負荷等に対するインディシャル応答等も検討して行きたい。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (9)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年10月14日(木)12時22分55秒
返信・引用 編集済
  試しにOPTにドミナントポールを作れる様に初段回路を設計して見た。
既存のシャシーを使う関係で初段がDCアンプ構成でドライブ段、カソードフォロ段は真空管
を採用する心算である。
新規にシャシーを作るので有れば電圧増幅回路を半導体DCアンプでやるのも面白いと思う。

2種類考案して、一つはディスクリート半導体回路である。もう一つは超高速OpAmpによる物
である。SPICEでシュミレーションして見た処、略同じ様な結果が得られた。

回路図は検討途中で有るので掲載していないが、回路が判る人で有れば当掲示板の古いページ
を見て貰えれば大体の想像は付くと思うので興味のある方はそちらを見て貰いたい。

取り敢えず周波数特性としてボード線図の計算結果を掲示して置きたい。
トータルNFBを12dB内外掛けるとすると、初段の増幅利得は34dB内外あれば良い事にな
る。初段の高域周波数のカットオフ周波数は凡そFc≒1MHzになりOPTのカットオフ周波数の
10倍位高く出来る事が判る。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (8)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年10月13日(水)04時30分57秒
返信・引用 編集済
  初段をOPA637でやる事を考えたが、改造前のアンプの構成は3段アンプでOPTの1次2次極性が
反転している事を思い出した。ドライブ段とカソードフォロア段はシャシーの既存の球穴を
塞ぐ為使う必要が有る。

初段を正相アンプでやろうと思っていたので一寸中断して、OPTの2次側を反転した特性を測
定して見ることにした。普通は実用上問題無いと思うのだが一応測定して確認する事にした
訳で有る。

初段で反転アンプを構成すると局部帰還を掛ける為、OpAmpの入力抵抗が制限されるので設計
上面白くない。かと云って正相アンプの後段にユニティゲインインバータを入れて初段を反
転増幅器にするのも面白く無いのでOPTの素性に期待しようと思っている。

後、機構当たり図から新しく作るプリント基板の寸法図を割り出した。プリント基板上に入
力ボリウムが覆い被さるのでこの部分は取り付け部品の高さ制限が掛かる。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (7)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年10月12日(火)13時18分56秒
返信・引用 編集済
  OpAmpにBG積=50MHzの物を採用する事を考えたが其処まで必要は無いだろうと考えて色々
OpAmpを探してみると旧バーブラウンのOPA627に行き着いた、OpAmpの資料を見ていて確か以
前このOpAmpの設計者が当方を表敬訪問に来た事が有るのを思い出した。確か名刺を貰って居
る筈だと思い探して見ると有った。マイクヘンリー氏だ。

回路方式を説明してくれて、当方も最近の日本のオーディオメーカーがよく採用する回路で
あり音は良い回路であるが同相入力電圧が取れ無いが他には問題が無い。モノリシックで作
ったのはプロセスの問題等を考えると大した物だと褒めると握手をしてくれと言われ握手を
した記憶がある。懐かしくも面白いものである。なかなか面白いニーチャンだった様に思う
が今は好好爺になっているだろうか。此方は死に掛けの爺になって仕舞ったが。

田舎爺の思い序に書くと此の頃の名刺を引っ張り出して見ると世界的に見てもそうそたる人
達と交流が有った様で今と成っては感慨深い物が有る。感慨に耽っても仕方が無いので気を
取り直して暇つぶしのロートル真空管アンプでも考案する事にしようと思う。本当に良い会
社で仕事をさせて貰った事に感謝、感謝である。

さて、本題のOpAmpではOPA637を使えば当方の要求には頗る具合が良いことが分かった。
GB積=25MGHzでゲインA>5で有れば問題無く動作しそうである。
此処で世間でのこのOpAmpの評価をググってみると殆ど馬鹿な素人のコメントした引っかか
らない。結局発振して使えなかったそうで、もっと基本的なことを勉強しろと言いたいとこ
ろである。

学校の計測工学の教授が仰っていたオーディオをやる奴は頭が悪いので君も気を付ける様と
言う教訓を思い出して終った。これは卒業して某オーディオメーカーに就職した時に先生か
らの餞の言葉であるが長年この業界にいるとつくづく思い知らされる事が沢山ある。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (6)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年10月12日(火)04時28分12秒
返信・引用 編集済
  略、DA30シングルステレオアンプのドライブ回路の構想が固まって来た。当初は300Bシングル
アンプの回路基板を流用することを考えたが余り芸が無いので思案していた。

211DCフリーシングルアンプ用回路の実験を兼ねる事と最近の知見を取り入れて初段をDCア
ンプで構成することにした。ドライブ段全体を以前検討済みのDCアンプにしたいのだが既に
シャシーに真空管の取り付け穴が開いているのでドライブ段以降は真空管で構成して穴を塞ぐ
事ににした。

スペースの問題も有るのでハイスルーレート、高速OPアンプで行く事にした。初段の所要ゲ
インを取ってもFc=800kHz位には出来そうである。従ってOPTで高域周波数のドミナントポール
が出来る事になる。入力はぼりボリウムの後段にDCカットフィルタが入るのでOPアンプはFET
入力である必要は無い。低域は初段とドライブ段は直結に出来るので時定数は持たない。
 

6GB8PPCFSTAの測定(5)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 9月24日(金)14時42分6秒
返信・引用 編集済
  ラックスのOPT、OY36-5は2次巻線の0-4Ωタップ、4-16Ωタップを使ってカソード帰
還を掛ける方式は結論として2巻線の平衡度が取れていない様なので止める事にした。之は別
の方法を考える事にしたい。

次に6GB8ULCF-PPSTA改3でF=100Hzの歪率が悪化する事をアンプ改造試作レポートで指摘して
おいたが、今回別のアンプでも同様の現象が確認出来たので詳しく知れべて行く内にOPTの
1次インダクタンスがカタログスペックを満たしていないのでは無いかと云う疑念が生じたの
で詳しく調査した次第である。

画像(上)アンプの歪率データを示す。
之から判る様に画像中、データ(上側)ではF=100Hzの歪率がF=1kHzに比べて悪いのが見て取
れる。データ(下側)ではF=100HzとF=1kHzでは殆ど同じ位のレベルで遜色は無い。

画像(中)ではOPT単体で測定した周波数特性を示す。
低域周波数でレベルの低下がある方(赤線)が画像(上)でF=100Hzで歪率が悪かったOPT、
低域でF特にレベルの変化が無い物(シアン線)が歪率が悪化しなかった方のOPTである。

画像(下)にインピーダンスカーブ特性を示す。
測定器の入力インピーダンスが並列に入る為実際の数値より数%低く表示されているが傾向
は見て取れる様に低域でインピダンスの下がりが早い方(赤線)がF=100Hzで歪率が悪化し
たOPTである。

以上から推測できる様にF=100Hzの歪率が悪かった方のOPTの低域特性悪かった事、即ち1次
インダクタンスの不足が考えられる。以下次回にて。
 

曼珠沙華

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 9月17日(金)15時11分31秒
返信・引用
  今年も季節なればちゃんと咲いて下れました。
手入れをしないので雑草に隠れて咲くかどうか心配でしたが、県内の南の地域で咲き
始めたと云う話を聞いたので雑草をかき分けて見ると丁度頭が土から出て来た処だっ
たので急いで雑草を刈り何とか間に合わせました。9月20日が秋の彼岸入りです。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (5)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 9月 8日(水)15時21分50秒
返信・引用
  DA30シングルステレオアンプは大幅改造をする事にした。
略、300Bシングルステレオアンプの構成で行ける事が判ったので改造の決断をした。
プリント基板類は300Bシングルステレオアンプを改造する時作って置いたバックアップ基板
が其の儘使えるので可成り作業は捗る。

電源関係では、+B電源AVR、-C電源ユニットは300Bの物が其の儘流用出来そうである。之も
予備電源を作って有ったので之を使う事にしたい。

画像は、現在のDA30シングルステレオアンプの内部を示す。AVRは新型電源に変更して電源
コンパートメント内に移動する。強制冷却Fanはシャシの内部に装荷してFanの風切り音が出
ないようにする。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (4)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 8月31日(火)03時05分2秒
返信・引用 編集済
  画像(上)にDA30のロードライングラフを示す。
終段DA30の動作曲線を描いてみて、之より最小歪率を得る動作状態を探索する。
グリッドバイアス電圧をVg=-110V、Vp=425VとするとIb=72mAとグラフより動作点が読み取れ
る。
この時グリッドに-110V、+135Vの非対称正弦波を入力すると出力波形は略正弦波となり歪率
もTHD+N=8.45%、Po=11.1Wとなる。もっと-側は深く振り込んだ方が良さそうである。

バイアス電圧の深い方へ後5V電圧を振るとTHD+N=6.45%となり若干改善される。亦、プレート
損失に余裕が有るのでIb=80mA位まで電流を増加せしめて直線性を改善する事も考えられる。

次に、画像(下)にドライブ段のロードライングラフを示す。
使用球は6FQ7の片側で残りの片側はカソードフォロアとして使用する。
此のグラフよりDA30が所期の狙い通りにドライブ出来る事が解る。一応6FQ7のグリッドが初
速度電流領域に入らない様に最大電圧を設定している。電源に直流安定化電源を使用するの
で電圧変動が無いので先ずは此の設定で行く事にした。場合によっては供給電圧を上げる事も
考えられる。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (3)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 8月26日(木)14時23分53秒
返信・引用 編集済
  DA30シングルステレオアンプは検討の結果300Bステレオアンプと同様の回路方式に改
修する事にした。唯、DA30はバイアス電圧が深いので300Bの様にカソード負帰還を掛
けるのは少し難しいだろうと考えている。

その他は300Bステレオアンプの回路部品が殆ど其の儘使えそうであるので改修を決断
した。之で永年の気掛かりな所も改善出来る。

画像はDA30シングルステレオアンプの当たり図(機構検討図)、と6GB8ULCF-PPSTA
アンプの写真である。

暫くは、6GB8ULCF-PPSTAアンプをリファレンスとして使用する事にした。
 

ステレオ300Bシングルアンプ (2)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 8月21日(土)08時11分30秒
返信・引用 編集済
  雨降り続きなのでジックリとアンプの比較試聴をしている。
画像にある黒い箱型のアンプはTRFAEのSBA01AMK3である。之は数台試作されたが市場には
出ていない物で只今のリファレンス機である。

300BモノラルシングルアンプはLux製特注トランスのG7845である。之とリファレンス機を
比べると、はっきりとリファレンス機の方に軍配が挙る。

次に、300Bステレオシングルアンプとリファレンス機を比べるとリファレンス機の方がボ
ーカル等に艶が感じられ、周波数特性も広い様に感じるが、300Bステレオシングルアンプ
の方が響きが良い。一寸長く聴くと差が判らなくなる程度で有るが好みの点で軍配は300B
ステレオシングルアンプの方に挙りそうだ。もう少し時間を掛けて聞いてみたいと思う。

次に、之からリファレンス機とDA30シングルステレオアンプとの比較試聴行いたい。結果
に因っては300Bステレオシングルアンプと同じ回路構成に改造するかも知れない。
 

ステレオ300Bシングルアンプ

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 8月20日(金)07時48分42秒
返信・引用
  300Bアンプ3号機はステレオアンプ仕様である。

トランスの塗装色は阿波藍色をハンマートーン仕上げにした物である。
300Bシングルアンプとしては今の処、之で打ち止めの心算にしている。

今後、現行のOPTより良い物が出来る時には新規製作をするかも知れない。
例えば、直流磁界打消し型高性能出力トランスを使用したアンプとか考えられる。
 

暑中お見舞い申し上げます。

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 7月30日(金)14時00分48秒
返信・引用 編集済
  毎日暑い日が続くので真空管アンプをより消費電力の小さい300Bシングルモノアンプに入れ
換えました。之で消費電力が50W位低減出来ます。

写真の説明:
近くに太陽光発電所が増えた為、日中の商用ライン電圧がAC107Vにもなります。最近の家電
の様にスイッチング電源搭載の物はライン電圧が多少上昇しても原理的に問題は有りません
が真空管アンプの様に古典的な電源を使っていますと電圧上昇による電力ロスやヒーター電
圧の異常上昇による真空管の寿命の短命化等余り嬉しくは無い現象が起こります。

之を避けるため岩通のボルトスライダーと云う自動電圧調整トランスを介挿して電圧を
AC100V±2Vに管理しています。之はスライダックをモーターで駆動して電圧を調整する物で
挿入損失が小さいと云う利点が有ります。ヤフーオークションで故障品を¥2208-(送料込
み)で入手し修理して使っています。(写真中右下の箱)

スピーカは定インピーダンス補償回路(F0や高域でのSPのインピダンス上昇を打ち消すため
の補償回路)を付けたタンノイGRF-Mです。アンプから見るとスピーカは略抵抗に見做せます
のでアンプの負荷変動に因る歪の悪化が防げ、亦アンプの出力インピーダンスの違いに因る
スピーカ入力端子での周波数特性の暴れが発生しません。
 

6GB8PPCFSTAの測定(4)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 7月16日(金)16時11分33秒
返信・引用
  次に、F=1kHz、F=100Hzの高調波歪率 対 出力特性を見るとF=1kHzではTHD+Nと3次高調波は
同じレベルに有り、2次高調波、4次高調波は可成り低いレベルに有る。これはプッシュプル
アンプのAC平行度が取れている為に偶数次歪が下がって、残りの奇数次高調波(主に3次高調
波)で増幅素子(真空管)の直線性が決定されている事を表す。
増幅段のgmの関数は3/2乗、出力段はUL特性で3/2乗、5/2乗特性の中間特性になるので4
次以上の高調波非常に少なっている事が解る。

次にf=100Hzの特性を見るとPo=15W以上でTHD+Nのカーブが急激に上昇して悪化するのが判
る、同様に2次高調波が増大悪化しているのも観測される。2次歪が悪化する時はアンプの動
作点が狂ってプッシュプル平行度がずれた事を表している。

プッシュプルの真空管の平行度がずれても、出力トランスが磁気飽和を起こさなければ歪率
カーブが折れ線になる様な急激な歪率の変化は起きないので出力トランスの磁気飽和が起き
たと判断した次第である。

真空管の電流平行度のずれはF=1kHzでも起きている筈で有るが出力トランスの励磁電流が小
さいので磁気飽和を起こすことは無いが低い周波数では励磁電流が周波数に反比例して増加
するので磁気飽和が起こり易くなる。

次に、画像(下)の歪率カーブグラフに示す様に出力トランスの不平行電流がPo=15W以上で
スペックの2mA以内になる様に出力電流のDCバランスを調整すると歪率カーブが悪化しないの
が確認出来た。
以上で低域周波数での歪率の悪化の原因は出力トランスの磁気飽和である事が判った。

(上)高調波歪率(H1=1kHz) 対 出力特性図、(中)高調波歪率(H1=100Hz) 対 出
力特性図、(下)磁気飽和対策前/後の歪率特性図である。
 

6GB8PPCFSTAの測定(3)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 7月16日(金)14時14分21秒
返信・引用 編集済
  6GB8UL-Cf PPSTAの特性データの続きを示す。
出力トランスがLux OY-36-5(標準仕様)である為、カソード帰還巻き線が無いので2次巻き
線を使って0-4Ω、4Ω-16Ω巻き線を使ってカソード負帰還を実現した。

この様な面倒臭い事をしたのは高域歪み率の低減を図るのが目的であったがF=10kHzの歪み率
で約8dB位の歪み率の低減効果が図れた。

概ね所期の目論見は成功したかと思ったが、F=100Hzの歪み率を見ると判る様にPo=15W/8Ω
位から歪み率カーブが不連続的に増加する異常な現象が観測された。

当初、正帰還と負帰還を併用して掛ける少々危うい回路方式を採用していたので、アンプの
内部で局部発振が起きた事を疑ったがオシロスコープの波形観測では確認出来ないので久し
振りに高周波まで測定観測出来るHpのスペクトラムアナライザまで投入して原因を調べた
が結局、発振現象では無い事が確認できた。

其れから2日程掛かって考えられる原因を一つずつ潰して行き、結局出力トランスの不平行
電流の増加に因る磁気飽和が原因である事が判った。

Po=15W位から出力管の電流平行度が怪しくなってアンバランス電流が急撃に増加する為、前
述の様な挙動が発生した様である。

詳しい解析を行って確認したデータも有るが掲示板で公開する様な物では無いので簡単に原
因について結果だけを記載して置きたいと思う。

LuxのOYシリーズ出力トランスは不平行許容電流が少ないので之に引っ掛かった様である。

元々改造前のアンプでは本機と同じOPTと真空管を使っていて問題は無かったので原因と
して考えられるのは2次巻き線を使ったカソード帰還と云う事になる。以下次回。

(上)周波数/位相特性図、(中)THD+N(F=1kHz) 対出力(8Ω)特性図、(下)
THD+N 対 周波数(8Ω)特性図である。
 

6GB8PPCFSTAの測定(2)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 7月 6日(火)13時26分45秒
返信・引用 編集済
  画像(上)が6GB8のプレート間の差動電圧の周波数特性である。カソード帰還がCFB=2.9dB
掛かっている。カソード帰還が無ければ周波数の上昇に連れてf=50kHzからだら下がりに落
ちて行くと考えられるが高域周波数でゲインの盛り上がりはカソード帰還の影響であると考
えられる。

カソード帰還で特性が改善されるのは当然想定しているから効果を期待して採用している訳
で有るが、大出力時の出力段の直線性の改善を期待しての事で有ったが、之も直線性の改善
効果でこれは今回初めて見た特性であり大層勉強になった。
3段増幅トータルの差動利得はG=69.1dBでありLch/Rchの差異は殆ど無い。

次に、画像(中)がOPT出力特性である。
初段からOPT出力(8Ω-0)端子迄全ての信号系の周波数特性である。
OPTとしては今となっては狭帯域の周波数特性である。f=20kHz以上で周波数特性に差が有る
のが判る。f=120kHzでRchの方が1.5dB程減衰が少ないので高域補償定数をLch/Rch同じ値に
するとRchの方は負帰還量が大きくなりF特が急激に減衰する肩の部分で2次系のピークが発
生する事になる様である。

これはOPTのF特のバラつきに因るので、まあ一番良いのは特性がLchと揃ったOPTに換装する
事であるが予備は無いのでRch側の補償容量で負帰還量を匙加減するか、亦は何れかの増幅
段で高域周波数特性を調整する事になる。

ちゃんと各増幅段の特性が測定出来る事によって不具合の原因も突き止められる訳である。
闇雲に鉄砲撃っても当たらないのと同じで矢張り的をしっかり見定める事が肝要になる。
 

6GB8PPCFSTAの測定(1)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 7月 6日(火)09時50分52秒
返信・引用
  6GB8UL-CFPPSTAの特性の測定をする。

DUT(被測定アンプ)は高域周波数F=10kHzの歪率の改善を目指してカソード負帰還を掛け
た物である。

NFBを掛けた時の仕上がり特性が揃わない。Lchは問題が無いのにRchは高域の仕上がりF特に暴れが
出て補償を工夫しても取り切れ無いので初心に帰って各増幅段の周波数特性を測定して見た。

画像(上)が良い方のLchのF特でNFB=14.5dB掛けた時の特性図で有り高域の肩特性が急峻で有るが
インディシャル応答は概ね良好で有り、LUX-OY36-5の帯域特性の影響が大きい様である。Rchの特性
は改善される迄は公開しない。

次に、画像(中)が初段差動回路12AX7のプレート間の周波数特性である。(シアン:LchF特、緑:
RchF特、緑:Lch位相、黄色:Rch位相、以下同様)

之を見る限りLch/Rchでの差異は殆ど無いと考えられる。差動利得はG=29.5dB/1kHzで概ね良好な特
性であると考えている。

画像(下)初段(12AT7)、ドライブ段(6FQ7)を通しての周波数特性である。測定信号はドライブ段プ
レート間の差動電圧で観測している。トータルの差動利得はG=51.7dBで殆ど差異は無いのが見て取
れる。

今回の測定には以前から試作改良して来た差動入力メジャリングアンプが頗る威力を発揮した。
プレート信号の様に出力インピーダンスが高い回路は普通の測定器では正確に測定出来ない。当方も
今まで見た事が無かった。多分測定を重視しているアンプ製作者の皆さんも、1kHzの利得は普通に測
定するであろうが、詳しい周波数特性は殆ど測定していなかったのでは無いだろうかと思う。

以下、測定データ画像を示す。
 

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