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オペアンプ世代の全段差動出力真空管アンプ

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オペアンプ世代の全段差動出力真空管アンプ

出力真空管以外の回路を半導体化オペアンプ化し、出力真空管の性能を最?

27/04/2025

6RA3段間トランス結合OTL（トリプル接続）の続報です。ヒター電源を定電流にしています。出力波形を低ひずみに調整する中で下側球が分担する波形が上側と同じにならないことが、気になっていました。上側はカソードフロワなのでグリッド入力波形形状がそのまま出てくると考えられますが、下側はプレートフロワなのでEb-Ib特性に沿った形状でμ相当の利得があると思われます。であれば下側電圧は-125V程度に上げて直線性の良い範囲を使うのが順当と思い、上側+108V／下側-125Vにして実験をしました。想定通り出力波形は0Vを中心に上下対称に調整が可能になりました。この時、上側と下側のグリッド入力比は２倍になり想定の範囲になりました。出力は15Ωで7.5W。小出力と最大出力での出力電圧DC成分変動は１V以下の調整可能でしたが、7.5Ωと15Ω間ではグリッドバイアスの再調整が必要なことは変わりなしです。このことはコンデンサ結合の他のOTLでも同様の①上下球の電圧を同じにすると最大出力でクリップ前に歪が増大する。②8Ω/16Ω変更では出力のDC成分が変わる。傾向がみられると思われます。６RA３はIPが変わるとバイス点が変わる特性があるので、６RA3固有の問題かもしれません。またコンデンサ結合OTLでは「打消し回路」が効果的に動作するということなのでしょうか。OTLですからOCL（アウトプットコンデンサレス）が望ましいです。いつかICL構成も検討するつもりです

14/04/2025

真空管ヒーターをスイッチング電源で駆動していました。ヒーター電圧6.3V真空管は２本直列にして12V電源を用いました。ただ真空管はヒータが加熱していない場合ヒーター抵抗が低いのでスイッチング電源は定格ヒーター電流の３～４倍の電流値製品が必要でした、6RA3は１A定格なので電源は12V4.3Aで50W品が必要です。効率が悪いので、LED照明用定電流基板を実験しました。LED照明基板を１Aに設定し各個の真空管に接続します。6個の6RA3で６Aあれば良いので12V6.5A／75W品で対応可能です。ＬＥＤ駆動用定電流基板は負荷オープンでも使用可能で、低抵抗でのインラッシュ電流も無く真空管に優しいと思います。ただ費用は両者とも同じような価格になります。なお、ＬＥＤ駆動用定電流基板では真空管が加熱仕切る迄、約60～90秒かかります。防熱管には効果的です。今後608０は2.5Ａなので、更に効果的と思います

29/03/2025

6RA3段間トランス結合OTLの真空管トリプル接続（6本構成）の実験結果です。プレート電圧+108V／-108Vで、出力抵抗15Ωと7.5Ωの場合です。最大出力⇒15Ω：7.5W、7.5Ω：3.3Wでした。最大出力時のＩＰは⇒15Ω：430mA、7.5Ω：460ｍAでそれぞれ最大定格をオーバーしています。その為、通電時間経過と共に出力が大きく低下します（６０％程度に低下する）。心配していた小出力から大出力への出力変動における出力端のDC成分変動は1V以下に調整できることがわかりました。ただ、１５Ωの場合と７．５Ωの場合でグリッドバイアスを変える必要があります。これを変更しないと出力端のDC成分が移動・変動します。今回、試用した6RA3は中古品であるので、特性が新品未使用と同等であるか、不安が残ります。真空管が発熱していない場合場合では15Ωで10Wぐらいありました。7.5Ωでは、出力増大と共に波形の下側が丸くなり歪が増大します

24/03/2025

6RA3のOTL（段間トランス駆動）の実験版パラ接続の追加実験です。電圧+108V／-108Vで負荷抵抗の動作評価15Ω版と7.5Ω版を行いました。添付の構成と波形は15Ω版のみです。最大出力は15Ω版で4.8W、7.5Ω版で約2Wでした。6RA3データから100V付近でのIPは100ｍA・バイアス-20Vでしたので、小信号出力でのIPはパラ接続で150mA、最大出力でのIPは300ｍAです。最大出力では最大Pwの15Wのギリギリです。最大出力は短時間（30分以下）を超えると熱暴走が起き出力が低下します。なお、最大出力時の上側グリット振幅は15Ω：68Vpp、7.5Ω：52Vppで、下側グリッド振幅は15Ω：35Vpp、7.5Ω：29Vppでした．振幅比は約1.3倍程度で、2倍ではない。上側はカソードフォロワで動作，下側はプレートフォロワの為と思われる。パラ接続で7.5Ω負荷は真空管への負荷が重いようで下側波形は丸く歪む。15Ω負荷では1w程度の連続出力が精々のようです。次回は、トリプル接続+108V／-108Vでの実験評価結果を載せます

05/03/2025

6RA3・グリッドドライブが段間トランスのOTLアンプ実験のNo3です。6RA3のパラ接続とプレート電圧±108Vにしました。この時15Ω負荷で3.3W、8Ω負荷で約3Wでした。バイアスは上下とも約-25V、グリッド入力は上側40Vpp、下側30Vppでしたが、球のバラツキがあるようです。パラ接続の為の発振止めプレート抵抗１Ωは必須のようです。今回の修正はプレート電圧の他にグリッドバイアス電源を４８Vにし可変範囲を広げました。6RA3の特性からA級動作ではプレート電圧は±130V程度まで上げれそうです。その時の出力は15Ωで５Wぐらいが期待できそうです。また6RA3の3パラにすると±130Vでは15Ωで7.5W程度が期待できます。多分8Ωでも５W超が期待できます。実験No4では、これらを確認します

26/01/2025

低電圧OTL実験（半導体AMP+イントラ駆動）の一部の特性結果です。6RA3をパラ接続にしました。15Ω負荷で1.6Wになりました。8Ω負荷で0.8Wになりました。最大プレート電流は≒120mAです。6RA3はA2領域が+5V程度可能なようです。上側6RA3のグリッド入力は≒35Vppでバイアスは≒-17.5V。下側6RA3のグリッド入力は≒25Vppでバイアスは≒-67V。考えていたより上側と下側のグリッド入力比が小さい？。真空管のμに依存と思っていたのですが、違うようです。バイアスは6RA3のEb-Ip特性から妥当な値です。周波数特性は、イントラに使ったシングルOPTの特性がイマイチなので、低域も広域もさっぱりです。負荷抵抗が15Ω⇒8Ωに変更すると出力にDC成分が現れ、上下の真空管のバイアスを調整する必要があります。この対策に工夫が必要です。常時8Ωで使用するには3パラか4パラにする必要がありそうです。球数を減らすには6080などが必要と思われます。

19/01/2025

OTLアンプ実験の為の低電圧動作±50Vで真空管6RA3使用：前段駆動イントラ使用の半導体アンプ。実験評価機の配線が終わり、通電しました。電圧はSW電源の最大±54Vにしました。6RA3はとりあえず上下１本で１５Ω抵抗負荷では、≒0.4Wでした。プレート電流は≒0.06Aと、思ったより少なく、上下2本に変更しても0.15A以下と思われます。なお、抵抗負荷を330Ωにしても0.06Aは変わらず出力も0.4W程度です。グリッド入力は上段はカソードフロワで動作するのでゲイン：１、下段はプレートフロワ動作なのでゲインがあり≒２ぐらいでした。バイアスなどの最適化や、NFBの掛け方や、SP端子のDCオフセットと負荷抵抗の関係、グリッド入力と上下真空管のバイアスの関係など、今後検討します。とりあえず、OTL真空管はイントラ＋半導体アンプで駆動可能なことを報告します。

11/01/2025

OTLアンプのお勉強用に、6RA3使用で電圧±５０Vを実験しようとしています。先ずOTL勉強用なので。OTL真空管グリッドには段間トランスを使用して、OTL真空管と全段アンプを分離しています。やっと実験用の筐体が完成しました。内部配線は、これからです。段間トランスによるドライブなので前段アンプに既成の半導体アンプを使用しています。OTL真空管電圧が±５０Vと低いので、５０Vでも最大出力が出せるようにグリットバイアスを可変して最適化できるようにしました。グリッド入力は+20V⇒-60V程度まで振幅を供給できるように考えています。段間トランス使用なので、とりあえず「打消し回路」を考慮しなくても出力端子にDCオフセットが残らないようにできると思います。８Ω負荷で１W弱が可能かを調査します。８Ωで１W程度では、プレート電流は350mAぐらい？。電圧は2.8Vrmsぐらい？（８Vpp程度？）。・・・内部配線が終了して音が出せるのは、いつになるか、ゆっくりペースです。

21/12/2024

6AQ5・3結・半導体アシスト全段直結・A2級差動PPアンプのパラレル接続版を製作しました。8か月ぶりに半田ごてを使用して半導体回路を2.54mmピッチの汎用Ｐ板上に実装するのに、はんだミスを連発、配線ミスを連発でした。ステレオ版なので6005（6AQ5の高信頼管）を8本使用です。Vpは210Vです。この電圧はスィッチング電源で48V×4個+24V＝216Vで製作、ヒター電圧は6005を2本を直列にして12V／2.4Aで供給しています。半導体アンプ電源もスィッチング電源を組み合わせています。スィッチング電源なので、最小～最大出力でもVPの変動はありません。また、電源コンデンサの大容量化も不要です。スィッチング電源は250KHZ版で、OPTの200KHz付近のピークに影響があるようです。今回は中古のTANGOのU15-5を使用しています。アンプ出力は12Wです。

06/06/2024

6CW5/3結で片側6本PP構成でｽﾃﾚｵで12本。片側6本PP構成ﾄﾘﾌﾟﾙ全段直結・A2級差動定電流ｱﾝﾌﾟを試しました。過去の6BQ5/3結・片側6本PP構成AMPを改造しました。半導体駆動ｱﾝﾌﾟは6本の6CW5/3結をﾄﾞﾗｲﾌﾞ可能な高能率回路でグリッド振幅最大90Vpp（+20V～-70V）＋側領域でも振幅の頭打ち無し、バイアスは-25V。6CW5/3結のrp≒950Ωが6本PP構成ﾊﾟﾗ接続で相対的にrp≒310Ω以下。300Bの750Ωより小さく6080の300Ωに近い低音の重厚感が良いです。A2級動作によって出力UP。300Bの音を彷彿させる「低音の重厚感と6080を彷彿させる全域の広がり感」を持った聴感を再現しました。※出力は21Wです。DFはおおよそ８程度です。※10Hz～100kHzのアンプ出力波形を載せます※出力ﾄﾗﾝｽはOY15-3.5ｋ。他の半導体ｱｼｽﾄ全段直結・A2級差動定電流ｱﾝﾌﾟを踏襲する構成です。

08/05/2024

昭和の純３極管6RA6でA2級差動定電流PPを実験しました。6RA6ドライブは半導体アンプです。A2級なのでグリッド振幅⇒+20V～-45V（≒65Vpp）で、半導体ドライブAMP電源⇒+24V～-72Vです。真空管グリッドのシリーズ抵抗なし、固定バイアス仕様Vk：+2V、6RA6⇒EP:280V、IP≒35ｍA、Zp:8kΩ、VgBias≒-14V、出力14Wでした。EP:250V付近が最適化と思いますが、電源の都合でEP:280Vになったのでバイアス:-14Ｖと入力信号はA2領域の+20V⇔-45Ｖまで印加ですが、最大出力付近ではVP-IP特性のＢ級領域まで信号振幅があります。5W以下では歪の無い領域で使用可能です。周波数特性はOPTに依存しますが、古いCRD-8ｋであったため、高域が80KHZ程度までとなりました。純３極管は6GA4／6BX7が有名ですが6RA6はMT管で高能率なのとG2を内部接続したNEC系の３極管とは違った良好な結果と思います。なお、直熱３極管派から見ると、傍熱3極管はご意見があるともいますが、バイアスも低く扱いやすいです。

08/10/2023

2A3にA2級領域使用が可能かを実験しました。半導体アシストA2級駆動・直結差動アンプ構成です。グリッド振幅+20V⇔-105Vの120Vppです。VPは260V、グリッドバイアスは-41V、カソード電圧は3.5V、平均Ipは≒80ｍAですが2A3なので出力によってIPは増加しますが、一応、固定バイアス仕様です。OPTはOY-15-5のRL：5Kppで出力は最大10Wでした。Vp:260Vで出力:10WというのはA2級領域駆動の効果と思えるか？。バイアスを最適化調整すれば１２W程度までUPするかもしれません。低域は20Hz方形を難なく再生し高域は100KHz正弦波までフラットです。聴感は低音から高音まで豊に再生しています。

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