PCL83 CSPPアンプ・自動DCバランスの検討

PCL83 CSPPアンプはDCバランス調整を半固定抵抗で行っている。これを自動化したらどうなるのか検討してみた。

検討にはラジオ技術2016年1月号の塩田氏による「6AH4CSPPアンプの製作」を参考にさせて頂いた。


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回路図を上記に示す。Q1とQ2は差動回路で、カソード電流を10Ωの抵抗で検出し、グリッドへカソード電流の変化を抑えるように働き、自動的にバランスする。自己バイアスなのでなるべく調整箇所を無くしたい。回路図の7.5KΩをフィッティングしカソード電流を決定する。

厳密には5極管なので、プレート電流の他にSG電流が加わるのでOPTのカソード巻線のDCバランスだけではバランスが取れるわけではない。手持ちの4本のSG電流はそれぞれ3.4mA~3.5mAであった。ワーストで0.1mAの差があることになるが、CSPP用OPTはプレート巻線だけでなくカソード巻線もバランスさせなければならず、SG電流のバラツキは無視して考えることにした。


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LTspiceで簡易的なシミュレーション回路図を作成し、パラメータフィッティングを行った。例えばカソードに低周波の最大振幅を与えると、それを抑えるようにグリッド電圧が変化してしまう。今回は10Hz・54mAが電流検出抵抗10Ωに加わるとした。カソードにはDC24mA流れているのでV3,V4のオフセットは0.24V、Amplitudeは0.76Vとなる。


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シミュレーション結果。V1とV2が不安定で、出力を止めるとバランスするのに数秒かかることがわかる。


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時間軸を拡大。V1とV2が揺れている。これは最大出力を抑える方向に働くが、時間遅れがあるのでもっと複雑な動作になるかもしれない。


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C1とC2を1000uFまで増やしてみた。V1とV2の揺れは小さくなるが、出力を止めるとバランスするのに時間がさらにかかる。C1とC2のフィッティングは実験で行ったほうが良いかもしれない。

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ちなみにミニオフ会前にDCバランスを合わせ、終わった後にカソードのアンバランス電流を測ったところ、カソード抵抗390Ωの両端で約10mV~15mVと殆ど狂っていなかった。アンバランス電流は0.026mA~0.038mAとなりSG電流のバラツキや抵抗(5%)の誤差の方が大きい。


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DCアンバランス電流を0mA~2mAで変えながら100Hzでの歪率特性を測定してみた。アンバランス電流が2mAでも歪率特性の悪化が少なく、PCL83 CSPPアンプにおける自動DCバランスは導入不要というか、導入により起こりうる副作用のほうが大きいと思われる。
        

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この記事へのコメント

村田@熊本
2017年12月01日 10:53
おんにょさん、こんにちは。
いろんな回路や実験結果を拝見しています。ありごとうございます。
DCバランスにカレントミラー回路は使用できませんか。自己バイアスなので使えそうな気がします。精度が心配ではありますが。
おんにょ
2017年12月01日 17:52
村田@熊本さんこんばんは。
OPTはプレート巻線のみならずカソード巻線での電流バランスが保たれないといけない(SG電流の有無を含めて)ので、単純にサーボがかけられないといった点があります。CSPPアンプの場合は強力な帰還がかかるのでDCバランスが崩れていても歪率特性などに影響があまり現れないようですので、今回はあえて改造せずにマニュアル調整のままとしました。
村田@熊本
2017年12月02日 11:36
おんにょさん、こんにちは。
3個のトランジスタを用いたカレントミラーで1個は電流設定用に、他の2個が電流を吸い込む回路にすれば、簡単かなあと思ったのですが。
ご回答ありがとうございました。いろんなアンプを作ってください。これからも楽しみに拝見いたします。
おんにょ
2017年12月02日 18:02
村田@熊本さんこんばんは。いろんな回路アプローチがあり、自分の好みでされるのが一番です。私は特に半導体には疎いので、先人の辿ったものをトレースするのに留まっています。

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