無帰還　6BQ7A 10パラA級差動DC　PP　ステレオアンプの実験

2006.2.5　Ver.1.002

変更履歴
2004.6.20　新規作成開始
2004.6.27　ver.1.000
2004.7.2　　Ver.1.001　【修正】追加
2004.7.19 Ver1.002 全面改訂
2004.8.22 Ver.1003 小変更
2004.9.4　Ver.1.004　速報版
2004.9.11 Ver.1005 data追加
2004.9.18 Ver.1006 data追加
2004.10.3 Ver.1007 詳細版
2004.11.21 Ver.1008 data追加
2004.11.23 Ver.1009 data追加
2004.12.18 Ver.1010 data追加
2005.1.9 Ver.1.011 data追加
2006.2.5 Ver.1.02 data追加

【始めに】
本シリーズの目的は、多数パラにすることによって、無帰還でも実用的なアンプを構成できること実証することにあります｡基本的な考え方は、 12SN7GTA5パラアンプですでに述べたとおりです｡

多数パラにするということは、トータルのIpが大きくなり、普通のOPTでは構成できなくなります｡そこから、逆にIpが小さい球が要求されます｡その結 果、6BQ7Aを選びました｡

当初予定では、20パラのモノラルアンプを構想しておりましたが、ARITOさんの指摘から、ステレオに変更し10パラにしました｡

双三極管で絶対最大定格250V　PP=2Wという球の性格上Vp=200VでIp=5mAとして考えると、20本で3極管40管ですから、Ip= 200mAにもなります｡

また、10パラでは出力トランスは、Ip=100mA、20パラではIp=200mAとなり、この線からも20パラは難しくなります｡

ヒータは、6.3V0.4Aですから、6.3V8Aとなります｡

構成としては、ぺるけさんの全段差動構成です｡ドライバはOPアンプによる反転アンプ、終段は6BQ7Aの差動アンプをパラにして構成されています｡トラ ンスまでは、DCアンプです｡

【設計構想】
DF=3ねらいで、RL=5KPPとします｡最適負荷は、3KPPくらいで、9W/CHが望めます｡各管はIp=8mAとなります｡ロードラインは、 25KΩです｡


使用トランスは、以下のようになりました｡

【設計】
ゲインは、1Vrmsで5Wとすると6.3Vrmsから、仕上がりは6.3倍です｡μ=26、rp=6K　RL=25Kより、球の ゲインは21倍になります｡トランスは、5K:6Ωより、1/28.8倍です。よって、必要ゲインは、8.6倍となります。差動なので4.3倍ですが、3 倍でやりました｡この辺は、実際は6Ω端子を8Ωとして使っているので若干異なります｡OPアンプは、JRCのNJM4580DDです。


【電源】
１。B電源は220Vからブリッジ整流で、236Vをつくり（400WV270uF)、ここから左右それぞれ　100Ωにて220Vにし （400WV270uF×2)にしています｡
　　トランスの定格ぎりぎりなので、もう一ランクあげたほうがよいと思います｡最初は、240Vで整流して（400WV270uF)、200Ωで落とし （400WV270uF)、100Ωで（400WV100uF)さらに落としていましたが、発熱を下げる目的で今の構成になっています｡

２．ヒータは、AC6.3V10Aのトランスで点灯します｡1管ごとにヒータ配線を入れ替えます｡このためかヒータハムは皆無です｡

３．ドライバ電源は16Vトランス追加して7812,7912で±12Vを作ります。電流定格を超えていますので、これは２A品以上にしたほうがよいで しょう｡

４．カソード4Vですから、定電流回路の電源は、最初は-6Vでやっておりましたが、定電流性能が取れないので、-12Vからとり、定電流トランジスタに は、16V(電流検出抵抗分を引くと12.5V）かけています｡このため定電流がよくなり、トランス2次側でのノイズレベルは34uVとなりました｡

ふたをすると電線間の飛込みによりRチャンネルのノイズレベルは悪くなっています｡


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　電源部
【終段】
6BQ7Aは高周波用なので、発振対策を万全にします｡グリッドに1K、プレートに100Ωを入れます。グリッドに抵抗を入れるとA+領域では歪むことに なります｡

しかし、ひずみ特性を見ると急激でなく滑らかに上昇しており、パワー感があります｡

一管毎カソードをパラにし、2SC1815で16mAの定電流化しました。エミッタは220Ωで、3.52Vが定電流検出電圧です｡2SC1815が10 個負荷になるので、定電流基準電圧には、2SA1015のエミフォロを入れています｡2SA1015エミッタは約8mA流しています｡

最初約2mAでしたが、これでは10個の2SC1815のベース電流でゆすられていました｡

全体としてのバイアス調整はしません。

なお、6BQ7Aを30本輸入で買ったのですが、ほとんど同等管の6BZ7Aでした。ですから正確にいうと6BZ7Aのアンプです｡

今では、多分ヒータが4Vの4BQ7Aの方が入手しやすいと思います｡

電源電圧を少し高めにとってありますが、こちらのほうが音にふくらみが出ます｡230Vくらいがよかったのですが、電源部の熱の問題で今はこうしていま す｡



　　　　　　　　　　　　　終段の回路図（片チャンネル）

　　　　　　　　　　　　　単管のブロック回路図（UNIT回路図　チャンネルごとにこれが10並列されている）

　　　　　定電流基準電圧回路（チャンネルに1回路）

【レイアウト】
写真のように底板に350X250　t1.6のアルミ板に電源を組み横は木材で枠組みしました｡天板にスピーカー端子、FUSE、SW、ネオン管を配置 し、さらに片面基盤を浮かせ、そこにアンプ部を組みました｡アンプ部は左右それぞれ独立しています｡以上の回路が1枚の片面基板に組み込まれています｡な お、-12Vには、各基板で、470uF16Vをつけています｡

片面基板を使ったわけは、発振防止のため配線を最短にするためです。両面基板を3×3ミリに刻みこれをベースとなる片面基板にはんだ付けすることで、最短 配置の端子台を作っています｡なお、最短配置のため、シールド線は使っておりません｡

電源部は、箱構造のため、放熱ができないので、急遽底面シャーシには穴を追加し、サイド板にも穴を追加しています｡この辺は、最初から十分な配慮が必要で す｡

【測定】




このクロストークはトランスをケースから出したため、お互いに磁気結合した結果です｡トランスを移動すると10KHz以上は変わります｡

【DCバランス】
左トランスは巻き線抵抗67.7Ω/CHでPP間は、DC75mVでした。右トランスは、68Ωと67.8ΩでPP間DC105mVでした｡DCバランス はきわめてよくなっています｡このとき、＋Bのリップルは、約１８０ｍVPPでした｡これの半分を見込んだとしても165mVと195mVですから、約 1.2mAと約1.4mAであり十分バランスは取れていると思われます｡

さて個々の球のばらつき具合を調べました。RCHです。電流は正確に3.54V(220Ω)すなわち16.1mAになっており、設計目標値です｡

カソード電圧はかなりばらついています｡

【波形観測】

100Hz

１KHｚ

１０KHｚ

５０KHｚ　

10K,50KHzが悪いのは、トランスをケースから出したためと思われます｡
いずれ確認します｡


カソード1KHz正弦波（ばらつき）

カソード1KHz正弦波（ばらつき）

カソードは球によって電圧波形が変わります｡


グリッド100KHz
ドライブは高域まで、フラットと思われます｡

ノイズレベル（ボリューム絞る｡負荷抵抗8.2Ωにて）

RCHはDC±12V用の電源トランスからの引き出し線のリップルをひらっています｡離すと34uVになります｡

ゲイン特性

【2004/11/21追加】
2004/11/21滋賀OFF会にてUMETECHさん、Ayumiさんに測定してもらったデータで す。
ホームページは,　UMETECHさん、Ayumiさん。

【2004/11/23追加】
アンプの並列運転が可能かデータを取ってみました。
左右のチャンネルに同じ入力を入れスピーカ端子をパラにして8.2Ωを負荷にしました。


3次歪みが2次より下がりました。ということは差動の動作をしてないことになります。
その分ひずみが下がりました。100Hzが悪いのは10Hz以下のｆ特問題を解決してないからです。


DFは倍になりました。


周波数特性は高域で少し悪くなりました。

【低域特性の改善】2004/12/18

DCバランスをとったときの　3Hz　（10:1プローブのため200mV/div）

20Hz　（10:1のプローブのため2V/div)

DCバランスを少し崩したときの3Hz（10:1プローブのため200mV/div）

【2005/1/9】
2004/12/18にとった1KHzと10KHzも追加しておきます｡

1KHz（10:1のプローブのため2V/div)

10KHz（10:1のプローブのため2V/div)

【2006.2.5】




20,30Hz,150KHzのDFは当てになりません｡

【音】
音は、第一印象としてはTRのアンプに近いようです｡しかし聞き比べると、トランジスタアンプは、遠慮しながらなっている感じで、勢いがありません｡特に クラシックでは、その差が顕著で、非常に生き生きとした演奏になります。多分これは無帰還アンプの性能だと思います｡

9/26に開かれた石川アンプ同好会の発表会でたくさんのお褒めの評価を戴きましたが、その1例をあげると
「バランスのとれた音ですね｡低音の厚みもあり、切れもあり、高域も素直。良くできているアンプです｡」

【測定器】

１．デジタルマルチメータ　METEX　M-3860D
２．オシロ　HITACHI　V302　（最近調子が悪い。もう寿命ですね。）
３．日本オーディオ　オーディオ総合測定器　UA-1S

【部品の入手先】

１．トランジスタ、ダイオード、1/4W抵抗、蛇の目基盤　秋月電子通商（通 販）
２．高耐圧ケミコン　yahoo　オークション
３．トランス　東栄変成器（通販）、ソフトン（通販）
４．その他（シャーシ、コネクタ、スイッチ、ケミコン、ラグ端子、酸金抵抗など）　マルツ電波金沢西インター店
５．真空管　Antique Electronic Supply （通販）

【結論】

DFは目標の３いきました｡ｆ特も100KHz-1dBとなりました｡12SN7GTA5パラとデータ的には差異は見られません｡

ただし、今回はカソードは一管ごとに結ばれており、12SN7GTAより条件は悪くなっております｡

しかし、同じ結果を得たということは、多数パラによるばらつきの打消しがうまくいっているということです｡
バランスによって、2次ひずみは、0%に近づくかと思いましたが、0.01%前後で、これ以上は下がりませんでした｡

ノイズレベルは34uVを達成しており、DC,AC的にもバランスがよく、高い同相除去比を得ることができました｡このことからも多数パラによる ばらつきの打消しがうまくいっていることがわかります｡なお、球は箱から出してそのまま挿したままで、球の選択は行われていません｡ただし、2本明らかに 外れていたので交換しましたが（そのうち一本はカソード電圧2.4Vのもの、もう一本は6BC8が混ざっていた）｡

したがって、本機はまったく無調整なのです｡このことからも一応当初の目的は達成されたと思います｡

【注意】
本機をコピーされるときは、以下のことに注意してください｡
まずDC230Vを扱います｡大変危険です｡
十分な安全対策をまもってください｡
すべて自己責任で行ってください｡
安全規格、部品定格などを守っているわけでもありません。発煙、発火の恐れもあります｡
また、本機は実験機であり、測定データ等は、あくまで私の場合こうなったということであって、こうなるものと保証するものではありません｡

以上のことを十分ご理解の上、参考にするのには、いっこうに構いません｡

【このアンプのメッセ-ジ】
このアンプのテーマはばらつきです。ばらつきが多数集まると打ち消されるということにあります｡われわれの社会は、このことに気づかねばなりません｡した がって、学業とか、会社によってリストラされたと恨んで自殺したり、グレて社会から離脱してはいけないのです｡そうすれば、あなたの意見、つまりばらつき が失われ社会が偏ってしまうのです｡
そんな住みづらい社会にしないためにも　「あなたは必要とされている。」　のです｡これがこのアンプのメッセージです｡

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