A級シングルのロードラインからの設計

ver1.001 2024-07-02
更新履歴
2024- 3-11 ver 1.000 新規作成
2024-7-2 ver 1.001 赤字注意

【初めに】

ロードラインを引けば、三極管であろうと、五極管であろうと、同じです。計算方法をまとめます。

ロードラインとEc=0V(帰還をかけてフルスイングの場合)

基本は、ロードラインとEc=0Vの曲線があれば、全て求められます。なお、結果的に非対称ドライ ブになりますので、カップリングコンデンサを使った場合、DC点がずれますので、だめです。DCアンプドライブが、前提です。



図1 ロードラインとEc=0Vの曲線

これは、6BQ6GTBの三結のEc=0Vの曲線と500Vから5KΩのロードラインを引いたものです。Ec=0Vより左はグリッド電流が流れるので、 A2動作になります。ここでは、A級シングルとします。また、球をカットオフまで帰還をかけてドライブするとします。

右下のVから、左上のV÷RLを結んだのがロードラインです。
Vは500Vなので、RL=5KΩのロードラインは、左上は、500V÷5KΩ=100mAとなりますね。
Ec=0Vの曲線との交点をPとします。この場合Pは(65V,87mA)でした。Pの電流は、ロードラインから100mAに(V-P)÷Vをかけたもの ですね。
したがって、Pの電流はV÷RL×(V-P)÷V=(V-P)÷RLとなりますね。
また、バイアス点Qは、Pの電流の半分ですから、(V-P)÷(2×RL)となり、バイアス電流が求まりました。
Qの電流は、ロードラインから、(V-Q)÷RLより、
(V-Q)÷RL=(V-P)÷(2×RL)
2×(V-Q)=(V-P) (以下計算省略)
Q=(V+P)÷2
とQの電圧が求まりました。
すると、バイアス点の電圧は、Vp=(V+P)÷2で、電流はIp=(V-P)÷(2×RL)なので、
プレート損失はこの二つをかけたPp=(V+P)×(V-P)÷(4×RL)となります。
グリッドドライブは、Ec=0Vからロードラインの右端まで、駆動すると、電圧分は(V-P)で交流に変換すると、(V-P)÷(2√2)で、電流はPの 電流ですから、(V-P)÷RLなので、交流に変換すると{(V-P)÷RL}÷(2√2)。この2つをかけると、出力電力ですから、Pout=(V- P)2÷(8×RL)と求まります。

以上を整理すると、
バイアス点のプレート電圧は Vp=(V+P)÷2-----(1)
バイアス点のプレート電流は Ip=(VーP)÷(2×RL)-----(2)
プレート損失は、     Pp=(V+P)×(V-P)÷(4×RL)-----(3)
出力電力は、       Pout=(V-P)2÷(8×RL)----(4)
となります。

6BQ6GTBの三結のシングルでは、P=65Vなので、(1)より、Vp=283V、(2)より、Ip=43.5mA、(3)より、Pp=12.3W、 (4)よりPout=4.73Wと求められます。ただし、Poutはトランスの損失がここでは計算されていませんので、実際は4W以下程度になります。

ロードラインとEc=0V(無帰還の場合)

無帰還の場合は、ちょっと大変です。



図2 ロードラインとEc=0Vと最小グリッドドライブ電圧

無帰還のばあい、最小グリッドドライブ電圧点Rがありますので、厄介です。これは、球によって決まるので、簡単ではありません。
しかも、PとQとRは、球のグリッドドライブ電圧の非対称性で決まるので、さらに困難です。たとえば、PとRの中点にQがあるともいえないのです。