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6CA7全段差動プッシュプル・アンプ              Ver.1.0 '05/05/03
                                Ver.1.1 '05/10/15
                                Ver.1.2 '06/07/27
                                Ver.1.3 '07/12/11
                                Ver.2.0 '08/03/28
                      All rights reserved JA3OOK 中村 利和
 6CA7(EL34)3結による差動型プッシュプル・アンプを製作しました。ドライバー
も6BQ7による差動型です。
 設計と製作において、木村 哲 氏による「情熱の真空管アンプ」(文献1)および同氏の
ホームページ(文献2)を大いに参考にしました。
 真空管の規格特性は、木下順二 氏のホームページ(文献3)および Frank Philipse 氏
のデータベース(文献4)などを主に利用しました。
各氏に対して深く感謝しますとともに敬意を表します。

1.出力段の設計
  期待する最大出力は私の使用環境から3〜5Wも有れば十分であり、回路設計も最新の
 技術を取り入れて差動型プッシュプル・アンプとした。
 出力管は6CA7と決め、文献1による差動型出力段のロードラインの考え方を基本とし、
 EP-Ip特性は文献3の記事中の図(6CA7の3結特性を求めて MJ 1994.1 所収)を基に
 検討の結果、出力管の動作基点を、
   ・Ip 35mA
   ・Ep 220V
 とした。この場合の最大出力は4.9W(負帰還なしで)。

2.全体の利得配分と初段の選定
  文献1の真空管データ一覧から6CA7の3結におけるμとrpおよび使用する出力トラ
 ンスの負荷抵抗から出力段の電圧利得を8Ω出力において約0.22倍と推定した。
  最大出力時の8Ω負荷における電圧は6.3Vであり、アンプ初段(位相反転とドライブ)
 への最大入力電圧を1Vとすると、初段に必要な利得xは、
   1V×x×0.22=6.3V
       x=6.3V/0.22=27(倍)
 となる。
  このときのアンプ全体の利得は 27×0.22=5.9倍である。負帰還も懸けたいので少なす
 ぎる気もするが、まずはこれで製作し、音が小さすぎれば対策を立てることとする。
  初段の真空管を選ぶに当たって、
   ・μ(増幅率)が30強の3極管
   ・Ep-Ip特性の直線性が良いこと
   ・rp(内部抵抗)が低いこと
 を条件に目に留まった6BQ7Aに着目し、文献4で特性を確認し決定した。

3.設計
  設計値の計算はExcelで行い、回路図も同様にExcelで描いた。

4.製作
  LUXKITのA3500のシャーシーを購入し活用した。購入時点ではトランス類(出力と電源)
 だけが取り外された状態であり、その他の部品や配線は付いたまま譲って頂いた。
  従って板金工作は新規に購入したタンゴのトランス(出力と電源)を取り付けるのにド
 リルで穴を開けたこととボリュームの穴をリーマで広げただけであり、工作は非常に楽で
 あった。
  配線は全て今回の設計に合わせてやり直しし、プリント基板も全てのCRを取り外し銅
 箔の一部もはがして設計した回路図に合わせた。
  SW類やコネクタ類などはそのまま使用でき非常に楽に製作ができた。中古のシャシー
 の活用は非常に生産性が上がり今後も実施したい。

5.負帰還2dbでの結果  
  音質、音感
   O社の半導体アンプと聞き比べて
    ・ボーカルの定位感が一層明確
    ・中高音域は同等、低音は引き締まった感じを受ける
  ダンピングファクター
    ・左右ともに 3.0(ON/OFF法)
  総電圧利得 
    ・左 5.3
    ・右 6.3
    差がありすぎ。真空管が中古のせいと思われ今後検討予定。
  音量
    ・CDプレーヤーからのダイレクト入力で、
     普通に聞くには12時の位置前後で十分
      (これでも家族からは大きすぎると言われる)
  ハム音
    ・全く聞き取れない
  発熱
    ・当然かなりの熱
      (ヒータだけで計算上43W!)

6.今後の課題
   ・利得の差を少なくしたい
   ・負帰還量をもう少し多くしたい
   ・クロス中和の実施
  測定結果(2005/10/15追加)

7.外観等
 外観はA3500のオリジナルと大差ない。

     写真1 A3500のシャシーを利用

 ケージを取り外した状態。

     写真2 斜め上から

 内部の様子。

     写真3 電源以外のコンデンサーや抵抗は新品、元のプリント基板は活用

8.設計結果
  Excelを見て頂きたい。Excelはここ。
  なお、最大出力の計算式の錯誤(回路図の訂正は必要なし)は訂正した。

9.おわりに
  本アンプで差動型アンプの音質での優位性を実感できた。今後、別の真空管を使用し
 た差動型アンプや古典管によるシングルアンプを作り、本アンプと比較していきたい。

参考文献
1 木村  哲
  ・「情熱の真空管アンプ '04/5/20 第2刷」(株)日本実業出版社発行
2 木村  哲
  ・ 「情熱の真空管」 http://www.op316.com/tubes/tubes.htm
3 木下 順二
  ・「真空管アンプ情報」http://www.asahi-net.or.jp/~UP2J-KNST/tube.htm
   「6CA7の3結特性を求めて」 http://www.asahi-net.or.jp/~UP2J-KNST/tube/tb-s1.htm
4 Frank Philipse
  ・「Frank's Electron tube Pages 」http://www.tubedata.info/

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