管球アンプ製作記

スクリーングリッドをツェナーダイオードでクランプするときちょっと考えなければならないことがある。

市販のツェナーダイオードは400mWから500mWの物が一般的だ。
仮に400mWとして電圧が36Vだと流せる電流は最大11mAになる。
アンプの電源はダイオード整流を予定している。
すると、アンプに電源を入れて真空管が温まらないまでの間はツェナーに過大な電流が流れる。
さらに最悪、真空管を全部抜いてアンプの電源を入れたときツェナーが壊れないかも検討する必要がある。
実機ではこのような問題点を計算してツェナーを2個直列にするとか考えなければならない。

ツェナーを使わずオリジナルと同じに抵抗一本でバイアスを与えるとすると500kΩ位でちょうど良くなる。
しかし、バイパスコンデンサーは数μFにしないと低域のカットオフが十分に低くならない。
ツェナーだと、雑音防止用の0.1μFを入れるだけなので低域の問題はなくなる。  

シミュレーションの結果次の定数でバランスの取れたものになった。


初段のプレート電圧は101.6Ｖでカソード電圧は770mVになる。
ツェナーダイオードは36Vの物である。
実機は6GH8Aを使うので実験しながら定数を決めることになる。  

第一ポールを出力段に置く「黒川式アンプ（出力段位相補正型）」にするには初段は数百kHz以上まで延ばしたいところだ。
これまでのシミュレーションの結果から初段の負荷抵抗は100kΩ以下が最低ラインになる。

ところが、5極管の電圧増幅回路では負荷抵抗が大きい方がゲインが大きく歪は小さくなる。
初段のB電圧をオリジナルST-70と同じ300Vとすると負荷抵抗100kΩでは歪が大きく最適なポイントが探せない。
また、スクリーングリッドへ抵抗１本で電圧を供給するとここも最適ポイントを探すネックになる。

そこで、まずスクリーングリッドの電圧をツェナーダイオードで固定してシミュレーションをしてみた。

結果は

１、スクリーングリッドの電圧を高くすると歪が大きくなる35Vから40Vくらいで十分。
２、B電圧は200V程度で十分な出力が得られ歪も少なくなる。
３、プレード電圧はPK分割段と直結になるので100V程度が良い。

以上の事が分かってきた。  

PK分割のカソードから前段のスクリーングリッドに帰還する回路シミュレーションしてみました。
この回路はいろいろ問題があり、今回は採用を見送ろうと思います。

シミュレーション結果
（１）ゲインが低い
（２）上下でゲインに差がある。
（３）歪の少ない動作点を見つけるのが困難。

（１）と（２）については5極管のスクリーングリッドからアース間にバイパスコンデンサーを入れるとほぼ解決します。
多少残るゲイン差は３極管のプレート負荷抵抗に並列に帰還抵抗と同じ値の抵抗を入れると解決します。
（３）については直結点が増えるので歪が少なく出力が大きくなるポイントを探すのが困難ということです。

また、前段には時定数を持ち込みたくないのでとりあえず没にします。