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真空管アンプの出力回路について

真空管アンプの出力にトランスを使った場合、そのまま単純に出力するだけだと低音があまり多く出ません。
これは一般に「トランスの自己インダクタンス不足」であるとされます。

自己インダクタンスが足りないと、どうなるのでしょうか?
これは出力回路の等価回路を考えるとよくわかります。
真空管等価回路

トランスの主な役割は「インピーダンス変換」ですが、等価的には図の下ように「1次側インピーダンスに変換された負荷」と「トランスの1次リアクタンス」が並列に接続された形になっています。
また、真空管には内部抵抗があって、これは交流電源に内部抵抗分が直列につながった状態になっています。

ここで、仮に12AV7をトランスで接続した場合を考えてみます。使用するトランスはT600とT1200です。
12AV7の内部抵抗は4800Ω、T600の1次リアクタンスは約40kΩ(880Hz)、T1200の1次リアクタンスは70kΩ(880Hz)とします。
周波数が低くなると、1次リアクタンスも下がります。ですから、真空管の出力電圧は周波数が低くなると1次リアクタンスのほうへ多く流れてしまい、負荷にあまり多く流れなくなります。その様子をグラフにしてみました。
真空管出力特性
T600では60Hzで出力が半減しているのがわかります。自己インダクタンスの大きいT1200は1次リアクタンスも大きいのでその分低い周波数まで出力が伸びていますが、それでも30Hzで半減してしまいます。

では、内部抵抗が大きい5極管を使った場合には、どうなるでしょうか?
仮に内部抵抗を100kΩとして、同様に計算してみます。
真空管出力特性_1
低域で特性が極端に悪くなってしまいました。

逆に、内部抵抗を1kΩとしてみると、
真空管出力特性_2
T600でも20Hzまで伸び、十分な特性が得られるようになります。
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プロフィール

@ぽっけ

Author:@ぽっけ
底辺Makerを自負する@ぽっけが日々製作している「初歩の電子工作」の記録です。
自分で「あっ、あれ欲しい!」と思ったものを猪突猛進、地で製作しています。

★略歴

電子工作は中学のとき、授業でやるよりも早く自分で始めました。・・・といっても小遣いも少なく技術も未熟だったので、ラジオを作るのさえもやっとでした。

高校・大学でも工作を続け、大学在学中にようやくトランジスタ回路の基礎が理解できるようになってきました。

大学卒業後はメーカーに就職し設計職で忙しい毎日を過ごす中で工作からは遠ざかっていましたが、事務職に配転となり時間に余裕ができてまた工作を始めました。そんな中で2011年のCP+(カメラショー)併設展の「Business Meets」に出展していたテキサス・インスツルメンツのブースで「MSP430 Launchpad」に出会ってから、マイコンを使った電子工作を始めました。

また、鉛フリーはんだに興味を持って、10数種類のはんだをリールで購入。個人で使うには約1200年分の在庫を持つという暴挙を成し遂げ(?)ました。

★イベント出展実績
●Make: Tokyo Meeting 07
●Make: Ogaki Meeting 2012
●Maker Faire Tokyo 2012
●ニコニコ超会議「作ってみタワー ワークショッププロジェクト」
●NT金沢2013
●Maker Faire Tokyo 2013
●ポタアン自作er展示会 atポタ研2014冬
○NT金沢2014(予定)

☆TwitterID:
  @pokke_yamada

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