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はじめに
電脳時代の真空管アンプ設計
中林 歩
Since 2001年8月24日
Updated 2003年6月12日
はじめに
1. 静特性と三定数
1.1 二極管の静特性
1.2 三極管の静特性
1.3 三定数
1.3.1 増幅率 μ
1.3.2 相互コンダクタンス
g
m
1.3.3 プレート抵抗
r
p
1.3.4 三定数の関係の数学的解釈
1.3.5 三定数の値の例
1.4 真空管による増幅と三定数
2. 電圧増幅回路
2.1 カソード接地
2.1.1 数値例
2.1.2 シミュレーション例
2.1.2.1
com_k.cir
2.1.2.2 結果
2.2 電流帰還
2.2.1 数値例
2.2.2 シミュレーション例
2.2.2.1
cur_fb.cir
2.2.2.2 結果
2.2.3 負帰還としての解釈
2.3 プレート接地(カソードフォロワ)
2.3.1 例1--固定バイアス1
2.3.1.1
com_p_1.cir
2.3.1.2 結果
2.3.2 例2--固定バイアス2
2.3.2.1
com_p_2.cir
2.3.2.2 結果
2.3.3 例3--自己バイアス1
2.3.3.1
com_p_3.cir
2.3.3.2 結果
2.3.4 例4--自己バイアス2
2.3.4.1
com_p_4.cir
2.3.4.2 結果
2.4 グリッド接地
2.4.1 数値例
2.4.2 シミュレーション例
2.4.2.1
com_g.cir
2.4.2.2 結果
2.5
E
p
-
I
p
特性図による電圧増幅回路の設計
2.5.1 カソード接地増幅回路の設計
2.5.2 Rを利用した設計
2.5.3 プレート接地増幅回路の設計
2.5.4 グリッド接地増幅回路の設計
2.6 SRPP
2.6.1 例1--固定バイアス
2.6.1.1
srpp.cir
2.6.1.2 結果
2.6.2 例2--電流帰還
2.6.2.1
srpp_cf.cir
2.6.2.2 結果
2.6.3 設計
2.7 カスコード接続
2.7.1 数値例
2.7.2 シミュレーション例
2.7.2.1
cascode.cir
2.7.2.2 結果
2.7.3 設計
2.8 交流負荷
2.9 高域・低域の特性の解析(工事中)
3. 位相反転回路
3.1 P-K分割
3.1.1 ゲイン
3.1.2 出力インピーダンス
3.1.2.1 プレート側
3.1.2.2 カソード側
3.1.3 数値例
3.1.4 シミュレーション例
3.1.4.1
pk.cir
3.1.4.2 結果
3.1.5 負荷がバランスしている場合の等価出力インピーダンス
3.1.6 設計
3.2 差動増幅回路
3.2.1 ゲイン
3.2.2 出力インピーダンス
3.2.3 数値例
3.2.4 シミュレーション例
3.2.4.1
diff.cir
3.2.4.2 結果
3.2.5 設計
3.3 カソード結合型(ミュラード型)
3.3.1 ゲイン
3.3.2 出力インピーダンス
3.3.3 数値例
3.3.4 シミュレーション例
3.3.4.1
mullard.cir
3.3.4.2 結果
3.3.5 設計
3.3.6 ACバランスの調整例
3.3.6.1
mullard3.cir
3.3.6.2
mullard4.cir
4. 電力増幅回路(工事中)
5. 出力トランス
5.1 理想トランス
5.2 トランスの等価回路
5.2.1 中域の等価回路
5.2.2 低域の等価回路
5.2.3 高域の等価回路
5.3 トランスのパラメータの求め方
5.3.1 巻線抵抗
5.3.2 巻数比
5.3.3 1次インダクタンス，浮遊容量，鉄損
5.3.4 漏洩インダクタンス
5.3.5 パラメータの測定例(シングル用)
5.3.6 パラメータの測定例(プッシュプル用)
5.4 トランスのSPICEモデル(シングル用)
5.5 トランスのSPICEモデル(プッシュプル用)
5.6 SPICEによるトランスの特性の解析
5.7 プッシュプル用トランスの1次巻線のインピーダンス
5.8 シングル出力段
5.8.1 トランスが負荷の場合のロードライン
5.8.2 波形が歪んでいる場合の電力
5.8.3 波形から基本波と歪み成分の大きさを求める
5.8.4 歪率
5.8.5 等価回路
5.8.6 シミュレーション
5.8.7 負荷インピーダンスを変化させる
5.8.8 動作点を変化させる
5.8.9 2次歪みと動作点の移動
5.8.10 NFBをかけた場合
5.9 プッシュプル
5.9.1 プッシュプルのロードライン
5.10 差動出力段
5.11 SEPP
6. 負帰還(工事中)
6.1 時定数が1段の場合の周波数特性
6.2 時定数が2段の場合の周波数特性
6.3 時定数が3段の場合の周波数特性
A. 基礎知識
A.1 抵抗，コンデンサ，インダクタ
A.1.1 抵抗
A.1.2 インダクタ
A.1.3 コンデンサ
A.2 分圧，分流
A.2.1 分圧回路(直列接続)
A.2.2 分流回路(並列接続)
A.3 テブナンの定理，ノートンの定理
A.3.1 テブナンの定理
B. 真空管のモデル
B.1 三極管のモデル
B.1.1 特性曲線の特徴
B.1.2 三定数
B.1.3 三極管のグリッド電流モデル
B.1.3.1 グリッドが正の場合のカソード電流
B.1.3.2 プレート電流の最大値
B.1.3.3 グリッド電流とプレート電圧の関係
B.1.3.4 プレート電流
B.1.4 まとめ
B.2 五極管のモデル
B.2.1 プレート電流とスクリーングリッド電流の和
B.2.2 スクリーングリッド電流の分配比率
B.2.3 プレート内部抵抗
B.2.4 最終的なプレート電流・スクリーングリッド電流
B.2.5 三定数
B.3 Rによるインプリメント
B.3.1 パラメータのデータ形式
B.3.2 プレート電流を求める関数
Ip
B.3.3 グリッド電流を求める関数
Ig
B.3.4 相互コンダクタンスを求める関数
gm
B.3.5 内部抵抗を求める関数
rp
B.3.6 増幅率を求める関数
mu
B.3.7 五極管のプレート電流を求める関数
Ipp
B.3.8 五極管のグリッド電流を求める関数
Igp
B.3.9 五極管のスクリーングリッド電流を求める関数
Ig2
B.3.10 五極管の相互コンダクタンスを求める関数
gmp
B.3.11 五極管の内部抵抗を求める関数
rpp
B.3.12 五極管の増幅率を求める関数
mup
B.3.13 五極管のスクリーングリッド内部抵抗を求める関数
rg2
B.3.14 五極管のコントロールグリッド-スクリーングリッド間増幅率を求める関数
mug12
B.4 パラメータの求め方(キャリブレーション)
B.4.1 データのフォーマット
B.4.2 キャリブレーションを行なう関数
Ip.cal
B.5 SPICEのモデル
B.5.1 三極管のモデル
B.5.2 五極管のモデル
B.5.3 SPICEのサブ回路を出力する関数
r2spice
B.6 パラメータ例
B.6.1 電圧増幅管
B.6.2 電力増幅管
C. ソフトウェアの入手とインストール
C.1 R
C.1.1 インストールとショートカットの作成
C.2 SPICE
C.3 本書のプログラム
参考文献
索引
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Ayumi Nakabayashi
平成19年6月28日
