GaN Single End Power Amp その10 ― 2024年03月05日 18時39分46秒
GaN（窒化ガリウム）トランジスタを終段に使ったパワーアンプ、その後いくつか手を入れて、ますます素晴らしい音に変貌してきた。まずは増幅部の回路図を。
回路の説明
調整箇所は次の二カ所
VR1: 初段C3mのプレート電圧調整
VR2: 終段GS66502Bのアイドリング電流調整
当初、プレート電圧によって歪率は大きく変化するだろうと予想していた。ところが実際にVp=30〜80Vの間で様子を見てみると、ほとんど変化しない。これにはしょうしょう驚いた。
ただし、Vp=100Vを超えた場合もそうであるかどうかは不明。
左チャンネルと右チャンネルとで歪率を比較すると結構な差がある。これはC3mの個体差によるものであろう。
続いて電源部。高電圧部の平滑回路にはチョークを入れた。
（トラブルシューティング）
いつものように、ここに至るまで艱難辛苦（おおげさ）がいくつかあった。
１）終段の発振
VR2を回して徐々にアイドリング電流を増やしていくと、ある時点から発振を始めた。発振は12秒間隔で始まり、数秒間大暴れした後また静かになるという繰り返し。当初、増幅素子を疑ったり、配線を疑ったがすべてシロ。
最終的にGS66502Bのドレイン端子近傍にバイパスコンデンサC20をつけたら、もののみごとに発振はおさまった。ソースフォロワのドレインはコンデンサでインピーダンスを下げるというのが鉄則。これを忘れていた。
ついでにC19も付加してLND150にも対策を行った。
わかってみればまことに馬鹿馬鹿しいことであるが、この現象に悩むこと数週間。一時は止めようかと思ったことも。諦めなくてよかった。
ついでに言えば、バイパスコンデンサのことに気がついたのは、たまたまドレイン付近に指を触れたら発振がおさまったことがきっかけだった。
発振の原因を探るとき、いろいろなところを感電に注意しながら触れてみるというのは、意外な発見をもたらすことがある。
２）C3ｍの第二グリッド電圧の固定方法
当初、定石通りに+140Vを抵抗で分割してG2の電圧を与えていた。
そこへたまたまコメント欄にコメントが入り、私の過去の記事で定電圧ではなく定電流でG2電圧を与える方法について書いてあったのに言及してくださった。こちらはすっかり忘れていたが、そう言えばこんな方法もあるのかと逆に教えられて、さっそくLND150を使った定電流回路に入れ換えた。実装面から言えば場所を取らずコンパクト、まことによろしい。音については、他の変更と一緒に行ったのでなんとも言えないが、すくなくとも悪いところは一切ない。
３）G2電圧のバイパスコンデンサ
当初、C13には手持ちにあった一般的な電解コンデンサ100uFを使っていた。高域が若干弱く聞こえる原因はC11の値だけではなく、このコンデンサの影響だろうと推測。そこでC14を追加した。
４）初段C3mの発振
片チャンネルは安定だったのが、別チャンネルが発振してしまった。発振周波数はおよそ400KHz。もちろん配線ミスはない。ああでもないこうでもないということで、結局C11を入れたら見事に安定になった。当初5pFとして高域カット周波数を35KHzとしていたが、音を聴いてみると若干高域がおとなしく感じる。そこで3pFに変更すると、これが一変して余韻が細やかに広がってすばらしい。
（残された課題）
・C3mのヒーターは終段の電源からもらっていて、電圧を合わせるためにR7, R8を挿入しているが、20Vの規定電圧に若干足りなくて少し不満がある。ここは定電流駆動にしてみたい。
・R14は2N3634のベース電流によって電圧がかかるようになっていて、アイドリング電流設定の役割も兼ねている。なのでどうしても高抵抗値になりVARが使えない。ここは手持ちの進抵抗とした。R14は音に大きな影響があるはず。これが気がかりで、将来なんとかしたい。
・残留ノイズは0.5mVあって、ダブルウーファーではややハム音が聞こえる。またシールドがないために、チッチというような静電誘導によるノイズも耳障りなときがある。ここあたりも対策が必要であろう。
（総合評価）
このアンプは300Bシングルアンプに追いつくことを目標として設計を始めた。当初は終段にもゲインをもたせたソース接地で攻めたのだが、どうしても音が腰高で満足できない。
今の私の技量ではソース接地でよい結果を得ることは難しいと判断し、ドレイン接地（ソースフォロワ）とした。実を言えばドレイン接地は以前も試しことがあって、そのときは平凡な音しか出ず、がっかりした記憶がある。何も手を打たなければ、今回も失敗する可能性がある。
そこで300Bシングルアンプに範をとって初段をC3mの五結とした。これが決め手となった。C3mの五結はすばらしい。独特の濃厚で重心の低い音はここから出ているに違いない。 なので300Bシングルアンプとよく音の傾向がよく似ている。
もちろんそれだけではない。終段GaN素子は2N3634のエミッタフォロワでドライブしたことも効いているに違いない。
純粋の真空管派の方がご覧になれば、半導体を混ぜたこんな回路は歯牙にもかけないだろう。けれども真空管と半導体の両方のよいところをうまく活かせば、決して純真空管アンプに引けを取らないアンプを造ることができるのではないか。いろいろ意見はあるかもしれないが、とにかくそういう可能性を切り開いていきたいと願っている。
調整箇所は次の二カ所
VR1: 初段C3mのプレート電圧調整
VR2: 終段GS66502Bのアイドリング電流調整
当初、プレート電圧によって歪率は大きく変化するだろうと予想していた。ところが実際にVp=30〜80Vの間で様子を見てみると、ほとんど変化しない。これにはしょうしょう驚いた。
ただし、Vp=100Vを超えた場合もそうであるかどうかは不明。
左チャンネルと右チャンネルとで歪率を比較すると結構な差がある。これはC3mの個体差によるものであろう。
続いて電源部。高電圧部の平滑回路にはチョークを入れた。
いつものように、ここに至るまで艱難辛苦（おおげさ）がいくつかあった。
１）終段の発振
VR2を回して徐々にアイドリング電流を増やしていくと、ある時点から発振を始めた。発振は12秒間隔で始まり、数秒間大暴れした後また静かになるという繰り返し。当初、増幅素子を疑ったり、配線を疑ったがすべてシロ。
最終的にGS66502Bのドレイン端子近傍にバイパスコンデンサC20をつけたら、もののみごとに発振はおさまった。ソースフォロワのドレインはコンデンサでインピーダンスを下げるというのが鉄則。これを忘れていた。
ついでにC19も付加してLND150にも対策を行った。
わかってみればまことに馬鹿馬鹿しいことであるが、この現象に悩むこと数週間。一時は止めようかと思ったことも。諦めなくてよかった。
ついでに言えば、バイパスコンデンサのことに気がついたのは、たまたまドレイン付近に指を触れたら発振がおさまったことがきっかけだった。
発振の原因を探るとき、いろいろなところを感電に注意しながら触れてみるというのは、意外な発見をもたらすことがある。
２）C3ｍの第二グリッド電圧の固定方法
当初、定石通りに+140Vを抵抗で分割してG2の電圧を与えていた。
そこへたまたまコメント欄にコメントが入り、私の過去の記事で定電圧ではなく定電流でG2電圧を与える方法について書いてあったのに言及してくださった。こちらはすっかり忘れていたが、そう言えばこんな方法もあるのかと逆に教えられて、さっそくLND150を使った定電流回路に入れ換えた。実装面から言えば場所を取らずコンパクト、まことによろしい。音については、他の変更と一緒に行ったのでなんとも言えないが、すくなくとも悪いところは一切ない。
３）G2電圧のバイパスコンデンサ
当初、C13には手持ちにあった一般的な電解コンデンサ100uFを使っていた。高域が若干弱く聞こえる原因はC11の値だけではなく、このコンデンサの影響だろうと推測。そこでC14を追加した。
４）初段C3mの発振
片チャンネルは安定だったのが、別チャンネルが発振してしまった。発振周波数はおよそ400KHz。もちろん配線ミスはない。ああでもないこうでもないということで、結局C11を入れたら見事に安定になった。当初5pFとして高域カット周波数を35KHzとしていたが、音を聴いてみると若干高域がおとなしく感じる。そこで3pFに変更すると、これが一変して余韻が細やかに広がってすばらしい。
（残された課題）
・C3mのヒーターは終段の電源からもらっていて、電圧を合わせるためにR7, R8を挿入しているが、20Vの規定電圧に若干足りなくて少し不満がある。ここは定電流駆動にしてみたい。
・R14は2N3634のベース電流によって電圧がかかるようになっていて、アイドリング電流設定の役割も兼ねている。なのでどうしても高抵抗値になりVARが使えない。ここは手持ちの進抵抗とした。R14は音に大きな影響があるはず。これが気がかりで、将来なんとかしたい。
・残留ノイズは0.5mVあって、ダブルウーファーではややハム音が聞こえる。またシールドがないために、チッチというような静電誘導によるノイズも耳障りなときがある。ここあたりも対策が必要であろう。
（総合評価）
このアンプは300Bシングルアンプに追いつくことを目標として設計を始めた。当初は終段にもゲインをもたせたソース接地で攻めたのだが、どうしても音が腰高で満足できない。
今の私の技量ではソース接地でよい結果を得ることは難しいと判断し、ドレイン接地（ソースフォロワ）とした。実を言えばドレイン接地は以前も試しことがあって、そのときは平凡な音しか出ず、がっかりした記憶がある。何も手を打たなければ、今回も失敗する可能性がある。
そこで300Bシングルアンプに範をとって初段をC3mの五結とした。これが決め手となった。C3mの五結はすばらしい。独特の濃厚で重心の低い音はここから出ているに違いない。 なので300Bシングルアンプとよく音の傾向がよく似ている。
もちろんそれだけではない。終段GaN素子は2N3634のエミッタフォロワでドライブしたことも効いているに違いない。
純粋の真空管派の方がご覧になれば、半導体を混ぜたこんな回路は歯牙にもかけないだろう。けれども真空管と半導体の両方のよいところをうまく活かせば、決して純真空管アンプに引けを取らないアンプを造ることができるのではないか。いろいろ意見はあるかもしれないが、とにかくそういう可能性を切り開いていきたいと願っている。
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