KT88pp UL 改訂版 ― 2021年12月08日 21時57分05秒
この夏から秋にかけて、300B SE、WE420Aを初段に使ったGaN SE、そしてKT88ppアンプと立て続けに製作した。途中、VP-7723Aが故障してしまったので計測が頓挫し、発表できずにいた。
最近、自分の頭のメモリが揮発性に移行しつつあるので、早めに公開しておかないと自分が何をしていたのか忘れてしまいかねない。大急ぎなのできれいに整理できてはいないが、とにかく掲載だけはしておく。
前回製作したKT88ppは、終段UL接続および出力トランスの2次側を使ったカソード帰還を特色とした。ただ矩形波を見ると、少し癖が感じられ、その点が心残りとなっていた。
そこで今回、GaNシングルアンプで得たノウハウをもとに設計しなおしてみた。
まずは回路図。
特徴は、初段をカスコード接続、定電流負荷として高インピーダンスで終段に送り出していること。単段なのにこれだけで必要なゲインを得ることができる。
回路図のコメントにも書いてあるとおり、センターチョークありの場合と取り外した場合でどのような違いが出るのかをあとで確認する。
できあがった概観。
そして10KHz,負荷8Ωでの矩形波。非常に素直な形で、高域が早く減衰すると言われるDynacoトランスなのに、高域の-3dBポイントが高いことが見て取れる。
センターチョークがない場合の歪率。当然のことだが最大出力が伸びて、歪率2%でも47Wに及ぶ。ゲインは29dBである。
converterとあるのは、不平衡→平衡コンバーターの換算した残留歪率を示す。小出力時の歪率はコンバーターの影響を受けて大きく見えているが、実際はもっと良好である。
各周波数の歪率は非常にそろっていて、設計に破綻がないことを示す。作った本人が一番、このようにきれいな歪率となったことを驚いている。
最近、自分の頭のメモリが揮発性に移行しつつあるので、早めに公開しておかないと自分が何をしていたのか忘れてしまいかねない。大急ぎなのできれいに整理できてはいないが、とにかく掲載だけはしておく。
前回製作したKT88ppは、終段UL接続および出力トランスの2次側を使ったカソード帰還を特色とした。ただ矩形波を見ると、少し癖が感じられ、その点が心残りとなっていた。
そこで今回、GaNシングルアンプで得たノウハウをもとに設計しなおしてみた。
まずは回路図。
回路図のコメントにも書いてあるとおり、センターチョークありの場合と取り外した場合でどのような違いが出るのかをあとで確認する。
できあがった概観。
センターチョークがない場合の歪率。当然のことだが最大出力が伸びて、歪率2%でも47Wに及ぶ。ゲインは29dBである。
各周波数の歪率は非常にそろっていて、設計に破綻がないことを示す。作った本人が一番、このようにきれいな歪率となったことを驚いている。
KT88pp（2020年版） その３ ― 2020年04月15日 20時19分15秒
いつものことだが一度で完成することはなくて、大概は後から手直しが入る。
今回は二つの問題が発生した。一つ目。音が期待したほどよくならない。ラジオを聴くぶんにはこれで間に合うのだろうが、どうも気に入らない。
そして二つ目。初段の真空管をMullard 6DJ8からTESLA E88CCに交換したらおもいっきり発振する。グリッドの寄生発振防止用抵抗の値を多くしてもダメ。
カスコード接続した初段を反転増幅回路としてNFBをかけている。おそらく不安定のの原因はこれ。つまり当初の設計がよろしくなかったということだ。
そもそもオーバーオールのNFBをかけようとしたのは、周波数特性の改善が目的。Dynacoのトランスはどうしても高域が早めに低下して、そこが唯一の不満として残っていた。もしほかの手段で改善できるのなら、それに越したことはない。
それでいろいろ調べてみると、カソード帰還という方法があることに気がついた。これなら出力トランスのの接続を変えるだけで実現できる。帰還抵抗がいらなくなるので、回路もシンプルになる。で、やってみることにした。
変更後の回路は以下の通り。やたらに抵抗が多く見えるが、このうちの12個は寄生発振防止用で、動作に最低限必要な抵抗は7本であるから、フルバランス回路としてはむしろ少ない方だと思う。
作りっぱなしはいけない。特性を測定する。
ゲイン：29.3dB(L ch) 29.0dB(R ch) at 1KHz
周波数特性： 8〜73.5KHz (-3dB)
残留ノイズ： 390uV（入力開放）
調整なしで左右のゲイン差が0.3dBにおさまった。初段に使ったE88CCのマッチングがとれているためだろう。これはeBay経由で購入したもので、非常に良心的な業者だった。
そしてなによりも周波数特性が大幅に改善されたのはうれしい限り。これなら大満足である。
続いて11KHzの矩形波。少しオーバーシュートが見られる。この程度であれば許容範囲だろうか。
そして内部の様子。いつものように、後から改造の手を加えているので最適化された状態にはなっていない。
動作はすこぶる安定していて、ただいまネットラジオを流しながらエージング中。
このままいくとメインの座を脅かしそうな予感がする。YAMAHA NS-10M PROで聴いていても高域がすっと伸びていて気持ちが良い。
今回は二つの問題が発生した。一つ目。音が期待したほどよくならない。ラジオを聴くぶんにはこれで間に合うのだろうが、どうも気に入らない。
そして二つ目。初段の真空管をMullard 6DJ8からTESLA E88CCに交換したらおもいっきり発振する。グリッドの寄生発振防止用抵抗の値を多くしてもダメ。
カスコード接続した初段を反転増幅回路としてNFBをかけている。おそらく不安定のの原因はこれ。つまり当初の設計がよろしくなかったということだ。
そもそもオーバーオールのNFBをかけようとしたのは、周波数特性の改善が目的。Dynacoのトランスはどうしても高域が早めに低下して、そこが唯一の不満として残っていた。もしほかの手段で改善できるのなら、それに越したことはない。
それでいろいろ調べてみると、カソード帰還という方法があることに気がついた。これなら出力トランスのの接続を変えるだけで実現できる。帰還抵抗がいらなくなるので、回路もシンプルになる。で、やってみることにした。
変更後の回路は以下の通り。やたらに抵抗が多く見えるが、このうちの12個は寄生発振防止用で、動作に最低限必要な抵抗は7本であるから、フルバランス回路としてはむしろ少ない方だと思う。
ゲイン：29.3dB(L ch) 29.0dB(R ch) at 1KHz
周波数特性： 8〜73.5KHz (-3dB)
残留ノイズ： 390uV（入力開放）
調整なしで左右のゲイン差が0.3dBにおさまった。初段に使ったE88CCのマッチングがとれているためだろう。これはeBay経由で購入したもので、非常に良心的な業者だった。
そしてなによりも周波数特性が大幅に改善されたのはうれしい限り。これなら大満足である。
続いて11KHzの矩形波。少しオーバーシュートが見られる。この程度であれば許容範囲だろうか。
このままいくとメインの座を脅かしそうな予感がする。YAMAHA NS-10M PROで聴いていても高域がすっと伸びていて気持ちが良い。
KT88pp（2020年版） その2 ― 2020年04月09日 22時53分51秒
調整中のKT88pp。終段のアイドリング電流は、ひかえめにして30mAに設定。前回は、初段と終段を直結して非常に苦労した。CR結合でDC的に分離すると、なにがあっても被害が全体に及ぶことがないので、心理的にも負担が少ない。
続いて裏面。いつものことだが、手を加えながら完成度を上げているので、後から見ると「ああしておけば良かった」という点がいくつかある。
そして火をともした風景。妻はこれを見て、いたく感激していた。こういう演出が大事である。
続いて裏面。いつものことだが、手を加えながら完成度を上げているので、後から見ると「ああしておけば良かった」という点がいくつかある。
そして火をともした風景。妻はこれを見て、いたく感激していた。こういう演出が大事である。
KT88pp（2020年版） その１ ― 2020年04月09日 22時17分34秒
あしたはどうなるのかと緊張と不安が渦巻く中、こちらは淡々と目の前にあることに取り組みながら日々を過ごすことをこころがける。
妻も極力外出を控え、二階のリビングに座り込んでずらりとそろえた「婦人之友」のバックナンバーを研究する毎日。記事を参考にしながら黙々と手を動かしていろいろ作っている。そうしたら、その作業の合間にラジオを聴きたいのでなんとかならないかという話になった。ネットでも聴けるのだが、iPhoneやiPadでは音が悪く、できるなら真空管アンプがよいという。
ということで、話は結局リビングにオーディオ装置を作り上げることにおさまった。
真空管アンプとなれば昨年末から作りかけているKT88ppがある。ここ二週間、集中して作業した。いつもとおり、あれやこれやトラブルに見舞われたけれど、ななんとか完成にこぎ着けた。
まずはメインの回路図。特徴は大きく三つある。反転入力NFBと、初段と終段の間にカソードフォロワーを設けたこと。そして、OPTの中点にチョークトランスをつないでいること。これを入れると最大出力が大幅にダウンするけれど、音はシングルに近づくと言われて、以前から気に入っている。
次に電源部。ここはあまり特徴はない。一つだけ補足するなら、一般にヒーターの片側は接地するところ、Dynaco MK3に則って中点をCを介して接地し、フローティングさせている。これで、カソードフォロワーのカソード･ヒーター間電圧の問題をクリアできる。
次に平滑回路、デカップリング回路、バイアス回路。チョークトランスを使って、これまでに比べてシンプルに仕上がった。
妻も極力外出を控え、二階のリビングに座り込んでずらりとそろえた「婦人之友」のバックナンバーを研究する毎日。記事を参考にしながら黙々と手を動かしていろいろ作っている。そうしたら、その作業の合間にラジオを聴きたいのでなんとかならないかという話になった。ネットでも聴けるのだが、iPhoneやiPadでは音が悪く、できるなら真空管アンプがよいという。
ということで、話は結局リビングにオーディオ装置を作り上げることにおさまった。
真空管アンプとなれば昨年末から作りかけているKT88ppがある。ここ二週間、集中して作業した。いつもとおり、あれやこれやトラブルに見舞われたけれど、ななんとか完成にこぎ着けた。
まずはメインの回路図。特徴は大きく三つある。反転入力NFBと、初段と終段の間にカソードフォロワーを設けたこと。そして、OPTの中点にチョークトランスをつないでいること。これを入れると最大出力が大幅にダウンするけれど、音はシングルに近づくと言われて、以前から気に入っている。
次に電源部。ここはあまり特徴はない。一つだけ補足するなら、一般にヒーターの片側は接地するところ、Dynaco MK3に則って中点をCを介して接地し、フローティングさせている。これで、カソードフォロワーのカソード･ヒーター間電圧の問題をクリアできる。
次に平滑回路、デカップリング回路、バイアス回路。チョークトランスを使って、これまでに比べてシンプルに仕上がった。
KT88pp 制作奮戦記その４ ― 2019年12月09日 12時56分46秒
今回のアンプの設計仕様のポイントは以下の通りである。
１）初段から終段までバランス回路とする。
２）出力トランスの高域特性を改善するためにNFBを2次側からかける。
３）初段と終段を直結することで、カップリングCを排除する。
以下、これを実現するために試作段階で遭遇したトラブルについてまとめる。
トラブル一覧表
１）出力トンスの２次側の処理について
２次側をGNDから浮かせてはならないことは知っていた。それで回路としてはNFBの抵抗を介し、初段のバイアス電圧部で2次側出力がGNDにつながるように設計した。
ところが、KT88のアイドリングを上げていくと発振し、最初は原因がつかめず迷走するも、結論として２次側がGNDから「浮いている」ためと判明。
先人の知恵を拝借すると、バランス回路では4Ω端子をGNDに落とすケースと、100Ω程度の抵抗で0Ωと8Ω（もしくは16Ω）をGNDに落とすケースとがあることがわかった。Dynacoトランスは4Ω端子があるのでこれをGNDに落とせばシンプルに解決するはず。しかし、シミュレーションしてみるとなぜかひずみ率が悪化するとの予想。
手持ちの関係から最初は510Ωで試してみるとIp=25mA以上で発振してしまう。結局、270Ωで安定することがわかった。（前回掲載の基板には510Ωのときのものが写っている）
2）MOSFETの温度特性
当初、定電流回路にDN2540を使うことにしていた。ところが試作してみるとスイッチオンの後のドリフトが大きく、プレート電流が大きく変動し、全く実用にならない。
TL431のような温度補償された定電圧素子を使えば解決するであろう。しかし、できるだけ手元にある部品を使いたいとの主旨から結局サブミニチュア真空管7963に登場願った。結果、ドリフトは実用範囲に収めることができた。
3）初段の高域特性が極端に低くなる現象
初段はカスコード増幅回路を構成しているので出力インピーダンスがかなり高い。しかし、KT88と直結させても周波数特性にはさほど影響が出ないだろうと踏んでいた。
ところが測定してみると予想以上に高域が早く落ちてしまう。当初ほかに何か原因があるのではないかと悩んだが、結局KT88の入力容量が影響しているとの結論に至った。
となると対策は、カソードフォロワーかソースフォロワーを入れるしかない。実機では、定入力容量のMOSFETであるLND150を使うことにした。小さな部品なので基板に実装しやすかったことも決め手となった。
NFBをはずしてKT88のグリッド部分の周波数特性を測定すると、-3dBポイントは200KHz以上となり、満足できる結果となった。
以上のトラブルは、ベテランの方々から見れば設計段階ですぐに見抜ける程度の話であろう。しかしNFBをかけて出力トランスを使った真空管アンプのノウハウは皆無に近い私には、貴重な体験であった。
今回のことをとおして、「本物の知識は痛い目に遭わないと身につかない」、言い換えれば「身銭を切らなければ自分のものとならない」との真理を改めて学ぶ機会となった。
昨今はネット検索で手軽に情報を手に入れられるたいそう便利な世の中になったが、本物の知識を蓄えている人がどれだけいるのか、老婆心ながら心配になってくる。
１）初段から終段までバランス回路とする。
２）出力トランスの高域特性を改善するためにNFBを2次側からかける。
３）初段と終段を直結することで、カップリングCを排除する。
以下、これを実現するために試作段階で遭遇したトラブルについてまとめる。
トラブル一覧表
１）出力トンスの２次側の処理について
２次側をGNDから浮かせてはならないことは知っていた。それで回路としてはNFBの抵抗を介し、初段のバイアス電圧部で2次側出力がGNDにつながるように設計した。
ところが、KT88のアイドリングを上げていくと発振し、最初は原因がつかめず迷走するも、結論として２次側がGNDから「浮いている」ためと判明。
先人の知恵を拝借すると、バランス回路では4Ω端子をGNDに落とすケースと、100Ω程度の抵抗で0Ωと8Ω（もしくは16Ω）をGNDに落とすケースとがあることがわかった。Dynacoトランスは4Ω端子があるのでこれをGNDに落とせばシンプルに解決するはず。しかし、シミュレーションしてみるとなぜかひずみ率が悪化するとの予想。
手持ちの関係から最初は510Ωで試してみるとIp=25mA以上で発振してしまう。結局、270Ωで安定することがわかった。（前回掲載の基板には510Ωのときのものが写っている）
2）MOSFETの温度特性
当初、定電流回路にDN2540を使うことにしていた。ところが試作してみるとスイッチオンの後のドリフトが大きく、プレート電流が大きく変動し、全く実用にならない。
TL431のような温度補償された定電圧素子を使えば解決するであろう。しかし、できるだけ手元にある部品を使いたいとの主旨から結局サブミニチュア真空管7963に登場願った。結果、ドリフトは実用範囲に収めることができた。
3）初段の高域特性が極端に低くなる現象
初段はカスコード増幅回路を構成しているので出力インピーダンスがかなり高い。しかし、KT88と直結させても周波数特性にはさほど影響が出ないだろうと踏んでいた。
ところが測定してみると予想以上に高域が早く落ちてしまう。当初ほかに何か原因があるのではないかと悩んだが、結局KT88の入力容量が影響しているとの結論に至った。
となると対策は、カソードフォロワーかソースフォロワーを入れるしかない。実機では、定入力容量のMOSFETであるLND150を使うことにした。小さな部品なので基板に実装しやすかったことも決め手となった。
NFBをはずしてKT88のグリッド部分の周波数特性を測定すると、-3dBポイントは200KHz以上となり、満足できる結果となった。
以上のトラブルは、ベテランの方々から見れば設計段階ですぐに見抜ける程度の話であろう。しかしNFBをかけて出力トランスを使った真空管アンプのノウハウは皆無に近い私には、貴重な体験であった。
今回のことをとおして、「本物の知識は痛い目に遭わないと身につかない」、言い換えれば「身銭を切らなければ自分のものとならない」との真理を改めて学ぶ機会となった。
昨今はネット検索で手軽に情報を手に入れられるたいそう便利な世の中になったが、本物の知識を蓄えている人がどれだけいるのか、老婆心ながら心配になってくる。
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