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기술 연구

작성자 DHTsound
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 10726      
  초삼결접속회로 앰프의 실장법고찰 그1 

 

초삼극관접속회로방식에 의한 앰프의 실장법고찰 

 (revision 4)

http://www2u.biglobe.ne.jp/~hu_amp/amput3.htm

2001/5/31(rev4.0)  우다  홍

  

1 부  동작 원리 및 총론  (본문)

1  시작하면서
  1.1  초3결앰프란
  1.2  본문의 기술 및 개정 경과 
  1.3  초3결 V1 의 정의 5/31(rev4.0) 개정 부분
  1.4  회로 동작의 상세 5/31(rev4.0) 개정 부분
  1.5  stopping · 다이오드와 리니어라이저
  1.6  초3결앰프의 변화와 스피커 대응
  1.7  초3결앰프의 재현성 및 신뢰성의 과제

제 2 부  실장과 조정 2부 )

2  실험의 과정, 결과 및 고찰
  2.1  제작 · 실험 예
  2.2  결과의 평가
  2.3  다극관 적용
  2.4  삼극관 적용

3  조정법과 과제
  3.1  종단 바이어스 조정법
  3.2  회로상 문제점
  3.3  바이어스가 깊은 경우 전단의 구상
  3.4  초단 회로∼전압 귀환관회로 의 편성과 P-K NFB 병용 과제
  3.5  삼극관 초3결앰프의 재검토와 검토 여지


1  시작하면서

필자가 본문을 처음 쓴 이후 1년 이상 경과했습니다.  그 사이 몇 번이나 추가하고, 고쳐 써 왔습니다. 그리고, 본문의 영문화에 대해서는 Paul Cambie 씨 (Melbourne,  Australia) 및 鳥居日出雄氏로부터 의 막대한 지도를 받아, 해외에서 접속이 가능하게 되었습니다.

  본문에 대해서 몇 분의 독자로부터 몇 번이나「난해하다」라는 의견을 받았습니다.  작년부터, 변형 회로를 실험해 효과를 얻어, 설명하기 쉬운 중간적인 회로로 2001/4/30 (rev3.11) 개정하고, 이번에는 더욱 재편성해 전반적으로 대폭 개정했습니다.(2001/5/31 rev4.0)


1.1  초3결앰프 시작

  필자는, MJ 잡지 1991 년 5 월호, 1992 년 10 월호 및 1993 년 2 월호에 게재된 카미죠싱이치씨의 기사에서, 초삼극관접속회로 (이하,초3결) 의 앰프를 알았습니다.  필자는 그것들을 참고하여, 카미죠씨의 정의에 의한 807 초3결버젼 3(이하초3결 V3) 앰프를 시작하고, 과거 앰프에는 없는 음질상의 특징을 파악했습니다.

  그 후, 필자가 제작한 초3결앰프의 prototype은, 비교 시험의 결과 모두 카미죠씨의 정의에 의한 초3결버젼 1(이하 초3결 V1,또는 단지 V1) 회로를 기본으로 했습니다.  그리고, 필자는 다양한 관에 대해서 초3결 V1 앰프의 시작을 계속해, 과제의 발굴과 해결법을 모색해 왔습니다.
  카미죠싱이치씨의 기사 및 V1 와 V3 과의 차이점등에 대해서는 카미죠씨의 홈 페이지 http://www.ne.jp/asahi/evo/amp/index.htm를 참조하십시오.


1.2  본문의 기술 및 개정 경과

  본문은 아직도 정비 중에 있습니다.  필자는 지금까지도 몇몇 독자로부터 질문, 의견을 받아, 그때마다 반영하고 개정해 왔습니다. 향후도 개정을 계속 할려는 생각입니다.

●본문 성격의 추이
  필자가 초기에 생각한 본문의 기술 내용은, 카미죠씨의 발안, 설계, 실장된 초3결앰프의「추가 시험판」이었습니다.  그 후 실험을 단계적으로 확대하고「어떠한 관에서도 초3결앰프로서 동작 이 가능하다는 것을 확인한다」를 목표로 본문 타이틀을「초삼극관접속 회로 방식에 의한 앰프의 실장법 고찰」로 변경했습니다.(1999/2 Rev2)

●동작 데이터에 대해서
  본문 중에 기재한 데이터는, 필자가 일단 동작 확인한 것이며, 플레이트 손실의 여유를 보고 인가 전압을 낮추어 설정하고, 동작 확인하고 실용하는 것입니다.  추가 시험되는 경우에는, 피시험관의 불균형을 고려하고 적정 전압의 공급에, 약간의 조정이 필요합니다.(1999/2 Rev2)

●조정법등에 대해서  
  초3결 V1 앰프에서는 회로의 동작점 조정이 중요하므로, 조정 방법과 순서를, 본문 후반「3.1  종단의 바이어스 조정법」으로 기재했습니다.  부차적으로 회로 테스타 기만으로 초3결앰프를 제작 · 조정 할 수 있는 실용성과 재현성을 실증했습니다.(1999/2 Rev2)

●본문을 읽는 분에게
  이하의 설명은, 진공관의「3정수」 및「Eb-Ib 정특성곡선」등의 예비 지식을 가지고 있다 것을 전제로 하고 있습니다.  그리고 NFB (Negative Feed Back:부귀환) 및 SRPP (Shunt Regulated Push-Pull circuit) 등의 회로 동작 원리에 대해서는 다른 교과서를 참조해 주세요.  교과서로서는 예를 들면,
  一木典吉氏著 저「전일본 진공관 메뉴얼」라디오 기술 전서 002A 라디오 기술사  및
  武末数馬氏著 저「파워앰프의 설계와 제작」라디오 기술 전서 011A 라디오 기술사 

를 들 수 있습니다.(1999/4 Rev3)

●(P-G NFB 병용의) SRPP 회로와의 구별,  준초3결회로의 재정의
  그 후, 필자가 동작 원리를 리뷰 · 추구해 가는 과정에서, 초3결 V1 회로와 통상의 삼극관∼삼극관에 의한 SRPP 회로와의 차이점을 분명히 해, 정리했습니다. 「준」초3결 V1 회로의 정의를, 동작상은「순」초3결 V1 회로에 준하고, C/R 결합 등을 하는 경우에 한정 적용 했습니다. (1999/4 Rev3)

●전압 진폭 억제 전력 증폭 회로
  필자가 초3결 V1 회로의 동작 원리를 재검토한 결과, 통상의「전력 증폭」회로가 아니고, 전압 증폭율을 억제하고, 상대적으로 전류 변환 기능을 강조한 회로여서「전압 진폭 억제」전력 증폭 회로가, 보다 적절한 명칭이다라고 생각하여, 설명 자료등에는 그 취지를 병기했습니다.  더욱, 종단입력은 전압 드라이브이고, 출력에는 종단드라이브 전압 성분이 그대로 남기 때문에「전류 앰프」라는 명칭은 부적당합니다.(1999/8 Rev3.3) 

●전압 귀환관, 동회로, 회로도등에 대해서
  초3결 V1 회로의 전압 귀환 기능을 담당하는 소자  ∼전압 증폭 삼극관∼  의 명칭이 카미죠씨의 정의에 의해 분명히 되어, 이전에는「삼극관드라이버」로 칭하고 있던 것을「전압 귀환관」이라고 변경하고, 그것을 포함하는 회로 부분을「전압 귀환관회로」라고 변경했습니다. (1999/8 Rev3.3)

●stopping · 다이오드의 명칭
  본문을 영역한 영어판을1999/8 에 완성했습니다. 이것을 읽은 미국분이, stopping · 다이오드를 블로킹 · 다이오드 (Blocking diode) 로 읽어 바꾸어 있어, 어감으로서는 그 편이 적절하다고 생각됩니다만, 그대로인 채로 있습니다.(1999/8 Rev3.3)

●대진폭 삼극관의 과제 ∼ 삭제
  대진폭 드라이브 삼극관의 초3결앰프화의 실용적 의미에 의문을 느껴, 전면 삭제 했습니다. (2000/1 Rev3.4)· · · 부활도 있을 수 있습니다. (2001/5/31 rev4.0)

●다시 전압 귀환관, 동회로, 미해명의 요소   그러나 그 후의 검토에서는, 전압 귀환관은 전압 증폭 기능을 또한 하고 있으므로「전압 증폭 귀환관」으로 칭하는 편이 적절하다라고 해  견해가 일치했습니다.  단 당 강좌는「전압 귀환관」「전압 귀환관회로」인 채라고 합니다.  현재 상태로서는, stopping · 다이오드의 동작, 전압 귀환관회로의 설계와 전압 귀환관의 선택에는, 아직도 미해명의 요소가 남아 있습니다.(2000/2-3 Rev3.5)

●초3결 V1 회로와 초3결 V1 앰프와의 구별
  초3결 V1 앰프를 시작하면서, 초단∼전압 귀환관∼종단의 구성 요소를「초3결 V1 회로」로 칭하고, 실장되는 개별 앰프에 대해서「초3결 V1 앰프」로 구별 해야 마땅하다는 의견을 수용,  본문중의 표현을 점검 · 수정했습니다.(2000/4 Rev3.6)

●본문의 분할과 부분 수정
  본문이 지나치게 많아, 보기 및 보수에 불편하기 때문에, 내용의 수정과는 별도에, 전반(제일부  동작 원리 및 총론) 및 후반(제2부  실장과 조정)으로 html 을 분할했습니다.  전반의 일부에 기술 순서의 부적당한 장소가 있어, 이것을 수정했습니다.(2000/3 Rev3.5)  또한 동작 원리에 관한 도면 및 설명문의 일부를 증보했습니다.(2000/4 Rev3.6-3.7)

●설명 부족 장소의 부분 추가 수정
  바이어스가 깊은 삼극 출력관을 직결하는 경우의 초단 스크린 · 그리드 전압 공급 방법에 대해서. (2000/5 Rev3.8)  +옆/-측 클립점의 언밸런스에 추가하여(2000/7 Rev3.9)

●시험 대상관의 표에 추가
  지금까지도 수시로 추가하고 있습니다. 여러종류의 시험 대상관의 동작점 정보를 후반의 표 1 에 추가했습니다. (2001/1 Rev3.10)

●쉽게 판단 하기 쉬운 동작 원리 회로의 추가
  본문 전반「1.3  초3결 V1 회로의 정의」에 P-G NFB 병용 캐소드.팔로워와 · 드라이브 회로에 의한「준초3결」회로의 동작 설명을 추가했습니다.(2001/4 Rev3.11)

●동작 원리의 설명 부분의 개정
  P-G NFB 병용 캐소드.팔로워와 · 드라이브 회로를「원형 회로」로서, 동작 원리의 설명 단계에 넣어, P-G NFB 병용 μ팔로워 · 드라이브 회로와의 친화성을 유지해 , 원형 회로∼동작 원리 회로∼실용 회로의 연동성을 유지해, 동작 원리의 이해 용이성을 개선했습니다.(2001/5/31 rev4.0)   


1.3  초3결 V1 회로의 정의

  초3결 V1 앰프의 실장법을 보다 이해하고 충실하기에는, 초3결 V1 회로의 구성과 그 동작 이해가 필요하다고 생각합니다. 

1.3.1  초3결 V1 회로의 종류와 실례

  실은 몇 개의 변화가 있습니다.  그것들은 초3결 V1 회로의 원형과 유사「원형 회로」, 동작 원리의 이해에 필요한 과정으로서의「동작 원리 회로」, 실제로 최소의 부품으로 구성 할 수 있는「실용 회로」입니다.
  이러한 명칭은 필자가 독단적으로 명명한 것입니다만, 실제로 구성된 회로 형식에는, 각자 정식적 구성 요소와 회로 형식 명을 넣은 긴 명칭이 있어, 그것이 본명일지도 모릅니다만, 장황하다고 생각하고 있습니다.
  개개의 회로 설명은 후술 하고, 먼저 분류합니다. 2계통, 3종류로 대별할 수 있습니다.

1)회로 형식 명칭:P-G NFB 병용 캐소드.팔로워 · 드라이브 회로
          →{영} P-G NFB'ed cathode follower driven circuit
   초3결분류 명칭 :준초3결 V1 회로  →{영} Semi-STC V1 circuit
       · · · 설명의 평의에 의해(초3결 V1) 원형 회로라고 칭한다.  →{영} Original circuit
       · · · 이해 하기 쉬운 , 실용예도 있는 회로.
       · · · 카미죠씨의 해설에는 나타나지 않는 준」이 있습니다.

2)회로 형식 명칭:P-G NFB 병용 역 μ 팔로워.드라이브
          →{영} P-G NFB'ed inverted Mu follower driven circuit
   초3결분류 명칭 :순초3결 V1 회로   →{영} (Pure-) STC V1 circuit
       · · · 카미죠씨의 해설에 최초로 나타난 것으로「순」입니다.

2.1)이것으로 포함되는 회로와 그 명칭 (1) (초3결 V1) 동작 원리 회로 
           →{영} Theoretical (STC V1) circuit
       · · · 아래와 같은(2.2)실용 회로에 앞서 이해를 필요로 하는 중간적 회로.

2.2)이것으로 포함되는 회로와 그 명칭 (2) (초3결 V1) 실용 회로  
      →{영} Practical (STC V1) circuit
       · · · 비용대 퍼포먼스가 높음, 필자의 시작 예에 많이 적용한 회로.

  상기 중에서, 특히 제작하기 쉽다고 생각되는 원형 회로실용 회로 에 대해서, 아래에 회로도를 나타냅니다.

1.3.1.1  원형 회로∼P-G NFB 병용 캐소드팔로워 드라이버 회로의 예

실은, 본문개정 2001/1 Rev3.10 단계까지는, 난해한「초3결 V1 회로」를, 직접적으로 설명하려고 시도하었습니다만, 필자가 경시하고 있었던, 초3결 V1 로  돌아와 「P-G NFB 병용 캐소드 팔로워 드라이브 회로」를 시험한 결과, 초3결 V1 회로의 효과를 얻을 수 있었을 뿐 아니고, 보다 쉬운 샘플인 것이 판명했습니다.  일의 발단은, 필자가 UX2A3 등의 대입력 진폭을 필요하는 삼극 출력관 (이하, 대입력 삼극관) 의 초3결화 실험을 하는 과정에서, 시험한 회로입니다.


  「나」회로
· · · NFB 등을 병용하고 있고 있지 않은 회로 · · ·의 캐소드팔로워 · 드라이브 회로가 어떠한 동작을 하는지 이해하면, 동작 이해는 간단합니다.  이 회로도는 아래에 있습니다. 전자는 삼극 출력관의 적용 예, 후자는 다극 출력관의 적용 예 입니다.

그림1-1  원형 회로삼극 출력관의 적용 예

 

그림1-2  원형 회로다극 출력관의 적용예

  상기 회로에서는, 실장상 C/R 결합을 이용하고 있습니다.  직결화는 불가능하지 않습니다만, 높은 B 전압이 필요합니다 직결이 아니기 때문에 회로 명칭으로서는「순」초3결이라고 구별해「준」초3결의 일종이라고 했습니다.

1.3.1.2  실용 회로∼P-G NFB 병용 역μ 팔로워 드라이브회로의 예

  두번째 예로서 표준적으로 생각되는 실용 회로인 초3결 V1 앰프의 회로도예를「그림1-3  표준적 초3결 V1 앰프의 회로도」로 표시합니다.

그림1-3  표준적 초3결 V1 앰프의 회로도

1.3.2  초3결 V1 회로의 계보와 이해 스텝

  전기「1.3.1 초3결 V1 회로의 종류와 실례」에 나타냈다시피, 각종의 회로에 대해서,종래 회로 · · · NFB 등을 병용하지 않은 회로 · · ·와의 관계를 포함해, 아래 같은 그림「초삼극관접속 회로의 계보」에 초3결의 각 회로 명명법이나 그 유래를 정리해 보았습니다.
  계보그림으로 판단할 수 있지만, 결국 실용 회로는 최심부에 있기 때문에, 난해한 이유도 여기에 기인하겠지요.  여기까지 도달하기 전에 아래 그림을, 일일이 상세하게 전부 스텝 바이 스텝으로 이해하는 것이, 마지막 실용 회로를 완전하게 이해하는 좋은 방법이라고 생각됩니다.

(1) 우선 원형 회로준초3결 V1 회로 에서 기본 동작을 이해하고,
(2) 다음에 원형 회로와의 관련성을 고려하면서, 다음 스텝인 순초3결 V1 회로를, 동작 원리 회로로서 이해하고,
(3) 다음에 더욱 동작이 복잡한, 그러나 회로는 간단하고 실장에 적절한 실용 회로동작 원리 회로와 관련성도 함께 이해합니다.

1.3.3  각단 회로의 명칭과 기능 분담

  필자에 의한 초3결 V1 회로에 의한 앰프의 정의에서는, 회로 구성상에서 아래와 같은 4 항목을 동시에 클리어 하는 것을 조건으로 하고 있습니다.  그 이유는, 이러한 조건이 동작시의 신호근원과 부하의 관계, NFB 신호의 전압 배분및 동작에 필요한 직류 전압의 배분에 깊이 관계하기 때문입니다.

(1) 정전류원을 병용하는 비직선 소자를 포함하는 깊은 NFB 회로 구성
(2) NFB 루프에 출력 트랜스를 포함하고 있지 않다
(3) 직결 회로의 원칙
(4) stopping · 다이오드 및 리니어라이저

  각단 회로의 명칭과 기능 분담을, 순서가 역입니다만「1.3.1.2  실용 회로」에서 나타낸 표준적인 실용 회로도에 따라 순서대로 설명합니다.

1.3.3.1  회로 명칭과 기능 분담∼실용 회로

  「그림 1  표준적 초3결 V1 앰프의 회로도」에서 볼 수 있듯이, 3개의 진공관 (초단에 관해서는 상당하는 소자를 포함한다)및 몇 개의 저항, 콘덴서, 다이오드, 출력 트랜스 및 전원으로 구성됩니다. 전원을 제외하고 각각의 진공관 및 다이오드의 기능을 아래와 같이 나타냅니다.

(A) 초단관   :그림 1  6AK5
    입력 신호 전압의 전류 변환 (V/I 변환) , 정전류원, 전압 귀환관의 부하,및 NFB 회로 분압 소자로서 동작한다.

(B) 전압 귀환관:그림 1  6BM8 의 삼극관 부분
    신호 전류의 전압 변환 (I/V 변환) 및 전압 증폭, 종단의 드라이버,
    및 비직선 NFB 회로 분압 소자로서 동작한다.

(C) 종단출력관:그림 1  6BM8 의 오극관 부분
    전압 증폭을 억제한 전력 증폭을 한다.

(D) 다이오드 :그림 1  6BM8 의 우측
    출력 트랜스의 B 전원측 및 출력관의 스크린 · 그리드에 삽입되어,  B 전원으로부터 직류전압공급기능을 정상적으로 유지한다.

  또한, 본문중에 사용하는 회로 명칭과 진공관등의 용도 명칭을 아래와 같이 통일합니다.

○정전류원 기능과 V/I 변환을 겸하는 경우라도「초단」(회로), 해당 진공관은「초단관」.
    상당하는 소자인 FET 또는 바이폴러 · 트랜지스터 (이하,BJT)
    에 대해서도 같다.

○종단관에 신호 입력하는 삼극관은「전압 귀환관」(회로) 또는「전압 증폭 귀환관」(회로).
    (영어판에서는 Voltage Feedback Tube 로 했습니다.)

○종단출력단은 단지「종단」(회로), 그리고 해당 진공관은「출력관」또는「종단관」.

1.3.3.2  각 진공관 회로의 기능 분담∼원형 회로

  상기「1.3.3.1」에서 볼 수 있듯이, 3개의 진공관, 및 몇 개의 저항기, 캐패시터, 다이오드, 출력 트랜스 및 전원으로 구성됩니다.

(A) 초단    :12AX7 SRPP 또는 12AT7/2 에 의한 저항 부하
        단순한 입력 신호 전압의 전압 증폭, 및 P-K NFB 회로로서 동작.

(B) 전압 귀환관 :12AU7/2 또는 12AT7/2 에 의한 P-G NFB 캐소드 팔로워
        종단의 드라이버, 및 비직선 NFB 회로 분압 소자로서 동작한다.

(C) 종단출력관:UX2A3/UX45 또는 6JS6C/EL509
        전압 증폭을 억제한 전력 증폭을 한다.

(D) 다이오드 :6JS6C/EL509 의 G2
        스크린 · 그리드에 삽입, 직류 전압 공급 기능을 정상적으로 유지한다.

1.3.3.3  원형 회로는, 드라이브단과 종단만으로 구성

원형 회로에 의한 앰프에서는 전단을 없애고 생각하면, 실은, 캐소드팔로워(캐소팔로)  실은 전압 귀환관 을 이용한 깊은 NFB 병용의 출력 회로가 초3결 V1 회로의 원형으로 생각됩니다.  이 회로에서, 초3결 V1 앰프의 정의 조건 1항째인 (1) 정전류원을 병용하는 비직선 소자를 포함하는 깊은 NFB 회로 구성을 클리어 합니다
 

원형 회로의 신호 입력 장소는, 캐소드팔로워단의 그리드-그란드간이어서, 전압귀환관에는 증폭 기능을 가지지 않습니다.  동작 원리 회로실용 회로와의 차이점은, 신호 입력 장소와 그 방법이 다르고, 전압 귀환관에 증폭 기능이 없는 것입니다. 
  원형회로앰프의 직결 구성은 물론 가능하지만, 1전원에서 전압 배분을 위해 높은 저항값에 의한 자기 바이어스, 또는 라인 입력 트랜스의 병용, 또는 2전원화 등, 비용의 증가와 실용성의 저하를 회피하여, 시작예에서는 C/R 결합으로 하고 있습니다.

  원형 회로에서는, 캐소드팔로워관의 그리드에 종단출력관 드라이브에 필요한 입력 진폭이 필요한 것은 말할 필요조차도 없습니다.  필자의 실험에서는, 2A3 등은 캐소드팔로워관 앞에 고 μ삼극관 SRPP 에 의한 전압 증폭 회로가 있으면 좋고, 다극관이라면 보통고μ삼극관의 저항 부하에 의한 전압 증폭 회로로 충분합니다.

1.3.3.4  동작 원리 회로∼실용 회로에서는, 게인 확보와 직결을 동시에 실현

  동작 원리 회로실용 회로에서는, 상기 회로의 캐소드팔로워관 실은 전압귀환관  의 그리드 캐소드간에 신호를 입력해 증폭시키고 있습니다. 신호가 입력되는 전압 귀환관은, 언뜻 보기에 캐소드팔로워로 보입니다만, 전압귀환증폭관 상당의 동작이 되어, 원형 회로와 본회로와 최대의 차이점은 전압귀환관이 NFB 소자로서 동작하는 외에, 전압 증폭 작용을 하는 전압 게인을 가지고 있는 것입니다.
  따라서 원형 회로의 캐소드팔로워분의 소자를 전압 귀환관을 겸용하고 있다고 봅니다.  본회로에서는 원형회로와 달리, 전단 증폭단없이 소스 신호를 받아 들이는 것으로 할 수 있습니다. 
  증폭 동작의 부하는
· · · 주로 캐소드 밑에 들어 있는 정전류 소자입니다 · · · 동작 원리 회로실용 회로 앰프의 경우에서는 초단의 오극관 또는 FET/ 바이폴러 · 트랜지스터에서 정전류 소자의 성격을 가지고 있습니다. 그 외에 종단의 부하인 출력 트랜스도 포함됩니다만, impedance의 비율로서 정전류 소자에 비하면 적습니다.(이 부분이 가장 난해하다고 생각됩니다, 후에 쉽게 설명합니다).
  그리고 동작 원리 회로
실용 회로 앰프의 회로에서는, 전압귀환관의 캐소드로부터 종단의 그리드에 직결하고, 정전류원이 종단의 그리드 전류로부터 받는 영향을 전압 귀환관에 흡수시키고 있습니다.(이 부분도, 후에 설명합니다)(2001/4 Rev3.11)


1.4  회로 동작의 상세

  앞에서 본 바와 같이, 초3결 V1 앰프 회로의 구성상 특징은, 아래와 같은 4항목으로 분류됩니다.
(1) 정전류원을 병용하는 비직선 소자를 포함하는 깊은 NFB 회로 구성
(2) NFB 루프에 출력 트랜스를 포함하고 있지 않다
(3) 직결 회로의 원칙
(4) stopping
· 다이오드 및 리니어라이저

  단「(1) 정전류원을 병용하는 비직선 소자를 포함하는 깊은 NFB 회로」이외는 초3결 V1 앰프 회로 고유의 요소는 아닙니다.  그러나 초3결 V1 앰프의 특성을 보다 발휘하는 데 있어 불가결한 요소입니다.
  그리고「(4) stopping · 다이오드 및 리니어라이저」의 항에 대해서는, 지금까지의 통상 앰프 회로에는 나타나지 않았고, 필자의 실험 결과 에 근거하는 구성 요소이기때문에, 1.4.4  stopping · 다이오드와 리니어라이저」에서 자세하게 설명합니다.

  이제, 상기(1)∼(4) 항을 상세히 설명합니다.

1.4.1  기본 회로 구성

이 부분이「초3결극관접속 회로 버젼 1」의 핵심 부분입니다.  약간 난해하지만, 한 번 이해하면, 간단합니다.  단, 이 회로 부분을 이해하지 않으면 설계 · 조정 등의 설정이나 판정, 장해의 해결에 지장이 있습니다.

  아래부분은 신호 취급을 중심으로 진행합니니다. 진공관등의 동작에 대해서는, 그「내부 저항」 위주로 이야기를 진행하기, 내부 저항에 대해 미리 알고 있는 것을 전제로 하고 있습니다.  따라서 각 전극에 공급하는 직류 전압, 바이어스 전압 및 직류 전류는 소홀히하고 있습니다.  직류 전압 배분의 관련에 대해서는 본문「1.4.1.5  직류 전압 배분에 대해서」에서 자세히 기술합니다.

기본 회로 구성

  카미죠씨의 원전에 의한「초3결극관접속 회로」의 발상에서는, OP앰프 의한 이상 앰프에 대해서 삼극관을 NFB 루프에 넣어, 종단출력관의 성격을 삼극관의「맛내기」로 순수 배양한다로 표현되고 있었습니다.  그 기본 회로를「그림 2  기본 회로 구성」에 나타냅니다.

그림 2  기본 회로 구성

정전류원 및 V/I 변환은
  종래 진공관 회로에서는 전압 증폭을 전제로 이해하면 대부분 해결되고,「정전류원」 및「V/I 변환」이라는 개념은 일반적으로 필요가 없었습니다.  그런데, 본문에서는 지금까지 나타나지 않았던 초3결극관접속 회로의 해석과 이해에 절대적으로 필요한「정전류원」 및「V/I 변환」에 대해서 보충 설명합니다.

  정전류원은, 가해지는 전압이 변화해도 흐르는 전류가 바뀌기 어려운 성질을 가지는 회로의 일입니다.  큰 저항값 또는 impedance를 가지는 것과 같은 의미입니다.  이러한 성질의 회로를「정전류성을 가지는」회로라고 말하고, 이러한 소자도 「정전류성을 가진다」라고 말하고, 이러한 소자를「정전류 소자」라고 말하고, 그 기능을「정전류 기능」이라고 말합니다.
  정전류 소자로서는, 정전류 다이오드라는 제품이 있고,오극관, 바이폴러 · 트랜지스터, FET (전계 효과 트랜지스터) 는 정전류성을 가져, 정전류 소자로서 이용 할 수 있습니다.

  그런데, 정전류원의 설명과 함께, 오극관 및 삼극관 동작의 개요에 대해서, 아래와 같이 복습합니다.

●오극관 특성에 의한 정전류원
  오극관의 Eb-Ib 정특성 곡선을 관찰하면, 플레이트 전압이 일정값까지는 경사가 가파르고, 이후 평탄한 특성이 나오니다. 여기서는 플레이트 전압을 변화 시켜도, 플레이트 전류가 미세하게 증감하는 상태입니다. 그 각도는 저항값으로 환산할 수 있습니다.  이 상태가 정전류원 및 impedance로서 이용됩니다. 「그림 3 (1) 정전류성」을 참조해 주세요.  왜 정전류원을 사용하는지의 이유는 잠시 후에 설명합니다. 

●오 극히 관에 의한 V/I 변환
  오 극히 관의 부하 저항을 극단적으로 적게 하면, 전압 진폭이 적고 전압 증폭의 게인은 없지만, 플레이트 전류의 대폭적인 변화는 발생합니다. 이 상태를 V/I 변환에 이용합니다.「그림 3 (2) 오극관의 부하 저항 (L)」을 참조해 주세요.   그리고, 오극관의 동작점에 있어서, 직류 저항과 내부 저항 (내부 impedance) 에는 구배=저항값이 달라, 직류 저항이 낮은 것을 확인해 주세요.

●오극관에 의한 전압 증폭
 

참고로, 종래의 오극관의 사용법을 설명합니다.  부하 저항을 크게 하면, 전압 진폭 및 게인이 떨어져, 플레이트 전압의 대폭적인 변동을 얻을 수  있습니다.  이 상태를 일반 증폭 회로에 이용하고 있습니다.「그림 3 (2) 오 극관의 부하 저항 (H)」를 참조해 주세요.

●오극관에 의한 정전류원과 V/I 변환의 동시 동작
  「그림 3 (2) 오극관의 부하 저항 (L)」를 참조해 주세요. 제어 그리드 전압을 변화 시켜도, 플레이트 전류의 평탄성으로  큰폭으로 바뀌지 않기 때문에, 정전류 기능과 V/I 변환 기능을 동시에 합니다.

●삼극관의 특성
  「그림 3 (3) 삼극관의 동작」을 참조해 주세요. 삼극관의 Eb-Ib 정특성 곡선은 구배가 급해 저항값이 낮기 때문에, 오극관의 정전류성에 대비하여 「정전압성」을 가지고 있습니다. 이것은 동일 제어 그리드 전압으로 플레이트 전압 변화에 플레이트 전류가 민감하게 반응하는 것을 의미합니다.  그리고, 삼극관의 동작점에 있어서, 직류 저항과 내부 저항 (내부 impedance) 은 구배=저항값이 달라, 직류 저항이 높은 것을 확인해 주세요.
  「그림 3  정전류 특성 및오극관· 삼극관의 특성」에 상기의 동작 상태의 개념 그림을 나타냅니다.

그림 3  정전류 특성 및 오극관· 삼극관의 특성

1.4.2  동작 원리∼원형 회로

  카미죠씨의 원전에 의하면, 동작 원리 회로」로부터 시작하고 있습니다.  필자의 가치관에서는, 그 앞에「원형 회로」를 도입하고, 「동작 원리 회로」 및「실용 회로」로 하고 싶습니다.

1.4.2.1  회로의 개요

  「그림 4.1  초3결 V1 의 원형 회로」를 참조해 주십시오.
  우선은, 아주 인기있는 캐소드팔로워
· 드라이브 회로를 변형하여, 캐소드팔로워 드라이브용 삼극관의 플레이트를 종단 플레이트에 접속해, 동작에 필요한 DC 전압과 NFB 신호 전압=종단의 플레이트에 나타난 신호 전압의 공급을 받습니다.
  이것으로 종단 플레이트로부터 종단 자체의 그리드에 NFB 를 걸어, 소위 P-G NFB 회로가 됩니다.  또한 P-G NFB 를 건 캐소드팔로워
· 드라이브용 삼극관은, 전압 귀환관이기도 합니다.  

1.4.2.2  P-G NFB 의 동작

  그런데 캐소드팔로워 · 드라이브 회로를 이용해, 종단에 깊은 P-G NFB 를 걸기 위해서는, 전압 귀환관= 캐소드팔로워  · 드라이버 (관) 의 내부 impedance Zi 보다도, 캐소드에 삽입하는 부하 impedance Zk 를 크게 잡을 필요가 있습니다.
  거기서 부하 impedance에는 정전류 소자를 더해 낮은 전압, 높은 impedance를 실현합니다.  만약, 정전류 소자를 사용하지 않고 고impedance를 실현하려고 하면, 고저항과 마이너스 전원을 캐소드에 가할 필요가 있습니다.
  그리고 캐소드팔로워을 종단 그리드에 C/R로 결합하면, Zk 에 병렬로 다음 단의 그리드가 들어가, 부하 impedance가 약간 저하하게 됩니다만, Zi가 충분히 낮은 드라이버관을 선택하면, 어느정도까지는 impedance의 비율을 유지할 수 있습니다.
  종단 그리드에 신호 전압을 입력한 경우, 전압 증폭되어 종단 플레이트에 나타난 출력 전압이, 전압 귀환관에서 전압 배분된 결과, 종단 그리드에는 역상의 신호로서

  Zk/(Zi+Zk)  where  Zk > Zi or Zk >> Zi

  의 비율로 돌아갑니다.  즉 종단으로 증폭한 전압이 역상 전압 진폭으로 그리드에 돌려져, 잘 하면 종단의 전압 게인을 =1 가깝게 억제 할 수 있어, 즉 출력 신호의 전압 진폭은 종단 그리드에의 입력 신호 진폭 가까이까지 억제할 수 있습니다.  그러나 Zi 는 제로로는 되지 않기 때문에, 완전하게 =1로는 되지 않습니다.
  한편 P-G NFB 에서는 종단관의 상호 컨덕턴스 Gm 에 의해서 얻을 수 있던 입력 전압의 변화 (ΔEin) 에 수반하는 출력 전류의 변화 (ΔIout) · · · 출력중의 신호 전류 성분 양에는 영향을 주지 않습니다.
  즉, P-G NFB 병용 캐소드팔로워 · 드라이브 회로의 형식인 원형 회로는, 깊은 P-G NFB 에 의해서 종래의 전력 증폭 방식에 비해 출력 전력중의 전압 성분이 적다  ∼또는 바꿔 말하면, 전류 성분 비율이 큰 출력이득, 초3결 V1 회로 동작의 특징을 가지는 것이 됩니다.

1.4.2.3  동작 원리 회로∼실용 회로와의 관계

  원형 회로에서 종단의 동작을 주목하면, 뒤에 말하는 초결 V1 동작 원리 회로실용 회로와 완전히 같은 것이됩니다만, 종단관의 드라이브 진폭 상당의 신호 입력 진폭을 필요로 하므로, 이대로 소스 신호를 받아들이기에는 게인이 부족하여, 전치전압 증폭단이 필요합니다.
  전치증폭단에는, 종단관이 다극관이면 전압 증폭 삼극관에 의한 저항 부하 증폭 회로로 충분하지만,
μ가 낮은 삼극 출력관의 경우는 SRPP 회로 등에 의한 충분한 신호 입력 진폭이 필요합니다.
  원형 회로에서는, 전치증폭단의 회로 구성 요소가 종단으로부터 따로 떼어지고 있는 관점으로부터, 또한 순수 초3결 V1 회로인 동작 원리 회로, 실용 회로와 구별하기 위해서, 필자는 준초3결회로, Semi-STC circuit 로 분류하고, 명명했습니다.
  원형 회로에 의한 실장 예는, 본 HP 의 6JS6C/EL509 준초3결 V1앰프의 회로도 및 타여러예에서 (준초3결) 코멘트 하였읍니다

1.4.3  동작 원리∼동작 원리 회로 및 실용 회로

  카미죠씨의 원전에 의하면「삼극관과 종단출력관의 합성 회로의 증폭율이, 삼극관의 그것과 대충 같다」라는 기술이 있었습니다.
  초3결 V1 회로의 설명은,「동작 원리 회로」에 의해 동작을 해석하고, 그 연장으로서「실용 회로」를 설명합니다.「실용 회로」의 예로서는 전술의「그림1-3  표준적 초3결 V1 앰프의 회로도」가 해당합니다.

  우선, 초단 및 전압 귀환관에 의해 구성된, 종단이외 회로 부분의 동작을 해석합니다.  초단 및 전압 귀환관은, 증폭, 종단의 드라이브, NFB 신호의 배분 기능을 동시에 합니다.

1.4.3.1  역μ팔로워 회로=초3결 V1 실용 회로로의 길

●μ팔로워 회로의 개요
  「그림 4.2 
μ팔로워 · 드라이브 회로」를 참조해 주십시오.
  1996년경인지 , 미국에서 유행한
μ팔로워회로 (Mu follower circuit)는, 전단의 부하 저항을 정전류원으로서 동작 시켜, 힘껏 전단의 게인을 버는 · · ·대진폭 하이 게인 · 드라이브 회로입니다.  (고저항 부하에 의한 기아 회로에서는 게인을 얻을 수는 있어도 진폭은 적고, 정전류원 대신에 고저항과 고전압으로 동작 시키면 전원이 크지게 됩니다.)

●역μ팔로워와 회로의 개요
  「그림 4.3  역μ팔로워 · 드라이브 회로」를 참조해 주십시오.
  역μ포로와 회로 (Inverted Mu follower circuit) 는, 필자가 명명한 μ팔로워의 변형 회로입니다.  초단의 부하=정전류원을, 전원과 바꿔 넣어 초단 캐소드 밑으로 가져 왔을 뿐, μ팔로워 회로와 완전히 같은 동작입니다.
  단 곤란한 것은, 역μ팔로워 · 드라이브 회로의 앰프에서는, 압도적으로 일반화되는 한쪽 편이 어스 전위에 있는 RCA 핀 잭에 의한 비평형 입력 라인을 그대로 입력 신호로 사용할 수 없고, 라인 입력 트랜스에서 어스 전위로부터 격리해, 초단의 그리드 ∼캐소드간에 입력할 필요가 있습니다.  평형 입력 라인의 경우는 필연적으로 라인 입력 트랜스를 사용하므로, 이 회로가 좋은이유입니다.

●P-G NFB 병용 역μ팔로워 · 드라이브 회로의 개요
  「그림 4.4  초3결 V1 동작 원리 회로」를 참조해 주십시오.
  역μ팔로워 회로의 초단 플레이트를 종단 플레이트로 이으면, P-G NFB 병용 역μ팔로워 · 드라이브 회로 (P-G NFB'ed inverted Mu follower drive circuit) 의 회로 형식이 되어,「원형 회로」하고 유사 동작으로 되어, 초단은 단순한 전압 증폭관 동작으로 변화해 전압 귀환관의 위치 부여가 됩니다.  그리고 전압 귀환관의 부하에는, 종단의 부하인 출력 트랜스가 혼재합니다만, 본래의 부하인 정전류원 에 비하면 대부분 무시 할 수 있습니다.
  신호 입력되는 전압 귀환관은 증폭 동작을 행하므로, 전압 귀환 증폭관 상당의 동작이 되어, 원형 회로와 본 회로와의 최대 차이점은 전압 귀환관이 NFB 소자로서 동작하는 것 외에, 증폭 작용을 하는 전압 게인을 가지는 일 입니다.   따라서 본 회로에서는 전치증폭단 없이 소스 신호를 받아들일 수  있습니다. 

1.4.3.2  동작 원리 회로 (1) G-K 간 트랜스 입력 회로

  「그림 4.5  동작 원리 회로 G-K 간 트랜스 입력」을 참조해 주십시오.   카미죠씨에 의해 나타난 회로입니다.  본 회로에 의해서, 정전류원의 양단에 증폭된 신호가 발생하고,종단 G-K 간에 입력됩니다.  더욱 본 회로는 P-G NFB 병용 역μ팔로워 회로의 변형 에 상당합니다.(2000/4 rev3.7)

  ●  전압 귀환관의 그리드 ∼캐소드간에 신호를 입력하고,
  ●  그리드 귀로 및 음극 귀로는, 정전류원을 가공의 접지로 간주해,
  ●  (출력 트랜스 및 B전원을 경과한)정전류원을 부하로 하는 전압 증폭 기능
  ●  P-G NFB 의 신호 전압 배분의 소자 를 구성한다.

1.4.3.3  동작 원리 회로 (2) K-그리드간 트랜스 입력 회로

  「그림 4.6  동작 원리 회로 K-그리드간 트랜스 입력」을 참조해 주십시오.   동작 원리 회로 (1) 의 신호 입력 개소를 전압 귀환관의 캐소드 간주해 그리드인 정전류근간에 변경한 것으로써, 그것 이후는 동작 원리 회로 (1) 동등의 동작이고, 본질적인 차이는 없습니다.

  ●  전압 귀환관의 캐소드 ∼정전류원의 사이에 입력 신호를 입력하고,
  ●  그 그리드는 정전류원을 접지로 하는 GG (=grounded grid) 회로에 의해
  ●  전압 귀환관에 의한, 정전류원이 부하가 되는 전압 증폭 회로가 되어,
  ●  (출력 트랜스 및 B전원을 경과해)정전류원을 부하로 하는 전압 증폭 기능
  ●  P-G NFB 의 신호 전압 배분의 소자를 구성한다.

  일반 증폭 회로에서는,「접지∼증폭 소자∼부하∼전원∼접지」라는 루프를 구성합니다만, 이것을 변형해, 「접지∼부하∼증폭 소자 ∼ 전원 ∼ 접지」의 순서로서, 증폭 소자로 입력이 접지로부터 독립하고 있고 , 직렬로 접속되고 있으므로, 부하의 양단에 증폭 출력을 얻을 수 있는 것이, 완전히 같은 기능인 것을 확인해 주십시오.(이러한 변형 회로는, SEPP 또는 OTL 등에서 자주 나타납니다.) 

  결국, 동작 원리 회로 (2) 에서는, 전압 귀환관회로에서 증폭된 신호 출력은, 종단출력관의 그리드 ∼캐소드간에(μ-1) 배의 신호로서 입력됩니다.  -1 은, 출력단에서 역상인 캐소드 삽입된 입력 신호분을 공제하기 때문입니다.  단 실제 회로로의 -1분은, 전압 귀환관에 사용하는 중 ∼고μ삼극관의 μ값 (40∼100) 으로 부터 , 영향은 무시 할 수 있는 값이 됩니다.

  동작 원리 회로 (1) 및 동 (2) 에서는 ,신호 입력 개소의 접지가, 회로 전체의 접지로부터 뜨고 있기 때문에, 입력 신호 분리 · 트랜스를 필요로 합니다.  (이 GG 포인트를 샤시 어스에 접속하는 방법은, 불가능하지 않다고 생각됩니다만, 전원 구성 및 외부 잡음으로부터의 영향 회피등 S/N 비의 확보에 관해서 실장상 유리하다고 생각되지 않습니다)

  상기의 동작 원리 회로 및 실용 회로를「그림 5.1  동작 원리 회로 및 실용 회로」에 나타냅니다.


          동작 원리 회로                    실용 회로

그림 5.1  동작 원리 회로 및 실용 회로

  또한,「그림 5.1  동작 원리 회로 및 실용 회로」에 나타낸 각 회로를, 실제의 소자로 구성하면「그림 5.2  동작 원리 회로 및 실용 회로의 실장」에 나타나는 것 같은 구성이 됩니다.

그림 5.2  동작 원리 회로 및 실용 회로의 실장

1.4.3.4  실용 회로 (3) 초단 입력 회로


  앞에서 본 동작 원리 회로 (1) 및 (2) 에서는, 신호원과 정전류원을 분리하고 있는 것 과는 달리, 실용 회로에서는, 전압 귀환관의 내부 저항이, 초단의 내부 저항에 비해서 상대적으로 충분히 낮은 경우는, 동작 원리 회로와 같은 P-G NFB 병용의 역
μ팔로워 회로의 변형 에 상당합니다.
  초단은 전압 증폭보다는 차라리 V/I 변환을 행해, 전류 신호를 발생해, 전압 귀환관에 보내, 전압 귀환관의 캐소드저항에서 I/V 변환을 행한 뒤 ,동작 및 부하의 관계에 있어서, 동작 원리 회로 (1)와 동일합니다.

   ●초단은 입력 신호 ei 를 상호 컨덕턴스 Gm1 에 의해

    id = ei*Gm1 로 V/I 변환하고, (* 은 곱셈 기호)

   ●V/I 변환된 초단으로 부터의 신호 전류 id 가, 전압 귀환관의 캐소드에 삽입된 Rd 에 흘러,
    ed = id*Rd 의 전압을 발생하고,

   ●전압 귀환관 회로는 캐소드 입력 회로, 초단=정전류원을 접지로 간주한 GG 회로
    (=grounded grid 회로) 에서, (출력 트랜스 및 B전원을 통해) 정전류근을 부하로 하는 전압 증폭 회로를 구성한다.

   ●증폭된 신호 전압과, 내부 저항에서 발생한 id 에 의한 역상의 신호 전압의 차
    μ*ed - Ztp*id 는 도중에 출력 트랜스와 B 전원이 들어가지만 무시 하고,

   ●정전류원의 양단에 발생한 전압 출력으로부터 캐소드에 발생한 ed 를 공제해,
    종단의 G-K 간에는 아래와 같은 신호 전압 Efdr 가 입력된다.

    Efdr = μ*Rd*id - Ztp*id - Rd*id = id *{Rd*(μ-1) - Ztp}

「그림 5.3  실용 회로 초단 입력 회로의 동작」을 참조해 주십시오.

그림 5.3  실용 회로 초단 입력 회로의 동작

따라서, I/V 변환과 전압 귀환관의 내부 저항에 의한 영향을 없애, 이후의 동작은 동작 원리 회로 (2) 와 본질적인 차이는 없습니다.

  또한, P-G NFB 신호 전압 배분의 기능에 대해서는,「동작 원리 회로」,「실용 회로」함께, 기본 기능으로서 공통입니다.

따라서, 실용 회로 (3) 은 아래와 같은 조건을 채우는 회로입니다.

  통상 이용되는 불평형입력에서, 초단에게로의 입력 신호 분리 · 트랜스를 사용하고 있지 않다.
   이 경우, 초단은 정전류원을 V/I 변환 기능으로서 사용해,
   초단은, 전압 귀환관의 부하로서의 정전류원의 기능은 그대로 확보한다.
   초단은 P-G NFB 신호 전압 배분용의 impedance를 확보한다.
   V/I 변환된 신호는 전압 귀환관의 캐소드 저항에서 I/V 변환해
   전압 귀환관은, 초단의 정전류원 기능을 부하로서 증폭하고,
   전압 귀환관은, 캐소드팔로워 형식에서 종단에 전압 신호를 입력한다.

1.4.3.5  실용 회로에서 V/I 변환∼ I/V 변환을 행하는 이유

  V/I 변환 및 I/V 변환을 행하는 이유는, 초단을 정전류원으로서 전압 귀환관의 부하에 사용하고고 초단전압 귀환관에서 P-G NFB 신호 전압의 배분을 겸하고 있기 때문에, 초단전압 귀환관의 사이의 입력 신호를 V/I 변환에 의한 전류 모드를 취급하지 않을 수 없다라고 하는 회로 구성 조건을 따른 것으로 판정됩니다.(2000/4 rev3.6)

1.4.3.6  회로 기능 분담의 블록화

  여기까지의 회로 기능의 설명에서는, 기본적으로 아래와 같은 3요소를 세트로  논해야 마땅하지만,

  ●정전류원 회로  ●전압 귀환관회로  ●종단회로

  필자의 발상에서는, 실용 회로에 대해서는, 일단 아래와 같은 2요소 로 분리 취급해, 독립의 요소로서 생각 했습니다.

  ●초단겸 정전류원 회로 및 전압 귀환관회로  ●종단회로

  이유는 아래와 같은 2항입니다.

(1) impedance 및 직류 전압의 관계를 유지하는 것에 의해, 종단의 캐소드, 그리드, 플레이트를 접속점으로서, 서로 독립 구성으로 간주 할 수 있어, 여러가지 편성이 가능하게 됩니다.

(2) 실장 시험의 편의상, 다양한 종단출력관에 대해서 초3결극관접속회로를 적용하고 동작 시험 하기위해, 기능을 일반화 · 공통으로 하면, 재이용이 가능하게 되어 좋습니다.

1.4.4  깊은 P-G NFB 의 동작 원리

  이 항에서는, 앞에서 본「1.4.2  동작 원리원형 회로」중의「1.4.2.2  P-G NFB 의 동작」에서도 간단하게 설명했지만, 전압 귀환관종단의 관계 에 있어서의 P-G NFB 의 동작에 대해서, 동작 원리 회로실용 회로를 포함한, 회로적으로 공통 해석을 하는 일입니다.

1.4.4.1  종단출력관의 전압 증폭율

  카미죠씨의 원전에는, 종단출력관의 전압 증폭율은, 100 % 의 NFB 로 =1이다

라고  기술되고 있습니다.  이 동작은,
(1) 종단출력관은 전압 증폭을 하지 않기 때문에 출력 전압 성분은 입력 진폭과 같고 ,
(2) 다른 전류 증폭, 즉 전압∼전류 변환은, 상호 컨덕턴스= Gm 의 값이 그대로 살아 있다라고 생각됩니다.
  예를 들면 10mS (밀리 · 지멘스) 의 성능이라면 그리드 입력 1V 의 변화에 대해
  10mA 의 플레이트 전류의 변화를 얻을 수 있는 것입니다.

1.4.4.2  μ=1 에 의해 전류 변환 기능이 되는 원리

  동작 원리 회로를, 신호분에 관해서 모의 회로에서 표현하면, 아래와 같은 「그림 6  전류 변환 기능」중의 그림(1) 부터 그림(4) 로 나타내는 동작 상태가 됩니다.  이것을 순서대로 봅니다.

그림 6  종단의 전류 변환 기능

그림 6 (1) 에서는, 전압 귀환관의 캐소드에 입력된 신호 ed 가 증폭되어, 캐소드 ∼플레이트간에 μ*ed 의 진폭의 역상 신호를 얻을 수 있어, 그것이 정전류원 위에 나타납니다. 

그림 6 (2) 에서는, 종단의 그리드 ∼캐소드간에는 id*{Rd*(μ-1)-Ztp} 의 진폭의 역상 신호를 얻을 수 있는 것을 나타냅니다.

  그리고, 전압 귀환관의 증폭에 관계하는 회로 요소 및 각각의 개략 impedance값의 순서를 나타냅니다.
단;
  Zcc: 초단=정전류원의 impedance · · · · · · ·수 100kΩ
  Zed: 전압 귀환관의 입력 신호근원의 impedance · ·수 kΩ
  Ztp: 전압 귀환관의 내부 impedance · · · · · · ·수 kΩ∼수 10kΩ
  Zot: 출력 트랜스의 impedance · · · · · · · ·수 kΩ
  Zbp: B 전원의 impedance · · · · · · · · · · ·수 10Ω∼100Ω

그림 6 (3) 에서는, 전압 귀환관회로의 부하 impedance는, 엄밀하게는 Zcc/Zed/Ztp/Zot/Zbp 입니다.  그러나, Ztp 는 Zcc 에 비해서 1자리수로 적고, 그외의 삼자 Zed, Zot 및 Zbp 상대적으로 적어서 무시 할 수 있습니다.

  Ztp 가 Zcc 에 비해서 1자리수 적으면 , 결국 Zcc ∼접지간에 나타난 전압 귀환관에서 증폭된 신호 전압의 대부분이, 종단 그리드에 입력되는 것이 됩니다.

  종단에서는, 신호를 전압 증폭하지만, 증폭한 결과 종단플레이트의 신호 전압의 대부분이, P-G NFB 회로로 구성되어, 전압 귀환관의 내부 impedance  Ztp 및 초단=정전류원 Zcc 에서 전압되어, 결국종단관 자신의 그리드에는

    Zcc/(Ztp+Zcc) ---- 거의 1 으로 가까운 수치, 왜 Zcc > Ztp

의 비로 돌려집니다.  따라서 종단으로 전압 증폭되고 플레이트에 나타나는 역상의 신호가, 대부분 그대로 그리드에 가해지므로, 거의100%의 전압 NFB 가 되어, 실질 증폭율μ은 1에 가까운 값이 됩니다.  즉 종단에서는 대부분 전압 증폭은 되지 않고, 그리드 입력 전압 진폭이 그대로 플레이트 출력 전압 진폭이 됩니다.

그림 6 (4) 에서는, 이 회로 동작에 의해 μ를1로 억제할 수 있던 결과,

    3정수의 식:μ=Rp*Gm 으로부터 μ=1 이라면 1=Rp*Gm   ∴ Rp=1/Gm

  가 되어, 동작상의 Rp 는 1/Gm 로 저하하고, 상호 컨덕턴스 Gm 는 그대로 남게 됩니다.
  따라서 종단은「증폭율=1의 전압 증폭」이 되어, 주로 Gm 에 의한 그리드 전압의 변화를 플레이트 전류 변화 로 변환하는 기능이 되어, 그리드 입력 전압 진폭이 전압 증폭되지 않고 그대로 진폭으로부터 2배정도에 증폭된 진폭이, 종단의 플레이트에 나타납니다.

1.4.4.3  별칭, 전압 진폭 억제 회로

  따라서 초3결 V1 회로 전체의 동작, 즉 초단삼극관종단에 의해 합성된 전력 증폭의 동작은, 신호 전압 · 신호 전류와 함께 나타나는 통상의「전력 증폭」과는 분명히 달라, 전압 성분은 억제할 수 있어, 전류 성분 비율이 상대적으로 큰 출력이 됩니다.
  거기서 초3결 V1 앰프는「전압 진폭 억제 앰프」라고 하는 명칭이, 보다 실상에 가깝게 됩니다.

1.4.4.4  정전류원을 필요로 하는 원리

  그럼 왜, 상기의 그림으로 Ztp 와 Zcc 를 고저항으로 대용 하지 않을까?라는 의문을 가지이라 생각합니다.  그 이유는 회로 구성상의 편리함입니다.
  Zcc 에 사용하는 정전류 소자는, 작은직류 전압을 거는 일로 정전류 특성을 발휘합니다.  이 상태를 저항기로 실현하게 되면, 꽤 큰 저항값의 것을 마이너스의 전원으로 끌어 주지 않으면, 정전류 소자에 가까운 특성이 되지 않습니다.  게다가, 저항기는 증폭 또는 V/I 변환의 기능을 가지고 있지 않습니다!
  그리고, 정전류원과 전압 귀환관에 종단의 플레이트로부터 공급된 B 전압을 적정히 배분해, 종단의 그리드에 걸리는 직류 전압을 낮은 상태로 실현하는 것에, 정전류원의 병용이 좋은 이유입니다.

  즉 (1) 신호의 V/I 변환 · 증폭, 및 (2) NFB 신호 전압 배분의 기능을, (3) 동작에 필요한 직류 관계의 전압 배분과, 직결 상태 유지,의 삼자를 동시에 만족하고, 전원 한개로 끝낼 수 있기에는 정전류원이 필수적 이유입니다.

  직결 회로로 한 의미에는, 더욱 커플링콘덴서에 의한 음색의 회피, 및 종단의 그리드리크가 병렬로 접속되는 것에 의한 정전류원의 기능 저하를 막는 의미(본건은, 타무라씨의 지적에 의한 것입니다)도 있습니다.

1.4.5  실용 회로의 리뷰

  동일한 소자를 다중 목적으로 활용하는, 실용 회로의 초단, 전압 귀환관 ,회로 전체의 동작을 이하에 확인합니다.

초단의 실질적인 동작은 아래와 같은 4종의 동작을 동시에 합니다.
●  캐소드에 삽입한 저항 Rd 에 의한 신호 전류의 I/V 변환하고,
●  I/V 변환된 신호 전압을 캐소드 입력 (GG) 회로에서 전압 증폭한다.
●  P-G NFB 신호의 일부를 부담, 종단출력관의 깊은 NFB 를 확보한다.
●  캐소드팔로워 형식에서 종단출력관의 전압 드라이브를 행한다.
●  캐소드팔로워 형식에서, 종단의 그리드 전류의 영향으로부터 초단을 지켜, 정전류 특성의 유지에 기여한다.

  전압 귀환관의 실질적인 동작은 아래와 같은 4종의 동작을 동시에 합니다.
●  캐소드에 삽입한 저항 Rd 에 의한 신호 전류의 I/V 변환을 해,
●  I/V 변환된 신호 전압을 캐소드 입력 (GG) 회로에서 전압 증폭한다.
●  P-G NFB 신호의 일부를 부담, 종단출력관의 깊은 NFB 를 확보한다.
●  캐소드팔로워 형식에서 종단출력관의 전압 드라이브를 행한다.
●  캐소드팔로워 형식에서, 종단의 그리드 전류의 영향으로부터 초단을 지켜, 정전류 특성의 유지에 기여한다.

◇회로 전체 및 종단의 동작
●  신호를 초단 (=정전류원) 으로 부터 입력하고,
●  초단=정전류원에서 미리 신호를 V/I 변환하고 id 를 얻어,
●  전압 귀환관의 캐소드 삽입 저항 Rd 에서 신호 전류를 I/V 변환하고 ed 를 발생,
●  ed 는 전압 귀환관의 캐소드 입력 회로에 입력되어, 증폭된다.
●  전압 귀환관의 증폭 출력이,초단=정전류원의 양단에 나타나, 종단 G-K 사이에 입력된다. 
●  종단에는 깊은 전압 NFB 를 걸 수 있어, 출력 전압의 진폭이 억제되어, 전류 진폭 성분 비율의 높은 출력을 얻는다.

  P-G NFB 에 삽입되는 비직선 소자로서는 ,삼극관 (접속) (원리적으로는 바이폴러 트랜지스터 /FET 도) 에 한하지 않고, 양극관 (접속) 으로도 ∼이른바 진공관 부하라고 하는 플레이트(또는 드레인/컬렉터) 특성과 삼극관과의 조합도 좋겠지만 필요한 소자수가 증가해 버립니다.
  따라서, 전압 귀환관회로는, 실은 정전류원으로부터의 전류 신호의 전압 변환 · 증폭 기능, 종단출력관의 드라이버 기능 ,비직선 소자에 의한100% 의 P-G NFB 소자, 또한 종단입력의 직류 전압의 공급의 4기능을, 1소자와 저항 한 개만으로 겸용하고 있는, 몹시 교묘하고 실용적인 회로여서, 새삼스럽게 감탄했습니다.

1.4.6  직류 전압 배분에 대해서

  지금까지, 이미 말하고 있습니다만, 내부 저항과 직류 저항과

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