ＥＬ３４（Ｔ）全段直結差動ＰＰ  since May 2003 

* Rev.2 完成！(^^;)！

  
 何気なく線材を見てたらオリンピックカラーだった。　2008年北京五輪記念。

 Rev. 2 Virtual STC Ver. 4 ?  since Jan 2008 


  解体→塗装剥離→部品配置確認  PT、CH はTANGOからLUXへ変更、OPTはかつてのOY15に戻し、統一感が出てスタイリッシュ？

 
  下地処理（ペーパーがけ）→再塗装、前回の様な白系だとシャ−シの高さが強調されるので今回は黒のハンマーフィニッシュにしてみた。

　


全段直結 Evolution 〜　　

全段直結差動PPは１０年以上に渡り拙作アンプの基本スタイルで、その音質は安心出来る確かさがあります。
これまではOPTを含んだループNFBを避けてきたので、通常は無帰還のままでDFは２〜４程度でした。

以前の（Rev.1）このアンプは初段に５極管を使いながらも次段のカソードフォロワー（３極管）と一体で出力管を低インピーダンスドライブする 超３極管接続Ver.4 を採用していましたが、実験レベルのバラック配線のまま既に数年が経過していたので、実用機としてまともな？配線をするため漸く化粧直しとなりました。（かなり遅い（＾＾；）ついでに見た目に高さの違う凸凹でアンバランスな組み合わせのトランス類も変更する事にしたので、この期にちょっと毛色を変えて外観だけでなく回路にも変更を加える事にしました。

今度の回路は初段にちゃんと５極管動作をさせてゲインを稼ぎ、何を血迷ったか？そのゲインでオーバーオールの帰還をかける事にしたのです。
さて、やっと普通のまっとうなアンプの仲間入りか？と思いきや、やっぱり私の作るアンプは変態なのです（＾＾；
もちろん全段直結は踏襲していて、尚かつ全段差動に変わりはないのですが、初段の５極管動作によって直流安定度が悪化するのを防ぐための工夫を施します。

出力段の設計は旧Rev.1と変わりませんのでこちらを参照下さい。

・ ステップ１

超３極管接続Ver.4 では初段・カソフォロ段が一体となって３極管動作する為、直結でもDC安定度は良好でした。しかし、今度は５極管動作をさせるので次段は単なるカソードフォロワーになり、これまでの 超３極管接続Ver.4 の様な安定度は望めません。
拙作の３００B差動PPや６Ｌ６ＣＳＰＰＰのようにＤＣバランスサーボを採用すれば万全ですが、本機はシンプルさを身上としているため新たな能動素子を付加せずに単純な手法で済ませることにしました。

先ずは直結ＰＰアンプに於けるDCバランスを向上させるための重要なポイント。

ヒーター電源を安定化してしまえば良いのですが、温度によって抵抗値の変動が著しいヒーターには各球に同じ電圧を並列に供給すると各球のヒーターの抵抗値のバラツキでそれぞれの電流が微妙にバラツキます。これは定電圧電源だとしても同じ事が起こりますので理想的にはそれぞれの球を定電流とすることです。しかし、全ての球を定電流化するのは相当の物量投入が必要ですので、本機では差動プッシュプルの上下の球同士でヒーターを直列にしています（双５極管６ＢＮ１１は内部で直列）。こうすればヒーター電圧が変動しても上下のヒーター電流が同じなので上下のバランス変動を少なく抑えることが出来ます。

余談ですが、１２ＡＸ７や１２ＡＵ７等の双３極管のヒーターは並列の６．３Ｖと直列の１２．６Ｖで点火出来ますが、１２．６Ｖで点火した方がユニット間のバラツキが少なくなります。その理由ですが、それぞれのユニットのヒーターの長さが製造工程でばらついていると同じ電圧をかけても電流が同じにならないので、それぞれのユニットでヒーター単位長あたりの熱量に違いが出来ます。一方で直列に点火した場合は抵抗値が同じ材質のヒーターである限り長さが違っていても両ユニットの電流が等しくなるため、ヒーター単位長あたりの熱量が等しくなるのでエミッションのバラツキが少なくなると言う訳です。

・ ステップ２

真空管ですのでヒートアップするまでは多少のドリフトには目を瞑らないといけませんが、３極管による２段直結ならステップ１だけの対策でも結構な安定動作をしてくれます（もちろん多少のエージングは必要）が、しかし、初段が５極管動作だとバランス監視用メーターの針が動作中に右や左へふらーと移動してしまいます。シャーシー前面に取り付けたこのメーターは出力管カソードに入れた電流検出抵抗の電流差をフルスケール±１０ｍＡの範囲で示します。±１０ｍＡ程度のアンバランス電流だと定インダクタンス型のＯＰＴを使えばこれでもなんとか実用になりそうですが、僅か１．９ｍＡのアンバランス電流しか許容してくれないOY-15-5Kでは失格です。

仮組みして暫く安定度を見ていましたが、やはり５極管動作にはＤＣサーボでも付けなければドリフトは収まりそうもありません。
しかし、ＤＣサーボを組んでしまうとせっかくシャーシー前面に２個取り付けたメーターとＶＲががまるで無意味になってしまうので、しばし悩む事に．．．。そこでなんとか実用に耐えるような方法は無いものかとを思案して浮かんだのが、ＤＣレベルで超３極管接続Ver.4 を動作させ、ＡＣ信号に対しては５極管動作させると言うアイデアです。これはある種のＤＣサーボであり、名付けるとすればバーチャルＳＴＣ V４（仮想超３極管接続Ｖｅｒ．４）と言ったところ．．．かな（＾＾；

この方法なら直流レベルで以前(Rev.1)と同じ動作をするため、音楽再生中に行ったり来たりフラフラすることはありません。しかし、８ｍＡまでアンバランス電流を許容してくれる以前のCRD-5ならこの程度で充分なのですが、OY-15-5Kにはもう少し安定度が欲しい感じです。

・ ステップ３

通常、初段プレートへの電源供給はＢ＋から負荷抵抗を介して行われますが、もうひとつ上の安定性を狙いブリーダーを付けることにしました。回路図のとおり、Ｂ電源からは２００ＫΩ、アース側へ１００ＫΩの２つの抵抗で初段のプレートを挟み、この合成抵抗（６６．７ＫΩ）を初段の負荷としています。

負荷抵抗が弱冠小さくなったことによりゲインも少し下がりますが、電源投入時の初段への過電圧防止にもなるという歓迎される副作用があります。（ゲインを維持したければ、合成抵抗が以前と同じくなるように調整すれば良いです。）
しかし、肝心の安定度が向上したかと言うとそれ程の効果は無く、劇的に安定する訳ではありません。
まあ”無いよりはマシ”程度だと思って下さい。（それよりも電源投入時の過電圧防止効果が大きい（＾＾；）

せっかくバランス監視用メーターを備え、いつでも調整出来るようにとＶＲにもツマミを奢ってメーター直下に配置したので、これで予定通りに『気が付いたときに調整すれば良し！』と言うことで全然オッケーなのです（＾＾；　　（．．．とハイレベルな妥協点を見つけたことにして強引に結論づけます（＾＾；）

■ 回路図

初段は変わらず双５極管の６ＢＮ１１、次段のカソードフォロワーは６ＦＱ７から変更して初段と同じ６ＢＮ１１の３結です。
別に６FQ7でなんの問題も無かったのですが、ルックス的にバランスが悪いので６ＳＮ７にしょうかと思い、ソケット穴を予定どおりに広げたつもりが．．．ちょっとばかりサイズを間違ってしまい、どうしようかと悩んだ末、なんとか誤魔化しが可能なソケットサイズがコンパクトロンの外径という変則的な結果になりました。（これには複雑な事情が．．．）
６ＳＮ７は６FQ7に較べてヒーター構造の違いで２ユニットのバラツキが気にりますが、カソフォロでは殆どというかまるで問題にならないので実際こは関係ないのですが、そのリスクが少なくバイアスが浅い６ＢＮ１１の３結がベストだろうと半ばヤケクソで同じ球を４本並べる事にしました。もちろん６ＢＮ１１も両ユニットの揃った球を初段（５結）に使いたいので、バランス不良やマイクロフォニックの選別から弾かれた球を救う（有効利用）為にもこの方が良いのです。６ＢＮ１１の代替球としては同じコンパクトロンの６J１１が使えます。ちなみに６ＢＮ１１と６Ｊ１１は全く同じ特性の球ですが、ベースのｐｉｎアサインが違いますのでご注意！。

５極管を３結にするにはスクリーン（G2)のみをプレートに接続してサプレッサ（G3)はカソードに接続する例が多いですが、サプレッサが管内でカソードに接続されていない球の場合はスクリーンと一緒にプレートに接続する方が電極タッチなどのトラブルを避ける意味でも得策です。
ビーム管ではないＥＬ３４も本来はこれに当てはまりますが、他のビーム出力管等と差し換えることを考慮するとＧ３は（１番ピン）はカソード（８番ピン）に接続しておくのが無難です。但し、本機では１番ピンの電位が１２０Ｖ付近になるのでベースが金属で覆われたＫＴ−８８や６５５０では感電する可能性が有るので要注意です！（絶縁テープ等を巻いて感電対策するか、『触るな危険！』とでも注意書きでも貼りましょう（＾＾；）

初段６ＢＮ１１差動にはこの球の欠点であるヒーターハムを退治するために下側入力にハム・キャンセラー(*HC)を追加して、さらにNFBを戻す為の１００Ωを入れています。スクリーン電圧に適当な電位を供給するのと音声（AC)信号を除くために２段目のカソードから２０ＫΩを介して１００μＦでローパスフィルターを形成、ここでの低域ポールは約０．８Ｈｚで、カソフォロ段の負荷抵抗は３０ＫΩと２０ＫΩの合成で実質１２ＫΩとなりますが、ドライブには問題ありません。

かつてのOPTだったOY-15-5KHPは断線してしまったので、以前６Ｌ６超３結差動アンプに使っていたOY-15-5Kを載せていますが、電源トランス(S-1757)共々過去に所有していた LUXKIT A3500 より取り外したものです。

　

■ 電源回路

電源トランスが TANGO ST-350 から LUX S-1757 へと変更されていますが、殆ど似たような捲線構成なので大きな変更はありません。（但し、元々6.3V0.5Aと6.3V3Aの２種がタップで繋がっていたのをそれぞれ別々で使える様に分離する少改造を施してあります。）
ヒーターの供給はＥＬ３４の上下ペアを直列にして１２．６Ｖ点火したのと、６ＢＮ１１用にトランス（ノグチPM623W）を追加しています。

写真のとおり電源トランスの隣には３個目のOY-15が載っていますが、実は１次捲き線が断線したジャンクです。今回は見た目の統一感を出すためにシャーシに載せましたが、かろうじて生き残っていたB2-SG2間捲線を嵩上げの下側電源（１０２V)のチョークとして流用しています。上側電源のチョークには別にTANGO 1H400をシャーシー内部に取り付けました。

■ 基礎体力 ( VALVE ART EL34 )

　ノンクリップ最大出力 　１７．１ Ｗ
　最大出力（５％歪み） 　１８．０ W
　ゲイン 　２０ ｄＢ
　オープン・ゲイン 　３２ ｄＢ
　高域カットオフ (-3dB) 　１００ＫＨｚ
　ダンピングファクター 　１３．３（８Ω）
　残留ノイズ 　０．１８ ｍＶ

初段の動作を５極管にしたことによって無帰還でのゲインはステップ２まで３４ｄB（約５０倍）でしたが、ステップ３で初段負荷抵抗値が１００ＫΩから６６．６ＫΩに下がったことにより約２ｄＢ減って３２ｄＢになりました。
アンプとしての仕上がりゲインを２０ｄＢにしたかったのでＮＦ量は１２ｄＢになっています。
ゲインが減ったぶん帰還量も減り、ステップ２では１９近くあったＤＦも１３．３に下がりましたが、１０以上のＤＦではそれが１３だろうが２０だろうが大した違いではありません。

出力段の動作は変更していないので最大出力はほぼ１８Ｗで以前と変わりありません。
残留ノイズはハムキャンセラーのおかげで低いレベルに抑えることが出来ましたので以前のRev.1から比べると雲泥の差です。


位相補正無しの１０KHｚ方形波応答。この時の高域カットオフは１５０KHｚ。


最終的に決定した位相補償は初段P-P間に入れた６８ｐFで高域カットオフは１００KHｚとなり、方形波応答もキレイ。


負荷に１μFのコンデンサのみの方形波応答波形。決して発振に陥ることはない。


無帰還での周波数特性は位相補正C（６８ｐF)により５KHｚあたりから下降線を描き緩やかに減衰。


１００Hzと１KHｚは全く同じと言って良いほど近いカーブだが、１０KHｚは位相補正のせいで弱冠NFBが浅いために１００Hzや１KHｚと同じにはならない。

　

ハラワタ公開。　

Rev1ではとても人様に見せられる状態ではなかった内部配線、電源トランスの上方に位置しているのは初段用定電流回路。

　

■ 雑感

トランスの見た目を揃える為にＬＵＸで統一し、チョークまでもOY-15を載せてしまいましたが、廃物利用とは言え本来のチョーク１Ｈ４００をシャーシ内部に取り付けたのでスペース効率は良くありません。どうせなら、OY-15のケースだけ利用して中に１Ｈ４００を仕込んでしまえばスマートでした。

弁当箱シャーシの外観に少しでも高級感を持たせるためにサイドウッドも奢りました。
安物のアガチス材ですが、オイル仕上げとすることで結構それなりに見えます。
でも、このシャ−シとトランスの配色ならば赤系の色にした方が良かったかなと思ったりして．．．。

メーターの裏には白色ＬＥＤを取り付け、その丸い頭をヤスリで削ってフラットにすることにより光を拡散させています。ちなみに青く光っているのは元々メーター自身が青いプラスチックで出来ているからです。

自分の作品としては珍しいオーバーオールＮＦＢを施した、しかもどちらかというと高帰還アンプですが、時定数の少ない直結アンプはオペアンプ風の積分補償が効いて容量負荷にも安定です。自分の感覚ではNFBを施したアンプの音質は艶っぽくなるけれども鮮度が落ちる傾向がありましたが、シンプルな２段直結のおかげか、それとも自分の耳が鈍くなったのか？鮮度を保った音質のままで諸特性も満足のいく仕上がりとなりました。１３．３とダンピングファクターが大きいので低能率で重いウーハーでも力強くドライブ出来ます。

実はこのアンプは拙宅のメインSPではなく、サブのPioneer S-955を意識して製作しました（SPのページを参照）。
ブックシェエルフタイプのエンクロージャーに振動板質量の比較的大きなウーハーを備えたSPではやはり、半導体アンプか本機の様なダンピングファクターの大きな高帰還アンプでこそ本領発揮するように思います。

アンプの直流安定度に関して人それぞれ意見が異なることと思いますが、自作アンプでは自分の責任ですので許容範囲は個人の自由です。（もちろん考え方次第ですけど．．．）このアンプは普通のアンプよりはドリフトが多いかも知れません（厳密に比較したことがないので何とも言えません）。しかし常にメーターで確認出来るのと即座に調整出来るVRツマミを備えているので気になる時に調整すれば良いのです（人間サーボ（＾＾；）。Rev.1の時からドリフトを見てきましたが、ある程度エージングが進んだ後は調整を繰り返す必要はありません。電源投入直後こそズレていますが、暖まるといつもの場所（センター）に落ち着きますし、四六時中回す必要があるほどドリフトはしないのが実態です。普段は忘れた頃に調整する程度で、以外と安定しています。
但し、メーター無しで長期間放置出来るほど無頓着とは行かないところが直結アンプ、メーターがあると精神衛生上も安心？出来ます(^^;

これでも許容出来ない人はＤＣバランスサーボを備えるか、直結を止めるしかありません。

本機の回路は簡単にＤＣバランスサーボに変更可能ですので、調整と言う行為がご自分のポリシーに反する人はＤＣバランスサーボをお奨めします。（６Ｌ６ＣＳＰＰや３００Ｂ差動ＰＰを参考にして下さい）


※旧 Rev.1(May. 03) はこちら 

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Last update 23-Feb-2009