プッシュプル位相反転回路の比較

 

　プッシュプル･アンプに必要な位相反転回路にもいろいろあるが、ここではそれらの特長、欠点などを比較検討してみる。

　　　

	�@6FQ7 PK分割	�A12AX7 PK分割 ｶｿｰﾄﾞ1.8kΩ	�B12AX7 PK分割 ｶｿｰﾄﾞ1kΩ	�C12AX7 PK分割 ﾌﾞｰﾄｽﾄﾗｯﾌﾟ	�D12AX7 PK分割 PFB
利得(1)  　負荷1MΩ(dB) 　　　　　　　100kΩ	23.5(18.5)  23.5(18.5)	36     36	36(29)   36(29)	39.5    39.5	(39.5)   (39.5)
利得差(1):(2)       　 (dB)	0	0	0	0	0.5＊
最大出力(1) 負荷１MΩ(V) 　   　　　 　　　 　　　　100kΩ	30    25	20     18	25     20	20     18	18    18
歪率　     　出力 1V(1) (％) 負荷100kΩ  　     　　(2)             　　出力20V(1)  　　　　　                  　　(2)	0.06(0.05)  0.06  1.2 (0.8)  1.2	0.075    0.075    3    3	0.08(0.03)  0.08  1.5 (1.2)  1.5	0.02    0.019    0.4    2	0.12    0.12    4    4
周波数特性      　　(1)  (dB) 1kHz:100kHz    　(2)	0     0	−1     −0.5	−1    −0.5	−10    −1	−20   −14
出力ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ  　(1) (kΩ)                  　　　　　 　(2)	2.1     2.1	9.2     9.2	5      5	5      5	5     5

　　

  　・周波数： 　　　　　 1kHz

　・最大出力：  　　　　目視で目立った歪が認められない出力

　・カッコ付きの数値： 初段にカソードNFBがある場合

　・周波数特性：   　　　　1kHzに対する100kHzでの偏差

　・＊：　　　　　　　　　　　0に調整可

 

�@�A�B　ＰＫ分割型については、前段となる電圧増幅段を含めてのデータである。また、増幅段と反転段とは直結とする場合が多いが、ここでは各段の動作を明確にするため直結にはしていない。

 

　プレート側はプレートフォロワ―動作であり、カソード側はカソードフォロワー動作であるとするのは誤り。出力側のデータは出力インピーダンスを含めてすべて両者等しい。ただし負荷が両者で等しいことが条件で、この条件を満たさないときの影響は両者で著しく異なるので注意が必要。カソード側の出力がＮＦＢ（50％）となるので、出力インピーダンスは低く、入力インピーダンスは高い。


�C�D　いわゆるハイゲインＰＫ分割型には、�Cのブートストラップ型と�DのＰＦＢ（正帰還）型とがある。電圧増幅度を上げる方策である。ブートストラップは、直列ＮＦＢを打ち消してゲインを上げようとするものであるが、前段の内部抵抗が低いと打ち消し不足であまりゲインは上がらない。ここでは3.5dBに止まっている。
　前段の出力電圧が低くてすむ分、歪率は低下するが、プレート側とカソード側で歪率、周波数特性に差の出るのが欠点かもしれない。前段に、内部抵抗の高い５極管を使うのがブートストラップには効果的である。

 

　ＰＦＢ型では、帰還量の選択によって効果は変わる。この例でのＰＦＢ量は10dBであるが、前段のカソード抵抗による電流ＮＦＢが6dB掛かっているので、差し引き4dBのゲインアップにしかなっていない。しかしアンプ全体のループＮＦＢを掛けたときとの比較では、カソードの電流ＮＦＢは外せないので10dBの上昇とみてもよい。歪率と周波数特性はよくない。

　ブートストラップ型とＰＦＢ型を併用するのも有用だ。ＰＦＢにより前段の内部抵抗を上げることによって、ブートストラップが効果的に働くようになるからである。10数ｄＢのゲインアップも可能になる。
　　　　　　　　　　　　　　

　　　　

	�E6AU6 差動	�F6AU6 SG結合	�G12AX7 差動	�H6FQ7 ｶｿｰﾄﾞ結合	�I6AU6 自己平衡	�J12AX7 自己平衡
利得(1)    負荷1MΩ(dB)               　　　　100kΩ	39.5   35	39   34.8	28.3   26.4	17   15.6	44.6   40	34.6   32
利得差(1):(2)        (dB)	0	0	0	1＊	0.2＊	0.5＊
最大出力(1) 負荷1MΩ(V)            　　　　　　100kΩ	50   35	50   38	25   20	30   28	50   30	25   20
歪率　　　出力 1V(1) (％) 負荷100kΩ　 　　　(2)          　  　　出力20V(1)                　　　　　   　　(2)	0.04   0.04   0.75   0.75	0.055   0.15   0.8   5.5	0.025   0.025   2.8   2.8	0.02   0.01   0.9   1	0.25   0.25   5.2   5.2	0.3   0.3   8   8
周波数特性       　　(1) (dB) 1kHz:100kHz    　　(2)	−3   −3.5	−4   −4	−1 　−1	−5   −5	−3   −0.7	−0.5   −5
出力ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ　(1) (kΩ)                 　　　　　 　(2)	95   95	32   32	37   37	14.5   14.5	76    1.2	27    3.3

 

�E　増幅段と反転段のカソードを結合し、この点をバイパスしないで高インピーダンス化すると、増幅段の電流の増減によって他方の電流を逆方向に増減させて、シーソー的に反転段に同じ出力が得られる。ここで入力電圧はカソード電圧によって打ち消されるので、利得は6dB低下する（両出力を合せてみれば利得低下はない）。ループＮＦＢは、通常反転段のグリッドに加える。
　高インピーダンス化には、定電流ダイオードを挿入して２管で5.4mAに設定した。５極管だけに大きな出力電圧が得られているが、出力インピーダンスは抜群に高い。

�F　スクリーングリッドをバイパスしないと、信号により電流は増減するのでここからも出力は取り出せる。また信号を注入すればプレート電流をコントロールできるので、入力用の電極にもなり得る。増幅段と反転段のスクリーングリッドを結合して定電流化すれば、差動回路として動作させることができる。

　定電流ダイオードにより２管で1.5mAに設定した結果、歪率と出力インピーダンスのほかは�Eの場合とほぼ同じ結果が得られたが、反転側の歪率がよくない。スクリーングリッドのリニアリティと、定電流ダイオードの定電流特性にそれぞれ原因があると考えられる。出力インピーダンスはカソード結合のときよりも低くなった。

 

�G　３極管の場合で、カソード電流は２管で1.5mAとした。カソードの高インピーダンスに持ち上げられて出力インピーダンスが３極管としては高いが、トータルとしてはよい特性である。

 

�H　出力管を直接ドライブするのに使われている差動回路だが、カソード抵抗を高くしないとバランスが悪く、高くすれば最大出力が低下する。カソード側に負電源を加えて実質的に電源電圧を高くして対処することもできる。通常前段とは直結にする。

 

�I�J　オートバランスまたは自己平衡型と呼ばれる回路。反転段は100％のＰ−Ｇ型ＮＦＢにより利得は１で位相だけが反転する。増幅段側は無帰還、反転側は多量のＮＦＢにより、出力インピーダンスに著しい差のあることを承知しておくことが必要。周波数特性も揃わない。