真空管アンプの電圧段で、

質問

Rpを大きくしたほうがひずみが減る。
とどこかのHPでかいてあったのですが、
なぜですか？
Rｐを大木くして負荷線をたおしすぎると
あまりよろしくなさそうな領域になりますが。。。
よろしくおねがいします。

回答No.3

e10go · ベストアンサー

#1です。
すみません、まず訂正です。
下から8行目

誤 -1.5V,0.32mA,138V
正 -1.5V,0.32mA,136V

>直線性というのが解らないのですが、
>例えば、どこからどこまでの直線を見ればよろしいのでしょうか？

「直線性が良い」は「ｇｍの変化が少ない」のと同じような意味です。

直線性という言葉は、伝達特性のグラフの線から来ています。
ここでいう伝達特性とは、グリッド電圧に対するプレート電圧(電流)の事です。
#1の回答で、ロードラインから下のデータを導き出しましたが、

><<プレート抵抗50kΩ>>
>グリッド電圧,プレート電流,プレート電圧
>-0.5V,1.59mA,120.5V
>-1.5V,0.7mA,165V
>-2.5V,0.09mA,195.5V

横軸にグリッド電圧、縦軸にプレート電圧(電流)を記入して折れ線グラフを書いたのが
グリッド電圧・プレート電圧(電流)伝達特性になります。
そして、グラフの線が直線に近い程、直線性が良いという事です。
また、ロードラインの負荷線とグリッド電圧ラインの交わる間隔でも、直線性は解かります。

なお、実際に設計する場合は、

#ロードラインの電流の少ない部分を使用しない。
#グリッド電圧の-0.5Vより(+側に)高い所を使用しない。

とすれば、ひずみを気にしなくて良いと思います。
電流の少ない部分は、他に比べてグリッド電圧の間隔が狭いので、ひずみが大きいです。
グリッド電圧が-0.5Vより高くなると、グリッド電流が流れ出してひずみ易いです。
グリッド電圧が0Vまでグリッド電流は流れないと思われるでしょうが、普通の真空管では
-0.5Vより高くなると、グリッド電流が流れ出す事が多いです。

お礼

詳しく解説いただきまして、ありがとうございます。
だいぶ解りました。
またよろしくおねがいします。

回答No.2

noname#60878

回路全体で考えると、Ｒｐは小さくした方がトータルでは特性が良くなりそうなケースもありますね。
次段の負荷はどうなりますか？　次段の静電容量は？　次段のグリッド電流も考慮します。
電源電圧との関係で、Ｉｐが小さくなりすぎませんか？　管のバラツキや劣化も考慮して安定動作しますか？　ノイズ増えませんか？
自段のグリッド電流やミラー効果とかも考えて、動作点を設定すると、バイアス深めでＲｐが小さい動作点の方が特性が良いこともあります。グリッド電流や入力容量は前段との関係も効いてきます。

回答No.1

e10go

>Rpを大きくしたほうがひずみが減る。
>とどこかのHPでかいてあったのですが、
>なぜですか？

多少の差はありますが、大抵の真空管ではそうなります。
なお、3極管より5極管・ビーム管のほうがその傾向は大きいです。

大抵の真空管ではプレート電流が大きくなる程＊ｇｍが大きくなる傾向があります。
＊ｇｍ；電流増幅率の事で、グリッド電圧を変化させた時にプレート電流がどれだけ変化するかの割合。

プレート抵抗が小さいと、プレート電流の多い(ｇｍが大きい)範囲からプレート電流の少ない(ｇｍが小さい)範囲までを使用することになります。
つまり、プレート抵抗が小さいとｇｍの変化が大きくなる使い方になります。

プレート抵抗が大きいと、プレート電流の少ない(ｇｍが小さい)範囲を使用することになります。
つまり、プレート抵抗が大きいとｇｍの変化が小さくなる使い方になります。

また、ｇｍの変化が大きいと増幅時の直線性が悪く、ｇｍの変化が小さいと増幅時の直線性が良いです。
つまり、ｇｍの変化が小さいほうがひずみが小さくなります。

なお、文章でわかりやすく説明するのが難しいので、
3極真空管の12AX7で、次の条件でロードライン(負荷線)を引きました。
Ep,Ip特性表は、下記URLを使用。
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/137/1/12AX7.pdf

条件;プレート電圧200Vで、プレート抵抗(Rp)を50kΩ,100kΩ,200kΩとする。
グリッド電圧を-0.5V,-1.5V,-2.5Vに変化させた時のプレート電流,プレート電圧を求める。
ひずみ率を求めるのは難しいので、グリッド電圧-1.5Vを中心に上下1V変化させた時の
プレート電圧変化の割合を求める。

<<プレート抵抗50kΩ>>
グリッド電圧,プレート電流,プレート電圧
-0.5V,1.59mA,120.5V
-1.5V,0.7mA,165V
-2.5V,0.09mA,195.5V
グリッド電圧-0.5V～-1.5Vのプレート電圧変化分、44.5V
グリッド電圧-1.5V～-2.5Vのプレート電圧変化分、30.5V

<<プレート抵抗100kΩ>>
グリッド電圧,プレート電流,プレート電圧
-0.5V,1.09mA,91V
-1.5V,0.5mA,150V
-2.5V,0.08mA,192V
グリッド電圧-0.5V～-1.5Vのプレート電圧変化分、59V
グリッド電圧-1.5V～-2.5Vのプレート電圧変化分、42V

<<プレート抵抗200kΩ>>
グリッド電圧,プレート電流,プレート電圧
-0.5V,0.68mA,64V
-1.5V,0.32mA,138V
-2.5V,0.06mA,188V
グリッド電圧-0.5V～-1.5Vのプレート電圧変化分、72V
グリッド電圧-1.5V～-2.5Vのプレート電圧変化分、52V

グリッド電圧-0.5V～-1.5Vと-1.5V～-2.5Vのプレート電圧変化の割合
プレート抵抗50kΩ,44.5V/30.5V=1.46
プレート抵抗100kΩ,59V/42V=1.4
プレート抵抗200kΩ,72V/62V=1.38

補足

こんにちわ。
ご親切にありがとうございます。
それで、
>プレート抵抗が大きいとｇｍの変化が小さくなる使い方になります。
は理解できました。
直線性というのが解らないのですが、
例えば、どこからどこまでの直線を見ればよろしいのでしょうか？
いろいろ考えました。ロードラインは直線ですし、
Bias線は急な曲がりもあれば直線っぽいところも。。。
よろしくおねがいします。