バラック実験 バラック実験
本機の製作に先立って、バラック実験を行いました。初段が出力段を完全にドライブするに、初段に専用の電源が必要かどうか、そして ブートストラップが有効かどうか、というのがポイントです。
以下の回路でバラック実験を行いました。
まずは歪率です。出力段を充分ドライブするためには、ドライブ段の電源電圧を出力段よりも上げてやらなければ駄目ではないかと思って １００Ｖほどの別電源を用意したのですが、出力段と同じ電圧でもドライブが出来ているようです。
ブートストラップを掛けると歪率がかなり悪くなります。出力段のＫＮＦが減ることと、利得が大きくなることでノイズが増えることが 理由ではないかと思います。また、ドライブ段のみ電源を高くしたときの歪率が悪いですが、これはドライブ段用の嵩上げ電源のリップルが 大きいためです。
目視でのクリップ点は、ブートストラップ無しでは両者とも約１．４Ｗで、ブートストラップを掛けると明確なクリップ点が 判らなくなりました。
次はＦ特です。ブートストラップを掛けることで１４．３ｄＢ（１ｋＨｚ）も利得が増えました。
次は出力インピーダンスです。１ｋＨｚでのダンピングファクタはブートストラップ無しで５．４１、ブートストラップ有りで０．６８となりました。 ブートストラップを掛けると、利得が増えた分だけ出力段のＫＮＦが少なくなってしまうので、出力インピーダンスがかなり増加してしまい、 ＣＳＰＰの利点がかなり薄まってしまいます。
１２０Ｈｚでのグラフの乱れは、実験バラックの電源のリップルのためだと思うのですが、思いのほか影響を受けています。
最後に最終的な姿を予想して、ＮＦＢを掛けてみました。ＮＦＢは７．８３ｄＢで、ＤＦは１４．９３（１ｋＨｚ）です。 結局、本番では位相補償素子を１００ｐ→４７ｐを減らして最終としています。
バラック実験の総括
ＣＳＰＰ出力段の有力なドライブ回路であるＣａｓＣｏｍｐ応用回路と、ブートストラップの相性は必ずしも良くないというのが結論です。
ブートストラップ回路は、初段の電源電圧を実質的に高くするための非常に有効な手段ですが、利得の高い（あるいは高くすることが出来る） ＣａｓＣｏｍｐ応用回路や多極管による差動回路と組み合わせると、ＰＦＢによるＫＮＦの減り方が大きくなり、ＣＳＰＰの利点の一つである 出力インピーダンスの低さをスポイルする結果となってしまいます。 もちろん利得が増えた分、オーバーオールのＮＦＢを深くすれば帳尻が合うという 考え方も出来ますが、深いオーバーオールＮＦＢを掛けようとしても、難しい場合も多いと思われます。 ＮＦＢなんてものは、少なくて済むなら 少なく済ませるというのが大原則でしょう。
それに対して三極管の場合は、利得が球のμを超えることは無く２〜３ｄＢしか変わりませんので、出力インピーダンスの増加も相応にしか 変化しません。その割には最大ドライブ電圧の増加が大きいので、ブートストラップ回路が有効なのは三極管を使った時だと思われます。