CSPP出力シュツリョクダン設計セッケイレイ
今回コンカイ頒布ハンプする出力シュツリョクトランスは、ミニワッターシャーシに搭載トウサイ可能カノウ小型コガタトランスで、一次イチジガワインピーダンスが8kΩ(出力シュツリョク容量ヨウリョウ7W)、10kΩ(ドウ5W)、12kΩ(ドウ4W)の
いずれかを選択センタクして使ツカうことが出来デキるものです。 出力シュツリョク規模キボからカンガえると、適合テキゴウする多極タキョクカンはあまりオオくありませんので、まずは実際ジッサイ使ツカわれることがオオいとオモわれる
三極管の自己ジコバイアス回路カイロレイとして設計を検討ケントウすることにします。
「CSPPってナニ?」のシートの説明セツメイのように、マッキントッシュタイプのCSPPは、交流コウリュウテキホカのCSPPと同様ドウヨウカンガえることができますが、一方イッポウでDEPPにカソード帰還キカン
けた回路カイロでもありますので、DEPPテキカンガカタ設計セッケイすることも可能カノウです。 両者リョウシャチガいは、プッシュプルの波形ハケイ合成ゴウセイ直列チョクレツ合成ゴウセイか、並列ヘイレツ合成ゴウセイかだけのチガいですから
タダしく理解リカイすれば、どちらの方法ホウホウカンガえても問題モンダイはありません。 ここではCSPPおよびDEPPのどちらにも適用テキヨウしやすいように、まずはプッシュプルの片側カタガワのみについて
カンガえます。
出力シュツリョクカンとして、7119(欧州オウシュウメイ:E182CC)
というソウ三極サンキョクカンげました。
このタマ出力シュツリョクカンとしてよりも、ドライブダン
使ツカわれることのホウオオいですが、規模キボテキ
今回コンカイ小型コガタトランスにぴったりです。
一次イチジガワのインピーダンスは12kΩを選択センタク
して使用シヨウします。 ロードラインは12kΩの
1/4の3kΩできます。 電源デンゲン電圧デンアツ
250Vでカンガえます。 最大サイダイプレート損失ソンシツ
ユニットたり4Wですから、アイドリング
電流デンリュウは16mAとします。
バイアス電圧デンアツ考慮コウリョするとプレート電圧デンアツ
241V(250V−9V)となりますので、
(241V、0mA)のテンから、3kΩの
ロードラインをきます。(左図サズ参照サンショウ
共通キョウツウカソード抵抗テイコウは9V/32mA≒281Ω
となり、直近チョッキンの270Ωをエラびます。
Vg=0Vの特性トクセイ曲線キョクセンとの交点コウテンは、
(91V、50mA)となり、最大サイダイ出力シュツリョク
 (241V−91V)×50mA/2
   =3.75W  となります。
3kΩにタイして3.75Wですから、
出力シュツリョク電圧デンアツ Vout は
Vout = √(3kΩ×3.75W)
     ≒106.1Vrms  となります。
ツギ出力シュツリョクダン利得リトクモトめます。 マッキントッシュタイプのCSPPの出力シュツリョクダン利得リトクは、カソード帰還キカンとしてモトめることもできますが、簡単カンタンにはP−K分割ブンカツ位相イソウ反転ハンテン回路カイロ
利得の算出方法を利用リヨウしても大差タイサいようです。 P−K分割ブンカツ利得リトクシタのページの式(3.9)より、カソード側がA2 = μZ/(rp+(2+μ)Z)とモトめることができます。
http://ayumi.cava.jp/audio/pctube/node18.html#SECTION00411000000000000000
ここで、このシキ代入ダイニュウする動作点ドウサテン付近フキン出力シュツリョクカンのμとrpを、ウエ特性トクセイより作図サクズによってモトめます。
μ = (240V−218V)/(−8V−(−9V)) = 22
rp = (248V−221.5V)/(20mA−10mA) = 2650Ω
プッシュプルの片側は、P-K間で6kΩの負荷が掛かっていると考えて良く、そうすると、プレート、カソードそれぞれの負荷は3kΩとなります。
これらを代入ダイニュウすると、
A2 = μZ/(rp+(2+μ)Z)
   = 22×3kΩ/(2650Ω+(2+22)×3kΩ)
     = 0.884
プレートガワオナ振幅シンプクですから、出力シュツリョクダン利得リトク A は
A = A2 × 2
  = 0.884 × 2
   = 1.768 となります。
出力シュツリョク電圧デンアツが106.1Vrms、利得リトクが1.768ですから、ドライブに必要ヒツヨウ電圧デンアツ Vin は
Vin = 106.1V/1.768
   ≒ 60.0Vrms  (グリッド−アース間)となります。
さて、ここでCSPPとしてカンガえるとプッシュプル波形ハケイ並列ヘイレツ合成ゴウセイですので、負荷フカ
インピーダンス3kΩに対して出力段が並列に入ります。 したがってプッシュプルの
片側から負荷へ流れる電流は、106.1Vrms/3kΩ/2=17.7mAとなります。 
DEPPの場合は負荷インピーダンス12kΩに対して、出力段が直列に入りますから
106.1Vrms×2/12kΩ=17.7mAとなり、当たり前のことですが全く同じ動作
となります。 ドライブに必要な電圧は、CSPPもDEPPも両グリッドに逆相の信号を
入力ニュウリョクしますので、どちらも120Vrms(G−Gカン)のドライブ電圧デンアツ必要ヒツヨウとなります。
(チュウ: 作図サクズによる真空管シンクウカンサン定数テイスウモトカタは、シタのページをご参照サンショウください。)
http://www.op316.com/tubes/tips/b170.htm
多極タキョクカンでもオナ方法ホウホウ設計セッケイすることができます。
多極管の場合はロードラインが肩特性(プレート
電流が急激に減少する肩のように曲がった点、
ニーポイントといいます)付近を通るように引く
ことが最大出力の点で有利になります。
多極タキョク出力シュツリョクカンとして、あまりられていませんが
EL95というタマを取り上げました。 馴染ナジみのある
6AR5と同規模でgmのタカタマです。
チュウ: この設計セッケイレイのまま製作セイサクしても破綻ハタンはありま
    せんが、カギられた特性トクセイカーブを使ツカい、かつ
    説明セツメイのため作図サクズしやすい動作点ドウサテンエラんで
    おりますので、出力管、トランスに対して
    必ずしも最適化はできていません。)
これをプレート電圧デンアツ=スクリーングリッド電圧デンアツ
=200Vで使ツカい、負荷フカインピーダンスは8kΩを
選択センタクします。
(200V、0mA)のテンから、8kΩの1/4の
2kΩでロードラインをきます。(参照サンショウ
Vg=0Vの特性トクセイ曲線キョクセンとの交点コウテンは、
(80V、60mA)となり、最大出力は
(200V−80V)×60mA/2=3.6Wとなります。 
2kΩに対して3.6Wですから出力シュツリョク電圧デンアツ
84.9Vrmsなります。 
動作点を(200V、25mA)に設定すると、共通
カソード抵抗は6V/50mA≒120Ωとなります。
出力シュツリョクダン利得リトクは、カソード側がA2 = μZ/(rp+(2+μ)Z)ですので、シキ代入ダイニュウする動作点付近の出力管のμとrpを、上の特性図より作図によって求めます。多極管の
場合は三極管に比べてμが桁違いに高いので、作図によってμを求める事が難しいですから、rpとgmを作図によって求めてからμを計算して求めます。
rp = 500V/(28.4mA−22.4mA) ≒ 83.3kΩ
gm = (37.0mA−14.8mA)/(−4V−(−8V)) = 5.55mS
μ = gm × rp = 5.55mS × 83.3kΩ ≒ 462
プレート、カソードそれぞれの負荷は2kΩとなりますので、これらを代入ダイニュウすると、
A2 = μZ/(rp+(2+μ)Z)
   = 462×2kΩ/(83.3kΩ+(2+462)×2kΩ)
     = 0.905
プレートガワオナ振幅シンプクですから、出力シュツリョクダン利得リトク A は
A = A2 × 2
  = 0.905 × 2 となります。
   = 1.810
出力シュツリョク電圧デンアツが84.9Vrms、利得リトクが1.810ですから、ドライブに必要ヒツヨウ電圧デンアツ Vin は
Vin = 84.9V/1.810 (グリッド−アース間)となります。
   ≒ 46.9Vrms 
グリッド−グリッドカンは、そのバイの93.8Vrmsとなります。
多極タキョクカン場合バアイのスクリーングリッドですが、どこへってけばよいでしょうか? プレートとカソードにはバイファイラ巻きにされた一次側巻線が逆位相になるように接続
されていますので、アース(電源)を基準として交流的にみると互いに同じ電圧、かつ逆位相の信号が発生します。 そこで、各々のスクリーングリッドをプッシュプルペアの
相手方プレートに接続すると、スクリーングリッドとカソードは同振幅、同位相の信号となります。 つまり、スクリーングリッドに供給される直流電位は、電源のレギュレーション
さえ良ければ、カソードに対してコンスタント(一定)とみなすことができます。したがって出力段は多極管のネイティブ動作となります。
CSPPの出力シュツリョクダンはP−K分割ブンカツ位相イソウ反転ハンテン回路カイロをプッシュプルにしたような動作ドウサとなり、カソードガワはカソードフォロアと同等ドウトウ動作ドウサをしますので、ヒク出力シュツリョクインピーダンスが
られ、制動力セイドウリョクタカいアンプをツクることができます。 しかし、その代償ダイショウとして出力段シュツリョクダン利得リトクチイさく、2未満ミマンしかありません。 ウエ設計セッケイレイでは、三極サンキョクカントクにgmの
タカタマをピックアップしましたので、出力シュツリョクダン利得リトクはどちらも比較的ヒカクテキタカめの結果ケッカとなりましたが、ソウじて三極サンキョクカンはgmがヒクいため多極タキョクカン比較ヒカクして利得リトクヒクくなるという
ことができるとオモいます。 出力シュツリョクダン利得リトク出来デキるだけタカホウが、ツギのシートで説明セツメイしますブートストラップの効果コウカタカいので、gmのタカタマ出力シュツリョクカンエラんだホウ
設計セッケイラクになります。
(注:  CSPPの出力段の利得の求め方については、2008年12月19日(金)14時53分26秒にAyumiさんが「ものつくりの掲示板」に書き込まれた説明文を引用させて
      いただきました。)