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진공관앰프의 기본설계

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기술포럼  
앰프를 만드는데 관련된 기술을 올리는 곳입니다.
작성자 남명우
분 류 회로공부
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 8756  
진공관앰프의 기본설계
이 글은 일본의 구로까와 다쯔오의 "디지털 시대의 진공관앰프"라는 책의 설계부분을 발췌하여 번역한 것입니다.
비록 서툰 번역이지만, 자작인의 좋은 자료가 되길 빕니다.

* 기본설계 
* 설계방법
좋은설계의 전형으로, 마란츠의 파워앰프 8B를 꼽을수 있는데, 실제로 더 이상의 손질이 필요가 없고, 6CA7은 실제 힘을 FULL로 내고 있다. 이러한 설계는 실제 MANUAL, CATALOGE, DATA 만으로 만드는 것은 아니다.
경험과 기초지식을 가진 사람이 설계한 것이 BALANCE 가 맞는것이 많다.
이하에서는 혼자서의 설계를위해, 진공관 MANUAL에 기재되어 있는 Ep-Ip 동작곡선을 출력의 계산과 6L6GC 의 예를들어 설명하고자 한다.
* A1급P.P  AMP의 설계
7591을 예로 들면 A1급P.P AMP를 제작할 경우, 규격표에는  AB1급의 동작만 나타나 있으므로 새롭게 설계하여야 한다. B전압은 300V로 가정한다. 
         
                                                              <그림1>
<그림1>을 보면 제2 그리드 전압이 300V일때의 Ep-Ip동작곡선이다. B전압과 플레이트전압이 동일하다고 보고, 같은 그림상의 PL전압 300V부분에 선분 AB를 긋는다. 동작점이 AB위에 있으면 항상 B전압 300V의 조건은 충족된다.  


다음으로 A-1급 동작의 조건은 입력음성전압의 시간에 대한 변화에 대해, 항상 PL전류가 0 이되지 않으면,그리드(이하 G)전류도 흐르지 않으므로, G 바이어스는 PL 전류를 끊을때, G전압이 +영역으로 들어가 G전류가 흘러버리게 된다.
1/2이 넘을경우에도 대출력때 CUT, OFF 영역으로 들어가,PL전류가 도중에 끊기게된다.

(한적골 님이 위 내용을 다시 번역해주신 것을 추가했습니다.

다음으로 A1급의 동작조건은 입력음성전압의 시간에 대한 변화에 대하여 항상 플레이드 전류가 0으로 되지 않고 또 그리드 전류도 흐르지 않도록 되기때문에, 그리드바이어스는 플레이트 전류 컷오프시의 그리드 전압의 1/2로 하지 않으면 않된다.

왜냐하면 만약 1/2보다 높은경우에(직역하면 얕은 경우)는 대출력시에 그리드 전압은 +영역에 들어가고 그리도 전류가 흘러 버리게 된다.1/2보다 적은 경우에(직역하면 깊은경우)는 역시 대출력시에 컽오프영역에 들어가고, 프레이트전류가 두절되어 버리는 순간이 가능하게 되어버려 약 1/2정도의 동작점이 적당이 좋은것이 됩니다. )


 7591의 CUT OFF 전압을 읽긴 어렵지안 약 -22V정도임을 알수있다. 바이어스는 그 중간점인 -l1V로하면 좋고 AB의 G전압 -l1V점에 동작점 0를 취한다. 동작점 0은 PL손실 19W의 쌍곡선커브 안쪽으로 들어가 있어, 무신호때의 최대손실(PL 손실)면에서도 문제가 없음을 알수있다.
          
                                                      <그림2>
  출력은 <그림2>의 동작점 왼쪽에 생긴 삼각형 OPQ의 면적과 오른쪽에 생긴 삼각형 O'P'Q'의 면적의 합으로 나타난다. 즉 삼각형 OPQ와 O'P'Q'는 동작때의 전압과 전류변화의 크기이고, 이것을 출력이라 한다. 따라서 어떤 동작점 0이 주어졌을때, 최대의 출력을 얻기 위해서는 삼각형 면적이 최대가 되도록 하고 항상 0를 지나도록 해서 road line OP를 그으면 된다.
선을 긋는 방법은 눈대중으로 해서 POP'를 그으면 부하저항은 PO에서 전압/전류에 의해서 
                      
                  (300V-60V) / (0.l85A-0.055A) = l846Ω

7591의 부하저항은 l846Ω이라고 할 수 있으나, 출력트랜스의 표시임피던스는 1차선 전체의 임피던스이므로 l846Ω의 4배 즉, 7.3K가 최적부하저항 이므로 입수하기 쉬운 8K p.p용이면 적당할 것이다.
출럭은 삼각형 OPQ면적과 0'P'Q'면적의 합이므로 
        
        (300V-60V) * (0.185A-0.055A ) /2+ (380V-30OV) * (0.055A-0.01 A ) /2 = 15.6 + 1.8 = 17.4W

 이상으로 새로운 동작인 PL전압 300V, 제 2 G 전압 300V, PL전류 110mA, 부하저항 8KΩ, 출력 17.4W 를 얻을  수 있게된다.
 

이름아이콘 청지기
2012-11-06 18:38
나름 전자에 지식이 좀 있다고 생각했는데 아닌가요
이해가 안되네요.
어쨌든 가보지요 가다보면 뒤돌아 이해도 되겠지요.
   
이름아이콘 J-앨범
2012-11-06 22:39
저도 시도를 해 보았는데 쉽지 않았습니다.
   
이름아이콘 한적골
2015-01-23 15:12
원서에 있는 글을 가급적 직역한 것입니다. 이해 되지 않는 부부만 다시 번역 해 보았습니다.
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다음으로 A1급의 동작조건은 입력음성전압의 시간에 대한 변화에 대하여 항상 플레이드 전류가 0으로 되지 않고 또 그리드 전류도 흐르지 않도록 되기때문에, 그리드바이어스는 플레이트 전류 컷오프시의 그리드 전압의 1/2로 하지 않으면 않된다. 왜냐하면 만약 1/2보다 높은경우에(직역하면 얕은 경우)는 대출력시에 그리드 전압은 +영역에 들어가고 그리도 전류가 흘러 버리게 된다.1/2보다 적은 경우에(직역하면 깊은경우)는 역시 대출력시에 컽오프영역에 들어가고, 프레이트전류가 두절되어 버리는 순간이 가능하게 되어버려 약 1/2정도의 동작점이 적당이 좋은것이 됩니다.
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당연한 얘기인것 같은데 번역시 빼먹은 문장이 있어서 이해하기가 힘들었습니다, 나름 회로 설계로 잔뼈가 굵었는데 이해가 되지 않아 원서를 사서 확인하여 봤습니다.
   
이름아이콘 Tom
2015-12-15 10:52
이런글이 오히려 하나부터 시작하는 사람들에게 좀더 빨리 포기하라고 하는것 같네요...
지식은 어떻게 전달하는냐가 그 가치를 입증 하는것 같읍니다.
   
이름아이콘 sman944
2020-11-10 11:57
《Re》Tom 님
모르는게 있으면 물어보세요
   
 
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