JP2015192300A - 音質調整回路 - Google Patents

Abstract

【課題】音質調整回路の簡素化が可能であると共に、ポテンショメータのセンター位置において、ほぼフラットな周波数特性を得ることができる音質調整回路を提供すること。
【解決手段】第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２のカソードが共通接続されて、基準電位点との間に共通の自己バイアスを生成する電圧降下素子ＺＤ１が接続されることで、それぞれのグリッドに同一のバイアス電圧が加えられる。また第１と第２の電子管のプレートには、同一の負荷回路Ｉｃ１，Ｉｃ２が共通の直流動作電源との間に接続される。第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２のプレート間には、音質調整回路部ＴＣ１が接続されており、前記第２の電子管Ｑ２の出力がグリッドに帰還されてＰ−Ｇ帰還型音質調整回路が構成されている。前記第１の電子管Ｑ１のグリッドに入力信号が供給され、前記第２の電子管Ｑ２のプレートより音質調整された信号が出力される。
【選択図】図１

Description

この発明は、オーディオ信号の例えば低域成分および高域成分を任意に増強もしくは抑圧することができる特に電子管（真空管）を利用した音質調整回路に関する。

電子管を用いた音質調整回路の一つに、Ｐ−Ｇ帰還型音質調整回路が知られており、その代表例として通称ラックス型音質調整回路と呼ばれているものが存在する。
このラックス型音質調整回路は、例えば非特許文献１に開示されており、この音質調整回路の構成を図５に示している。

図５に示したようにラックス型音質調整回路は、第１の電子管Ｑ１１および第２の電子管Ｑ１２として、共に三極管が用いられており、第１と第２の電子管Ｑ１１，Ｑ１２の各プレート間に、音質調整回路部ＴＣ１１が挿入されている。
前記第１の電子管Ｑ１１による出力インピーダンスは低く設定され、音質調整回路部ＴＣ１１の一部は、第２の電子管Ｑ１２のプレートとグリッド間に、負帰還回路を構成した状態で配置されている。

なお、前記音質調整回路部ＴＣ１１におけるＶＲ１１は、オーディオ信号の低域成分を増強もしくは抑圧制御させるポテンショメータであり、ＶＲ１２は、オーディオ信号の高域成分を増強もしくは抑圧制御させるポテンショメータである。

前記した第１と第２の電子管Ｑ１１，Ｑ１２の各カソードと、回路の基準電位点（アース電位）との間には、それぞれ自己バイアスを生成するための異なった値のカソード抵抗Ｒ１１，Ｒ１２が接続され、また各電子管Ｑ１１，Ｑ１２のプレートと、直流動作電源＋Ｂとの間にも、それぞれ異なった値のプレート抵抗Ｒ１３，Ｒ１４が接続されている。
したがって、各電子管Ｑ１１，Ｑ１２の各プレート間に接続される前記音質調整回路部ＴＣ１１の入出力端ａ，ｂには、直流電位が異なるために直流カットコンデンサＣ１１，Ｃ１２を挿入する必要がある。

このために、音質調整回路の回路構成において前記した直流カットコンデンサＣ１１，Ｃ１２が必要であるだけでなく、直流カットコンデンサＣ１１，Ｃ１２が入力周波数に依存してリアクタンスの変動成分として働くことになる。
それ故、オーディオ信号の低域成分および高域成分を制御するそれぞれのポテンショメータＶＲ１１、ＶＲ１２のセンター位置において、音質調整回路の入出力特性をフラット（平坦）に設定することが困難になるという課題が生ずる。

また、図５に示した従来の音質調整回路においては、第１と第２の電子管Ｑ１１，Ｑ１２は、共にＰ−Ｇ帰還型回路を構成しているために、第１と第２の電子管による総合利得（電圧利得）は“１”となり、音質調整回路において電圧利得を調整することが困難である。さらに、Ｐ−Ｇ帰還型回路を構成しているために、入力信号に対して反転した信号が出力されるという回路設計上において不都合な問題も抱えている。

ＬＵＸＭＡＮホームページ"ＬＵＸＭＡＮ 管球式アンプキット Ａ１０２０の仕様"インターネット＜URL:http://audio-heritage.jp/LUXMAN/kit/a1020.html＞〔平成２６年３月２５日検索〕

この発明は、従来例として示した音質調整回路の前記した問題点に着目してなされたものであり、第１と第２の電子管を用いつつ、従来の前記した回路構成上の問題点を解消することができる音質調整回路を提供することを課題とするものである。
また帯域周波数の増強もしくは抑圧の度合いを選択するポテンショメータのセンター位置においては、ほぼフラットな周波数特性を得ることができる音質調整回路を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明に係る音質調整回路は、それぞれのグリッドに同一のバイアス電圧が加えられ、かつそれぞれのプレートに同一の負荷回路が接続された第１と第２の電子管と、前記第１と第２の電子管の各プレート間に接続されると共に、その出力を前記第２の電子管のグリッドに帰還する音質調整回路部とが備えられ、前記第１の電子管のグリッドに入力信号が供給され、前記第２の電子管のプレートより音質調整された信号を出力することを特徴とする。

この場合、好ましくは前記第１と第２の電子管のカソードが共通接続されて、基準電位点との間に共通の自己バイアスを生成する電圧降下素子が接続され、前記第１と第２の電子管の各グリッドと基準電位点との間には、グリッド抵抗がそれぞれ接続された構成を採用することができる。
また、前記第１と第２の電子管の各プレートと共通の直流電源との間には、前記負荷回路として機能する第１と第２の定電流源をそれぞれ接続した構成を好適に採用することができる。

さらに、前記第１の電子管のプレートとグリッド間に、直流カットコンデンサと負帰還抵抗が直列接続されると共に、第１の電子管のグリッドと信号入力端子との間に、入力側負帰還抵抗を直列接続した構成も好適に採用することができる。
加えて、前記した第１と第２の電子管は、双三極電子管により構成されていることが望ましい。

この発明に係る前記した音質調整回路によると、第１と第２の電子管のグリッドに同一のバイアス電圧が加えられ、かつそれぞれのプレートに同一の負荷回路が接続されるので、第１と第２の電子管の各プレート電位を、常に同一の値に設定することができる。

したがって、第１と第２の電子管の各プレート（ａ点およびｂ点）間に接続される音質調整回路部との間に、直流カットコンデンサを備える必要はなく、回路構成上において直流カットコンデンサを削減することができる。
また、第１と第２の電子管の各プレートの出力インピーダンスは同一であることから、音質調整用のポテンショメータを中点に設定することで、入出力の周波数特性を確実にフラット（平坦）にすることができる。

さらに、第１の電子管は反転増幅器として作用するので、プレートからグリッド側に負帰還抵抗を挿入し、グリッドと信号入力端子との間に、入力側負帰還抵抗を直列接続することで、電圧利得を調整することが可能となる。そして、第１と第２の電子管を含めた音質調整回路は、入出力特性を非反転出力とすることができる。

この発明に係る音質調整回路の第１の形態を示した回路構成図である。 同じく第２の形態を示した回路構成図である。 図１に示す第１の形態における音質調整制御をフラットに設定した時の特性図である。 同じく第１の形態における音質調整制御の制御幅（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を示す特性図である。 従来の音質調整回路の一例を示した回路構成図である。

以下、この発明に係る音質調整回路について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１はその第１の形態を示した回路構成図であり、この第１の形態においては、第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２として双三極管が用いられている。
そして、第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２の各カソードは共通接続されて、回路の基準電位点（アース）との間に、共通の自己バイアスを生成する電圧降下素子（ツェナーダイオード）ＺＤ１と、カソードバイパスコンデンサＣｋが接続されている。

また、第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２の各グリッドと基準電位点との間には、それぞれグリッド抵抗Ｒｇ１，Ｒｇ２が接続されて、各グリッドを基準電位点に設定している。
なお、図１に示す回路構成は、自己バイアス方式を採用しているが、例えば第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２の各カソードを直接基準電位点に接続し、また前記グリッド抵抗Ｒｇ１とＲｇ２にそれぞれ直列に同一の値のバイアス電源を接続して、各グリッドに同一のバイアス電圧を加える固定バイアス方式を採用することもできる。

前記第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２の各プレートにはそれぞれ同一の負荷回路として機能する第１および第２の定電流素子（定電流ダイオード）Ｉｃ１，Ｉｃ２が接続され、第１および第２の各定電流素子Ｉｃ１，Ｉｃ２は、共通の直流動作電源＋Ｂに接続されている。また、前記第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２のプレート間には、音質調整回路部ＴＣ１が接続されており、前記第２の電子管Ｑ２の出力がそのプレートから音質調整回路部ＴＣ１の一部を介してグリッドに帰還され、Ｐ−Ｇ帰還型音質調整回路が構成されている。

前記音質調整回路部ＴＣ１には、オーディオ信号の低域成分を増強もしくは抑圧制御させるポテンショメータＶＲ１と、オーディオ信号の高域成分を増強もしくは抑圧制御させるポテンショメータＶＲ２が備えられている。
そして、前記第１の電子管Ｑ１のグリッドがオーディオ信号の入力端子Ｉｎを構成し、前記第２の電子管Ｑ２のプレートが直流カットコンデンサＣ４を介してオーディオ信号の出力端子Ｏｕｔを構成している。

なお、前記した音質調整回路部ＴＣ１を構成する各素子の値は、好ましくは次に示すものが用いられ、また第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２として、好ましくは双三極管である“Ｅ８８ＣＣ”を好適に利用することができる。
ＶＲ１＝５００ＫΩ，ＶＲ２＝５００ＫΩ，Ｒ１＝１００ＫΩ，Ｒ２＝１００ＫΩ，Ｒ３＝２００ＫΩ，Ｃ１＝６８０ｐＦ，Ｃ２＝４４００ｐＦ，Ｃ３＝０．１μＦ

前記した図１に示した音質調整回路によると、第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２のグリッドには、同一値のグリッドバイアスが印加され、かつ各プレートには同一の負荷回路が接続されるので、各プレート間に接続される音質調整回路部ＴＣ１は、図５に示した従来例のように、ａ点とｂ点において直流カットコンデンサを備える必要はない。したがって回路の簡素化を図ることができる。

なお、図１に示す例においては、Ｐ−Ｇ帰還を行う第２の電子管Ｑ２のグリッドの直前、すなわちｃ点において直流カットコンデンサＣ３を備える必要がある。しかしながら、この直流カットコンデンサＣ３は電子管Ｑ２の入力インピーダンスが高いことから、その容量値は小さなもので、十分に機能を果たすことができる。

また、図１に示す音質調整回路によると、第１と第２の電子管の各プレートの出力インピーダンスは同一であることから、音質調整用のポテンショメータＶＲ１，ＶＲ２をそれぞれ中点に設定することで、入出力の周波数特性を確実にフラット（平坦）に設定することができる。

なお、図２は図１に示す音質調整回路における低域および高域制御用のポテンショメータＶＲ１，ＶＲ２を、それぞれ中点に設定した場合における周波数特性の実測値を示したものである。この実測値に示すように、図１に示す形態によると入出力の周波数特性を確実にフラット（平坦）に設定することが可能であると言うことができる。
また、図３は同じく図１に示す音質調整回路におけるポテンショメータＶＲ１，ＶＲ２を最大値（ＭＡＸ）および最小値（ＭＩＮ）に設定した場合の音質調整幅を示した実測値を示している。

図４は、この発明に係る音質調整回路の第２の形態を示した回路構成図であり、これは第１の電子管Ｑ１の電圧利得（Ｇａｉｎ）を向上させて、音質調整回路の総合利得を向上させた例を示している。すなわち、第１の電子管Ｑ１のプレートとグリッド間に、直流カットコンデンサＣ５と負帰還抵抗Ｒｆが直列接続されると共に、第１の電子管Ｑ１のグリッドと信号入力端子Ｉｎとの間に、入力側負帰還抵抗Ｒｓが直列接続されている。
そして、その他の音質調整回路としての回路構成は、すでに説明した図１に示すものと同一である。

この第２の形態においては、抵抗Ｒｓを通してグリッドに与えられた信号は、電子管Ｑ１により増幅されてプレートに現れ、これが抵抗Ｒｆを介してグリッドにフィードバックされるＰ−Ｇ帰還回路を形成している。この構成によると、電子管Ｑ１による電圧利得を、概ねＲｆ／Ｒｓで定めることができる。したがって、負帰還抵抗Ｒｆと入力側負帰還抵抗Ｒｓの値を適切に選定することで、第１と第２の電子管Ｑ１，Ｑ２を含む音質調整回路の総合利得を数倍程度、向上させることが可能となる。
この図４に示した第２の形態においても、図１に示した第１の形態と同様に前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。

Ｑ１ 第１の電子管
Ｑ２ 第２の電子管
Ｉｃ１，Ｉｃ２ 定電流源（負荷回路）
Ｒｇ１，Ｒｇ２ グリッド抵抗
ＺＤ１ ツェナーダイオード（電圧降下素子）
Ｃｋ カソードバイパスコンデンサ
ＴＣ１ 音質調整回路部
ＶＲ１ 低域調整用ポテンショメータ
ＶＲ２ 高域調整用ポテンショメータ
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗
Ｃ１〜Ｃ５ コンデンサ
Ｒｆ，Ｒｓ 負帰還抵抗

Claims (5)

1. それぞれのグリッドに同一のバイアス電圧が加えられ、かつそれぞれのプレートに同一の負荷回路が接続された第１と第２の電子管と、前記第１と第２の電子管の各プレート間に接続されると共に、その出力を前記第２の電子管のグリッドに帰還する音質調整回路部とが備えられ、
   前記第１の電子管のグリッドに入力信号が供給され、前記第２の電子管のプレートより音質調整された信号を出力することを特徴とする音質調整回路。
2. 前記第１と第２の電子管のカソードが共通接続されて、基準電位点との間に共通の自己バイアスを生成する電圧降下素子が接続され、前記第１と第２の電子管の各グリッドと基準電位点との間には、グリッド抵抗がそれぞれ接続されたことを特徴とする請求項１に記載された音質調整回路。
3. 前記第１と第２の電子管の各プレートと共通の直流電源との間には、前記負荷回路として機能する第１と第２の定電流源がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された音質調整回路。
4. 前記第１の電子管のプレートとグリッド間に、直流カットコンデンサと負帰還抵抗が直列接続されると共に、第１の電子管のグリッドと信号入力端子との間に、入力側負帰還抵抗が直列接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された音質調整回路。
5. 前記第１と第２の電子管は、双三極電子管により構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載された音質調整回路。

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