JP2520853B2 - 音声用増幅器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は負荷にチョークコイル又
はアウトプットトランスを用いた音声用の増幅器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図８（ａ）は従来の真空管を用いたチョ
ークコイルを負荷とする自己バイアス型の音声用増幅器
の一例を示す概略図である。本図において信号源Ｓｇの
信号が真空管Ｖ１のグリッドに入力される。真空管Ｖ１
には電圧Ｅ_BBの電源１がチョークコイルＬ１を介して真
空管Ｖ１のプレートに接続されている。真空管Ｖ１のカ
ソード端と接地端間には、バイアス用抵抗Ｒ１及びバイ
パス用コンデンサＣ１が接続される。又真空管Ｖ１のグ
リッドと接地端間には、グリッドリーク抵抗Ｒ２が接続
される。真空管Ｖ１のプレートにはカップリングコンデ
ンサＣ２及び負荷抵抗Ｒ３が接続されている。

【０００３】図８（ｂ）は負荷としてチョークコイルＬ
１に代えてアウトプットトランスＴ１を用いた増幅器の
回路図であって、アウトプットトランスＴ１の２次側に
は次段の増幅器又はスピーカ等が接続される。

【０００４】図９はプッシュプル型の真空管増幅器の一
例を示している。アウトプットトランスＴ２の１次側の
中間タップに電源が接続され、１次側の両端には図８と
同一の回路で夫々対称に接続された位相の反転した２つ
の信号源の信号Ｓg₁, Ｓg₂が入力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の真空
管増幅器では、真空管の負荷としてチョークコイルやア
ウトプットトランスが接続される。このようなチョーク
コイル又はアウトプットトランスを負荷とするシングル
増幅器では、プレートに直流電流が流れこれに交流電流
が重畳しているため、直流電流によりチョークコイルや
アウトプットトランスの直流磁化が生じる。従ってシン
グル用のアウトプットトランス等では、直流磁化をなく
すためにチョークやトランスの磁路にギャップが入れら
れている。このギャップの影響によって１次インダクタ
ンスが低下するため、低域周波数特性が低下してしまう
という欠点があった。

【０００６】又プッシュプル型の増幅器においては、ア
ウトプットトランスＴ２の１次側に流れる電流は互いに
打ち消すように流れるため、シングル用のアウトプット
トランスＴ１と異なり磁路にギャップが挿入されていな
い。従ってシングル増幅器に比べて低域特性を改善でき
るが、経年変化等により上下の素子に流れる直流電流が
アンバランスとなった場合には、アウトプットトランス
Ｔ２は直流磁化されるため１次側のインダクタンスが低
下する。このため常に直流電流値を等しくしておく必要
があるという欠点があった。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、チョークコイルやアウトプット
トランスに流れる直流電流によって生じる直流磁化を打
ち消すことによって、低域での周波数特性の劣化を防止
できるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、グリッド端子に入力電圧が加えられる真空管と、一
端が接地された定電流回路と、一端が接地された電源
と、同一の巻数の第１，第２の巻線を有し、第１の巻線
の一端が電源に接続され、他端が真空管のプレートに接
続され、第２の巻線の一端がカソードに、他端が定電流
回路に接続されたチョークコイルと、を具備し、電源よ
り第１，第２の巻線を通過する互いに逆向きの直流電流
によってチョークコイルの直流磁化を打ち消すようにし
たことを特徴とするものである。

【０００９】

【００１０】本願の請求項２の発明は、グリッド端子に
互いに逆位相の入力電圧が加えられる第１，第２の真空
管と、一端が接地された第１，第２の定電流回路と、一
端が接地された電源と、同一の巻数の第１，第２，第
３，第４の１次巻線を有し、第１の１次巻線の一端が電
源に、他端が第１の真空管のプレートに接続され、第２
の１次巻線の一端が第１の真空管のカソードに、他端が
第１の定電流回路に接続され、第３の１次巻線の一端が
電源に、他端が第２の真空管のプレートに接続され、第
４の１次巻線の一端が第２の真空管のカソードに、他端
が定電流回路に接続されたアウトプットトランスと、を
具備し、電源より第１，第２の巻線を通過する互いに逆
向きの直流電流及び第３，第４の巻線を通過する互いに
逆向きの直流電流によってアウトプットトランスの直流
磁化を打ち消すようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】本願の請求項３の発明は、真空管に代えて
電界効果型トランジスタを用いたことを特徴とするもの
である。

【００１２】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１，３の
発明によれば、電源からチョークコイル又はアウトプッ
トトランスの第１の巻線を介して真空管のプレート又は
ＦＥＴのドレインに定電流が供給され、その電流がカソ
ード（又はゲート）より第２の巻線を介して定電流回路
に帰還する。この直流電流のループによってチョークコ
イル又はアウトプットトランスの磁束が打ち消されるこ
ととなり、直流磁化をなくすることができる。このため
インダクタンスの低下がなく、低域での周波数特性を改
善することができる。

【００１３】又本願の請求項２の発明では、電源より第
１の真空管又はＦＥＴのプレート又はドレインにアウト
プットトランスの第１の巻線を介して電源が供給され、
その電流が第２の巻線を介して定電流回路に流れる。同
様に第２の真空管又はＦＥＴが駆動される場合には電源
より第３の巻線及び真空管又はＦＥＴを介して第４の巻
線、更に第２の定電流回路に一定の電流が流れる。これ
らの上下の素子には夫々同一の直流電流が逆方向に流れ
るため、直流磁化が夫々打ち消されることとなって直流
磁化の影響がなくなる。そして上下の素子で電流値が変
化した場合にも直流磁化を生じさせることはない。その
ためアウトプットトランスの１次側インダクタンスは低
下することなく、大きな値に保たれることとなり、低域
の周波数特性が劣化することはない。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１実施例によるチョークコ
イルを負荷とする音声用真空管増幅器を示す回路図であ
る。本図において信号源Ｓｇは一端が接地され他端が真
空管Ｖ１のグリッドに接続され、又グリッドリーク抵抗
Ｒ２を介して接地される。そして電圧Ｅ_BBの直流電源１
はチョークコイルＬ２の第１の巻線Ｌ２ａを介して真空
管Ｖ１のプレートに接続される。チョークコイルＬ２は
図示のように、第１，第２の巻線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを有し
ている。これらの巻線は線径や巻数が同一とする。そし
て真空管Ｖ１のカソードにはこの巻線Ｌ２ｂを介して定
電流回路２が接続される。このとき電流の流れる方向を
プレート電流とは逆方向、即ち逆位相となるように接続
する。又真空管Ｖ１のカソードにはバイパス用コンデン
サＣ１が接続される。真空管のプレート側にはカップリ
ングコンデンサＣ２を介して負荷抵抗Ｒ３が接続される
ことは従来例と同様である。

【００１５】このような構成により、電源１より巻線Ｌ
２ａを介して真空管Ｖ１のプレートに電圧が印加され、
プレート電流が巻線Ｌ２ａ、プレートからカソード及び
巻線Ｌ２ｂを介して流れ、定電流回路２により一定の定
電流となる。この直流電流は２つの巻線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ
を逆方向に流れるため、チョークコイルＬ２に夫々逆向
きの磁界を加えることとなってチョークコイルＬ２での
直流磁化が打ち消されることとなる。このとき定電流回
路２及びチョークコイルの巻線Ｌ２ｂの両端の電圧がグ
リッドバイアス電圧となっている。

【００１６】図２はこの実施例で用いる定電流回路２の
一例を示す回路図である。図２（ａ）はジャンクション
型の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）３を用いて定電
流回路を構成したものであって、抵抗Ｒｘ１を選択する
ことによって任意の電流値が選択できる。又図２（ｂ）
はツェナダイオード４及びトランジスタ５を用いた定電
流回路であり、トランジスタ５のベースとエミッタに夫
々ツェナダイオード４，抵抗Ｒｘ２を接続し、その他端
を共通接続している。この定電流回路はツェナダイオー
ド４のツェナ電圧と抵抗Ｒｘ２の値とを選択することに
よって、任意の電流値が選択できることとなる。

【００１７】さて信号源Ｓｇより入力信号が加わると、
グリッド電圧の変化によってプレート電流も変化する。
交流的には第２の巻線Ｌ２ｂは定電流回路２とコンデン
サＣ１を介してループを作るが、真空管の交流負荷とし
てはこのループのインピーダンスは充分大きく無視でき
る。従って交流電流は電源１からチョークコイルＬ２の
巻線Ｌ２ａ，真空管Ｖ１のプレート及びカソードを介し
てコンデンサＣ１に流れることとなる。そしてこの電圧
変化がカップリングコンデンサＣ２を介して抵抗Ｒ３の
両端に取出される。この場合には真空管Ｖ１の負荷とし
てチョークコイルを用いているが、前述のように直流磁
化が打ち消されるため、チョークコイルのインダクタン
スの低下がない。従ってチョークコイルＬ２として直流
磁化を打ち消すためのギャップをコアに設ける必要がな
くなる。そのためチョークコイルＬ２のインダクタンス
は、従来のものに比べて例えば数十倍〜１００倍程度と
大きくすることができ、低域での周波数特性を大幅に改
善することができるという効果が得られる。

【００１８】図３は本発明の第２実施例による増幅器を
示す回路図である。本実施例は第１実施例のチョークコ
イルＬ２に代えて、アウトプットトランスＴ３を用いた
ものである。このアウトプットトランスＴ３の１次側巻
線も、第１実施例のチョークコイルＬ２と同様に同一の
線径及び巻数となっている２つの巻線Ｔ３ａ，Ｔ３ｂを
有しており、１次側の接続については第１実施例と同様
である。この一対の巻線によって第１実施例と同様に直
流磁化が打ち消され、周波数特性が改善する。そしてア
ウトプットトランスＴ３の２次側には交流成分の信号が
出力される。

【００１９】前述した第１，第２実施例では能動素子と
して真空管を用いているが、図４（ａ），（ｂ）に示す
ようにＦＥＴ６を用いて構成することも可能である。こ
の場合にも同様にアウトプットトランス又はチョークコ
イルの直流磁化が打ち消されるため、周波数特性を改善
することができる。

【００２０】次に第１，第２実施例による周波数特性の
改善をより詳細に説明する。図５（ａ）は一般的な真空
管増幅回路であって、トランスＴを有するものとする。
この真空管増幅回路においてＺ₀ を真空管の内部抵抗、
Ｚ_S を負荷抵抗、Ｅ_BBをプレート電源、Ｅ_C をグリッド
バイアス電源とする。簡単のため真空管を内部インピー
ダンスＺ₀ 、電圧Ｅi を持つ電源と見なすと、低域周波
数では図５（ｂ）に示す等価回路となる。ここで ｒ１：トランス１次巻線抵抗 ｒ２：トランス２次巻線抵抗 Ｌp ：１次インダクタンス ｎ：出力トランスの１次対２次巻線比 ｆ：信号周波数 Ｅi ：トランス入力電圧 Ｅo ：トランス出力電圧

【００２１】通常のトランスではｒ１，ｒ２は極めて低
く、これを無視すると等価回路は図５（ｃ）で示され
る。従ってレスポンスをα（dB) とすると、次式（１）
が成り立つ。

【数１】 但し、Ｚは以下のものである。

【数２】 さて具体例として真空管Ｖを６ＧＡ４（内部抵抗Ｚ₀ ＝
１．４ＫΩ）、負荷抵抗Ｚ_S を８Ωとする。出力トラン
スは例えばシングル用出力トランスの場合には前述した
ようにコアにギャップが設けられているため、例えば以
下のようなものが用いられる。 １次インピーダンス：２．５ＫΩ ２次インピーダンス：８Ω １次インダクタンス：最大２１Ｈ 巻数比ｎ：１７．６８ この数値を前述した式（１），（２）に代入し信号の周
波数ｆを変化させると、図６の曲線Ａに示すような低域
でのレスポンスが得られる。

【００２２】さて本実施例では出力トランスのエアギャ
ップをなくすことができる。このエアギャップをなくし
た場合には出力トランスの１次側インダクタンスは数十
倍、例えば９００Ｈとなる。従ってこの値を前述した式
（１），（２）に代入し信号周波数ｆを変化させると、
図６の曲線Ｂに示すようなレスポンスとなる。これらの
グラフから明らかなように、本願発明では低域の周波数
特性を大幅に改善することができる。

【００２３】図７はプッシュプル増幅器に本発明を適用
した第３実施例を示す回路図である。本図に示すように
プッシュプル型のアウトプットトランスＴ４は１次側に
４つの巻線Ｔ４ａ，Ｔ４ｂ，Ｔ４ｃ，Ｔ４ｄを有してい
る。各巻線Ｔ４ａ〜Ｔ４ｄは同一の線径及び巻数を有し
ている。そして電源１０よりアウトプットトランスＴ４
の巻線Ｔ４ａを介して真空管Ｖ２のプレートに接続し、
真空管Ｖ２のカソードを巻線Ｔ４ｂを介して定電流回路
１１に接続する。ここで巻線Ｔ４ａ，Ｔ４ｂを流れる直
流電流によって互いに直流磁化を打ち消す方向に接続し
ておく。又電源１０よりアウトプットトランスＴ４の巻
線Ｔ４ｃを介して真空管Ｖ３のプレートに接続し、その
カソードを巻線Ｔ４ｄを介して第２の定電流回路１２に
接続する。そして一対の信号源Ｓｇ１，Ｓｇ２の一端を
接地し、位相が反転した同一の出力を夫々真空管Ｖ２，
Ｖ３のグリッドに入力する。夫々のグリッド端と接地端
間にはグリッドリーク抵抗Ｒ４，Ｒ５を接続する。又カ
ソードと接地端間のコンデンサＣ３，Ｃ４はバイパス用
のコンデンサである。このアウトプットトランスＴ４の
２次側にはスピーカを接続する。

【００２４】プッシュプル型増幅器では上下の素子の直
流電流値が等しければ直流磁化は打ち消されるが、経年
変化等によって上下の素子の直流電流値がずれてくるこ
とにより、アウトプットトランスが直流磁化されること
がある。しかし本実施例による増幅器では、夫々一対の
真空管Ｖ２，Ｖ３のプレート電流を供給する巻線Ｔ４
ａ，Ｔ４ｃ及びカソード側から逆方向に電流を流すこと
によってこれを打ち消すことができる。

【００２５】このように本実施例では真空管Ｖ２に流れ
る直流磁化を巻線Ｔ４ａ，Ｔ４ｂに逆方向に電流を流す
ことによって打ち消しており、真空管Ｖ３に流れる直流
電流を巻線Ｔ４ｃ，Ｔ４ｄに流れる直流電流によって打
ち消している。このように上下の素子に夫々独立に同一
の電流を流すことによって直流磁化を打ち消しているた
め、例え定電流回路１１，１２の電流値が等しくなくな
り、上下の素子に流れる直流電流値が経年変化により変
動しても、直流磁化することはなく、周波数特性が劣化
することはなくなる。

【００２６】尚第３実施例は真空管を用いたプッシュプ
ル増幅器について説明しているが、能動素子として真空
管に代えてＦＥＴを用いることができる。又定電流回路
は図２に示す回路や他の定電流回路で構成することがで
きる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、増幅器の負荷としてチョークコイル又はトランスを
用いた増幅器において、プレートやドレインに流れる電
流と同一の電流を他の巻線を介して直流電流を流すこと
によって直流磁化を打ち消すようにしている。そのため
シングル増幅器においてもアウトプットトランスやチョ
ークコイルの磁路にギャップを設ける必要がなく、１次
側のインダクタンスを大きくすることができる。そのた
め低域のレスポンスを改善することができ、又歪みを軽
減することができる。又請求項２の発明では、プッシュ
プル型増幅器に適用しており、プッシュプル型増幅器の
経年変化による直流電流のアンバランスが生じる場合に
も上下の素子毎に直流磁化を打ち消すようにしている。
従ってチョークコイルやアウトプットトランスがチョー
クコイル磁化することはなく、レスポンスや歪み率を改
善することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるチョークコイルを負
荷とする真空管増幅器の回路図である。

【図２】本実施例に用いる定電流源の一例を示す回路図
である。

【図３】本発明の第２実施例によるアウトプットトラン
スを負荷とする真空管増幅器の回路図である。

【図４】本発明の能動素子としてＦＥＴを用いた回路図
である。

【図５】（ａ）はトランスを負荷とする真空管増幅回
路、（ｂ），（ｃ）はその低域の等価回路である。

【図６】従来例及び本実施例の特性を示すグラフであ
る。

【図７】本発明の第３実施例によるプッシュプル増幅器
の回路図である。

【図８】従来のチョークコイル又はトランスを負荷とす
るシングル型の真空管増幅器の一例を示す回路図であ
る。

【図９】従来のトランスを負荷とするプッシュプル型の
真空管増幅器の一例を示す回路図である。

【符号の説明】

１，１０ 電源 ２，１１，１２ 定電流回路 ３，６ ＦＥＴ ４ ツェナダイオード ５ トランジスタ Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ 真空管 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ チョークコイル Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ アウトプットトランス

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリッド端子に入力電圧が加えられる真
   空管と、 一端が接地された定電流回路と、 一端が接地された電源と、 同一の巻数の第１，第２の巻線を有し、前記第１の巻線
   の一端が前記電源に接続され、他端が前記真空管のプレ
   ートに接続され、前記第２の巻線の一端がカソードに、
   他端が前記定電流回路に接続されたチョークコイルと、
   を具備し、前記電源より前記第１，第２の巻線を通過す
   る互いに逆向きの直流電流によって前記チョークコイル
   の直流磁化を打ち消すようにしたことを特徴とする音声
   用増幅器。
2. 【請求項２】 グリッド端子に互いに逆位相の入力電圧
   が加えられる第１，第２の真空管と、 一端が接地された第１，第２の定電流回路と、 一端が接地された電源と、 同一の巻数の第１，第２，第３，第４の１次巻線を有
   し、前記第１の１次巻線の一端が前記電源に、他端が前
   記第１の真空管のプレートに接続され、前記第２の１次
   巻線の一端が前記第１の真空管のカソードに、他端が前
   記第１の定電流回路に接続され、前記第３の１次巻線の
   一端が電源に、他端が前記第２の真空管のプレートに接
   続され、前記第４の１次巻線の一端が前記第２の真空管
   のカソードに、他端が前記定電流回路に接続されたアウ
   トプットトランスと、を具備し、前記電源より前記第
   １，第２の巻線を通過する互いに逆向きの直流電流及び
   第３，第４の巻線を通過する互いに逆向きの直流電流に
   よって前記アウトプットトランスの直流磁化を打ち消す
   ようにしたことを特徴とする音声用増幅器。
3. 【請求項３】 前記真空管に代えて電界効果型トランジ
   スタを用いたことを特徴とする請求項１又は２のいずれ
   か１項に記載の音声用増幅器。