히터를 모두 직열 연결하여 115V 라인 전압을 그대로 정류하여 사용하였다. 히타 전원에 요구되는 전류는 0.6A로 비교적 작아서 평활회로에 그리 큰 용량의 캪을 사용하지 않아도 되어서 편리하다.
2018.04.29 12:14
13GB5 X4 Single Amplifier Circuit
조회 수 387 댓글 14
26LW6 PP amplifier
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이 암프는 내가 만든 싱글 암프중 가장 값싸게 만든 암프로서 여러 면에서 성능이 가장 좋은 암프이기도 하다. 다만 출력관이 4개인데 이들 간에 전류 발란스가 맞지 않으면 고조파 하모닉스의 내용이 달라진다는 단점이 있다. 이번에 스펙트럼 애널라이저를 구입해서 테스트 해 보고 발견한 것이다. 출력관 캐소드에 CCS를 달아주면 이 문제는 해결될 것도 같다.
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출력관 회로 점검 부탁합니다 -
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선배님 말씀대로 회로가 틀리게 그려져 있네요. 출력관 캐소드회로가 그라운드에 연결되어야 하고 출력관 그릿드 회로는 바이어스 전압 공급 라인에 연결되어야 합니다. 이렇게 고쳐서 보아 주십시요.
이 암프는 출력관간의 전류 발란스를 맞추어 주는게 큰 문제로 남아 있습니다.
처음 제작할 때는 진공관을 선별해서 대략 60mA 내외가 흐르는 관들을 골라서 사용했는데 그 동안 과전류가 흐르는 관들을 교체해준 적이 있습니다. 그러나 너무나 저 전류가 흐르는 관은 존재 조차 모르고 지났습니다.
오늘 기회가 있어 다시 재 보니 전류가 너무도 적게 흐르는 관이 있습니다. 이런 경우는 CCS를 설치한다 해도 해결이 안되겠지요.
MAC 3500 암프는 6LQ6 을 8개 사용하고 있습니다. 이 암프는 이 문제를 어떻게 해결했는지 궁굼해서 살펴보니 그릿드 마다 별도의 가변저항기를 달아주어 바이어스를 별도로 조절해 주도록 되어 있고 전류계로 각 출력관의 양극전류를 재 보도록 스위치가 달려 있습니다.
하여튼 이 문제는 숙제로 남아 있습니다. -
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출력관 전류 발란스의 문제가 생각보다 그리 큰 영향은 관찰되지 않았다. 한 사례를 보자:
출력관의 전류는 각각 14.9 mA, 62.5mA, 57.1mA, 70.5mA 로 측정되었는데 이 경우 2차 고조파 는 -33.5dB, 3차 고조파 -48.7 dB, 4차 고조파 -68 dB로 전고조파 찌그러짐은 대략 0.022%로 나쁘지 않다. 출력관 중 하나가 심한 전류의 불균형을 보이고 있지만 찌그러짐은 심하지 않다. 이 때 출력은 4옴 부하에 대략 8W 정도였다.
같은 조건에서 다른 채널의 측정치는 다음과 같다:
출력관 전류: 62.3 mA, 39.1 mA, 45.9 mA, 57.8 mA (no signal condition) with signal: 63.8mA, 45.7mA, 52.8mA, 61.8 mA
이 때 고조파 는 2고조파; -32.71 dB, -45.44dB, -73.77dB 로 다른 채널과 크게 다르지 않다. -
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같은 채널에서 심한 불균형을 만드는 관을 교체하여 신호를 입력했을 때의 출력관 전류분포를 개선시켜 보았다. 양극전류는 각각 61.6mA, 65.2 mA, 60.3mA, 60.2 mA 가 되었다. 이 때 고조파 출력은 -35.47 dB, -47.12 dB, -69.93 dB, -83.04 dB 가 되어 약간 개선된 것이 보이지만 큰 차이는 아니다.
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이전에 저장해 주었던 박사님의 회로도를 올립니다. 커플링 캡이 0.47uF 일텐데 1uF로 차이가 있습니다. 박사님이 올려주신 회로도와 약간의 시정수 차이가 있습니다.
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감사합니다. 이 회로가 없어진 것 같아서 옛날 그려둔 것을 다시 올린 것인데 아직도 살아 있었던 모양입니다. 여기저기 약간의 차이가 있겠지만 다시 올리신 회로가 더 정확한 것 같습니다.
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출력관 전류 발란스가 아무래도 마음에 걸려서 캐소드에 CCS를 설치해 보았습니다. CCS는 대략 64mA로 맞추어 주고 바이어스를 -40V 정도로 재 조정해 주었습니다. 아직 고치지는 않았지만 B 전압을 20V -25V 정도 높여줄 생각입니다. 이렇게 해야 동작점아 유지됩니다.
일단 한 채널만 CCS를 설치해 보고 각 전압, 전류를 측정해 보니 동작을 잘 합니다. 풀력관 양극전류는 +- 1mA 내로 전류 발란스가 잘 맞고 찌그러짐은 CCS 설치 전과 큰 차이는 보이지 않습니다.
이 암프는 몇년째 사용해 왔는데 그 동안 캐소드에 설치해 둔 10옴 저항을 두번 태워먹었습니다. 양극전류가 80mA가 넘어가더니 결국 이 캐소드 저항이 휴즈역할을 하고 있었습니다. 이제 CCS를 설치해 두었으니 그런일은 없겠지요. -
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모든 출력관 캐소드에 64mA CCS를 설치하고 그릿드 바이어스 전압을 44.1V로 낮추어 주고 전원트랜스의 탭을 140V AC 에서 160V AC로 바꾸어 주니 B 전압을 410V로 올라갔습니다. 한편 CCS는 모두2200 uF 캪으로 바이패스 시켜 주었습니다. CCS 양단간의 전압이 대략 20V- 25V 정도이니까 실제 바이어스 전압은 65V 정도가 됩니다. 이때 캐소드 -픞레이트 전압은 385V-390V가 되어 상당히 높습니다. 출력을 재 보니 최대 출력 전압은 4옴 로드에 17V 피크 가 나옵니다. 출력이 36W 가 된다는 것인데 그렇다면 출력관당 9W가 나오는 셈이 됩니다
이런 정도라면 13GB5 는 1개로 300B의 출력을 능가하고 있습니다. 전에 강박사님이 처음으로 13GB5의 양극특성을 측정하시고 3.75K 의 로드라인을 그려 계산해 낸 출력이 8.9W 였고 이 때 양극 효율은 거의 40%가 되었습니다. 사실 이 때만 해도 이 작은 관으로 거의 9W가 나오리라고는 믿어지지 않았는데 실제로 그렇게 나오네요.
이 암프의 경우 매 출력관의 양극 입력은 거의 25W 이고 출력이 9W 가 나왔으니 양극효율은 대략 36%입니다. 암프 출력은 36W 입니다. -
36W Amp 웬만한 DHT Amp 충분히 압도하고도 남습니다.
13GB5 볼수록 좋게 보이네요 -
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강 박사님이 지적하셨듯이 현재의 동작은 13GB5의 동작 범위인 17,5W양극 손실을 크게 벗어난 동작입니다. 강박사님의 동작사례에서도 양극전압 350V, 양극 전류64mA로 총 양극입력이 22.4W 이고 이 때 최대출력이 8.9W, 효율 39.7% 였으니 이 사례도 역시 동작범위를 벗어나긴 했습니다. 스크린 그릿드 허용손실 2.5W(?)를 감안한다 해도 13GB5 3극관 결합시 최대 허용 양극손실은 20W를 넘지 못합니다.
그런데 일단 이 상태에서 오래동안 동작을 시켜보지는 않았지만 30분 정도 동작시 별 문제는 없어 보입니다. 물론 진공관은 상당히 뜨겁습니다.
얫날부터 선배님들로부터 들은 이야기가 있습니다. 3극관은 세게 동장을 시켜야 소리가 좋다는 말입니다.
역시 그래서 그런지는 몰라도 잠간 들아본 느낌은 소리가 조금은 안온해진 것 같습니다. 전 보다 소리가 약간 덜 소란스럽게 들립니다. 음질 문제는 좀 더 시간을 가지고 들어 보겠습니다. 그리고 허용동작 범위를 상당히 벗어난 동작으로 진공관이 얼마나 버틸 수 있을까도 관찰 대상입니다. -
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참고로 위 회로에서 바이어스 공급 회로는 배전압 정류를 편파정류로 변경하여 33V AC 를 정류하여 대략 44V를 얻어 이를 그냥 공급해 주고 있습니다. 이 공급 전압을 너무 높여주면 출력관 캐소드 CCS의 동작범위를 벗어나서 CCS가 제대로 동작하지 않을 수 있습니다. 반면 이 바이어스 전압을 없애 버리면 캐소드 CCS애 걸리는 전압이 커져서 CCS에서 상당한 전력을 소비해 주어야 하니 CCS에 큰 히트싱크를 달아주어야 합니다.
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귀중한 정보 및 팁 감사드립니다. 박사님께서 글을 통해 앰프 자작의 중요한 포인트를 말씀해 주시니 팔로워에게 아주 많은 도움이 됩니다. 고맙습니다.
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출력관을 채널 당 4개를 사용하고 드라이버에 10V관을 채용하면 스테레오 암프로 할 경우 히터 전원을 라인 전압인 115V에 대략 맞추어 줄수 있다. 전압의 미세 조정은 적당한 저항을 삽입해 주어 해결할 수 있다. 이런 이유로 출력에 4개의 출력관을 사용한 것이다. 미국에서는 이게 가능한데... 한국은 라인전압이 220V이니 다른 해결책을 모색해야 할 것이다.
그런데... 사진에 보이는 가변저항기는 바이어스 조정용인데 회로에는 표시하지 않았다. C 전압 회로에 삽입하면 될 것이다.