OPT 개발 과정에서 만든 Test 용 Amp 제작 이야기 입니다. 

위는 13GB5 2개를 병열 연결한 Plate V/I 특성 입니다.   Load 를 1.5 K ohm 로 잡았습니다.

이렇게 하고 보니 linearity 가 아주 우수한 진공관이지만  저 전압 고전류 동작이 돼서 동작 범위 양단에서는 증폭도만 해도  두배나 차가납니다. 

OPT 가 우선 이여서 최선 동장범의를 벗어나서 다른 방향으로 온것입니다. 

회로 구성/설계로 문제를 해결 해 보기로 합니다.  

동작점에서 증폭도가 5 가 좀 안되는 값이지만 낮은 Load Impedance 덕분에 Grid Drive 에 필요한 전압은 100V pp 로 300B SE Amp 160V -180Vpp 보다는  훨신 Drive 가 쉽습니다.

저는  입력 전압  3V pp 를  최고 입력으로 잡습니다.  초단에서 33 배의 증폭이돼면 출력관 Drive 가 3극관 하나로 가능해집니다.

300B Amp 에서 Driver 1단 증폭은 mu 가 높고 Linearity 도 좋은 적당한 3극관을 찾기가 어려워서 3극관 증폭을 2단으로 하던지 300B의 original 영사기용 Amp 와 같이 5극관을 씁니다.  

(전에올린글에서 3V pp 가  실제는 더 높은 전압으로 잘못 됀글이 있습니다.  Signal generator의 60 ohm  termination 이 빠저서 였습니다.)

초단관으로 4KN8 쌍 삼극관 (mu = 45  rp=2.8K)을  병열로 연결해서 간이 Amp를 만드러서 OPT 를 Test 했습니다.  

 4KN8 은 알려진 진공관은 아니지만 Linearity 가 우수하고 내부저항도 낮아서  2개의 3극관을 병열로 연결하면 High Gm 관 WE437A 하고 비슷한 성능이 됍니다.  

Linearity 가 좋은 Drive 관이라서 도리여 출력관의 Linearity 보상이 안 되서 위는 둥굴게되고 밑은 늘어나서 과잉 제2차고조파가 망처버린 볼품없는 파형이 나옵니다. 정상적인 파형으로 교정 할려면 적어도 10db 정도의 NFB가 필요 합니다.

입력을 6V pp 로 올리고 NFB를 걸고 OPT Test 를 했습니다.

정상 입력에서 NFB 에 필요한 증폭도 를 얻기 위해서 Lundahl 의 2:1 Interstage Trans 를  삼입 했습니다. rp가 낮은 진공관으로 gm 이 높으면 자기발진이 쉽게 일어납니다.

예측한대로 약간의 NFB 를 걸어도  발진이 일어납니다. Grid 에 삽입한 1-2 K ohm 발진 방지용 저항은 별 효력이 없었습니다. IST 를 여러가지로 바꾸어 봤습니다.

정도의 차는 있스나 모두가 불안정 합니다. 저의 간이 회로에서는 2개의 Trans 가 Feedback  Loop 에 들어가 있어서 이들의 합작 형상이라고 봅니다.

과도한 2nd Harmonics Distortion 의 치료를 NFB 에 의존하는 것 과 저의 이론인 Linearity Factor (Lf)로 상쇠해서 고치는 것의 2가지가 있습니다. NFB 는 특성이 나뿐(NFB 에 부적절한) Trans 때문에  Feedback 양이 커지면 도리여 해가 됍니다. 

.NFB 네 의존하지 않으려면 출력관과 같은 Linearity (Lf) 의 Driver 관을 찾는 것입니다.

Driver 에 쓸만한 많은 진공관을 보유하고 또 이들의 Linearity 모양을 쉽게 볼수 있거나 그려내는 Test 장비가 마련돼지 않고는

- 실망 하실지도 모르겠지만 - 이런 선택이란 보통 DIYer 에게는 실질적으로 불가능 합니다. 

 다음은 KYJ님 식으로 High mu + Buffer 방식으로해보기로 합니다.

보유하고 있는 진공관 6KT8 의 3극관부가 mu = 100 이 돼여  Linearity 보완도하고

 NFB에 필요한 증푹도 도 얻을수 있다고 봅니다. 옆에있는 5극관은 3극관으로 연결해서

직결 Buffer 관으로 사용 합니다.

이글을  올리고나서 6KT8 특성을 재 봤습니다.

제가 원하는 낮은 전류에서도 Linearity 가 너무 좋이서 출력관을 보완하는  Lf 값은 얻기가 어렵고 결국 NFB 로 파형수정을 해야 합니다. 이득이 충분해서 NFB 는가능 합니다. 

다른 각도로 본다면 NFB의 양으로 출력의 제2차 고조파 함유량이 조절됀다는 것입니다. 

위는 THD 재는 기계이고

아래는 신호의 크기를 주파수에 따라서 재는 voltmeter 로 Wave Analyzer 라고도 합니다.

간이 수동식 Frequency spectrum Voltmeter 입니다.

저의 Amp 제작후 조정 순서는

1) Oscilloscope 로 Sine Wave 파형보고 최대출력,  주파수특성을 확인하고 이들이 만족할 정도면

2) 위에서보는 THD meter 로 Distortion 크기를 재 봅니다.

3) Distortion 의 주요 구성 요소인 2, 3차 고조파 함유량도 비교 측정합니다.

4) 마음에 안 들거나 더 개량이 필요 하면 Amp 해체해서 다시 시작합니다.

   제가 만드는 Proto type Amp 는 간단한 기본회로 라서 만들기도 쉽고 해체 하기도 쉽습니다.

잘 선택한 부품으로 만드러서 제대로 조절이돼면 Tube Amp 도 듣는 Level 에서 0.1% THD 가 가능합니다. 

 이정도면 출력의 차이는 있어도 소리는 모두 비슷해집니다.

소리를 제가 좋아하는 곰탕으로 설명합니다.

곰탕 전문집에 가면 식탁위에  여러가지 양념이 준비돼여 있습니다. 곰탕의 진수는 양념 치기전의 국물 맛입니다.  뽀얀 국물의 곰탕맛이 따로 있습니다. 저는 여기에 소금만 약간 처서 국물자체맛을 Enjoy 합니다.  어떤사람은 무조건 많은 양의 매운 양념을 듬뿍 넣어서 뽀얀 국물이 빨개지도록 합니다. 그러면 아무리 국물맛이 좋더라도 양념으로 덮혀 버립니다.

제가 추구하는 것이 양념 치기전의 최고 국물 맛입니다. 여기에 양념을 처서 자기에게 맞는 맛을 만드러 냅니다.

보통 만드는 Amp는 양념을 미리 다 처서 나오는 곰탕 입니다. 먹어 보기전에는 어떤맛이 나올지 모릅니다. 만드러놓고는 이 Amp 는 좀 짜다.  전에 만든 Amp는 너무 신거웠다. 등 등--    

이렇게 여러 가지 Amp를 만들다가 "이거다" 하는 소리를 찾습니다.

진공관 전성기의 High Fidelity- High End Audio Amp의 기술 목표가 high power 에 

Low distortion 이였습니다. 이목표 달성에 PP Amp 가 기술면에서 우수합니다.

Audio 전용으로   5극관/빔 KT series 출력관등이 개발 됐습니다.

SE Amp 는 Radio 나  값싼 1-3 W 양산용 기기에 주로 5극관 하나를 사용하는데 쓰엿습니다.

SE Amp 는 특성좋은 OPT 만들기도 어렵고 고출력도 어렵고 낮은 Distortion 도 어렵습니다.또 grid drive 하는데도 3극관은 높은 전압이 필요 합니다.

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참고로 300B Plate특성곡선상에 13GB5//el  동적 상태(Green) 를 그려 보았습니다

둘다 1.5 K ohm Load line 하고 Vg = -50V 는 동일하고  13GB5 는 Pin = 38.5W, 300B는 Pin = 32W 로 잡았습니다.

출력은 그림에서보는 3각형 면적으로 각각 12W 하고 5W 입니다. 보통 300B는 비싼 진공관이라서 입력을 크게 잡지 않습니다.

300B로는 저전압 고전류 동작에서는 Plate 전환 능률이 나빠서 부적절합니다.

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전에 올린글은 지우고 2개의 댓글은 여기로 옮겨 왔습니다. 

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RSY      2013.08.31 01:35

Para Amp 출력 12W Lf=1,38 
박사님의 설명 간결하고 빈틈없으신데 이해하는데 어렵습니다
KYJ 님 대단하시네요 2개의 출력관 병열도 어려운데 4개로 출력 30W로 만든 이유도 대단한데
OPT의설계도 너무궁금합니다 Core#300에 진공관4개의 Load가 Para의 절반으로 될것은데 턴수는 줄어들고 코일은 굵은선을 써야 할것같은데요 

Para Amp 진행과정 정독 하겠습니다

댓글 올리는중에 곰탕 양념 추가되었습니다  ㅎ

2013.09.03 12:54

OPT Test 용 6KT8 - 13GB5//el SE  Amp 중간보고

증폭도가 100인 6KT8 의 3극관으로 신호 증폭하고  6KT8 5극관을 3극으로 사용해서 Cathode follower 로 drive 합니다.

Cathode follower 를 직결로 하기위해서 Cathode follower 의 Cathode 전압이 B+ 의1/2 정도 돼도록 초단 설계를 했습니다.

조단관이 제가 좋아 안 하는 낮은 전류 동작이 불가피합니다,

높은값의 270 K ohm Plate load  resistor, -1.4V 의 grid bias 전압, 200V 의 Vp 로 여기에 흐르는 전류는 240 uA (micro A)의 동작 입니다.

 다음 단이 Buffer 역할을 해서 동작상태의 헝크러짐은 없을것입니다.  

1) 13GB5  5극관 동작 ------10db 정도의 NFB 로 입력 38W 로 최대출력 15W,  6W 이하에서는 1% 이하의 THD 입니다

2) 13GB5  3극관 동작 ------ 6db NFB 로도 충분 합니다. 출력관 grid bias 를 -58v 로 조절한 특성입니다

                               ???에서 7.5W의 출력입니다. THD는 개선 됐지만 출력은 반으로 떨어졌습니다.   

아직 결론을 내리기는 이르지만 5극관 동작이 도리어 3극관 특성표에서 보는 동작상태입니다. 전에 만든 13GB5 SE Amp 하고도 다른 결과 입니다. 

THD이 1% 이하라면 구태여 출력이 낮은 3극관 동작을 고집할 필요는 없다고 봅니다.

 NFB 도 Amp 가 안정하게 동작하는 범위에서는 나쁠것이 없습니다. 도리여 소리가 더 섬쇠해 진다고 합니다. Distortion 감쇠 효가 겠지요. Damping 도 관계가 있겠고 --.

 OPT의 특성으로 NFB 때문에 고생한 경험이 있스면  무조건 나쁘다고 NFB를 안 쓰기도 합니다.

여기서 자작한 OPT 의 TEST 결과는  IST를 사용했슬때를 제외하면 아무런 NFB 문제는 없섰습니다. 

NFB 는 Error 을 감소 하는 회로방식으로 사용할수있는 환경에서는 쓰는것이 좋습니다.