真空管アンプのSPICEシミュレーション

LTSPICEで真空管アンプの動作確認をしています.

下記の増幅回路で1kHzのサイン波を入力してOUTからの出力波形を確認し
たいのですが、
期待する出力波形が得られません。
サイン波の形でなく異様につぶれた波形が出力されます。

http://space.geocities.jp/herecome2011/perukesan …

回路や各定数は書物にも掲示されている実績のあるアンプなので、
間違いはないと思います。
二つの真空管のあいだにコンデンサーのない直結回路で、
ロフティンホワイトの仕組みです。

回路に間違いないとしたら正しい結果が得られない点で、
SPICEの操作が間違っているように思います。
もしわかりましたら理由をお教えください。

（mazdaさん、お元気ですか？）

質問者からの補足コメント

• xpopo様
  詳しい検証ありがとうございます。
  なるほどこのアンプはミニワッターとされるので、０．１Ｖくらいの小さな入力でいいわけですね。
  普通のアンプ並みに考えてしまっておりました。
  ただ歪率がもうひとつのようで、ＮＦをかけＢ電圧を上げたろしても満足できるところまでおりてきません。
  この回路を作った方の実測ですともっといいようなのですが、作ろうという気持ちにならないので、もう少しいじってみないとだめなようです。

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/04/19 23:41

• XPOPO様
  
  NFBのシミュレーションまでしていただき誠にありがとうございます。
  歪率はすごくいいですね。
  このくらいまで抑えられれば実機で試してみたく思います。
  
  ところで回路中のC2のOPT側を2次出力側にする方法ですが、
  資料ではロフティンホワイト回路ではOPT一次側のB電源側へつなぐのがセオリーとされてます。
  そのためC2の電解コンデンサーの極性も+がOPT側です。
  
  としますと1次側でなく2次側へつなぎNFをかけるのでしたら、
  コンデンサーは極性のないものを使ったほうがいいですか？
  なおロフティンホワイトの機能はそのまま生きますか？
  もしわかることございましたらお教えいただけましたら幸いです。

  No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/04/20 13:41

No.4 ベストアンサー 回答者： xpopo 回答日時： 2015/04/20 15:53

回答NO.3です。

＞ところで回路中のC2のOPT側を2次出力側にする方法ですが、
＞資料ではロフティンホワイト回路ではOPT一次側のB電源側へつなぐのがセオリーとされてます。
＞そのためC2の電解コンデンサーの極性も+がOPT側です。
＞
＞としますと1次側でなく2次側へつなぎNFをかけるのでしたら、
＞コンデンサーは極性のないものを使ったほうがいいですか？

回答＞＞コンデンサC2のOUT側はDC　０V　ですまたU2のカソード側はDC　81.5V　ですのでC2には電解コンデンサを使用し、耐圧100V以上、余裕を見て160V以上のものを使用した方が良いでしょう。当然有極性が必要です。

＞なおロフティンホワイトの機能はそのまま生きますか？
＞もしわかることございましたらお教えいただけましたら幸いです。

回答＞＞C2の接続先をOUT端子に接続しても回路のDC条件は変わりませんのでバイアス関係はそのままで変化はありません。一方、AC条件はオリジナルの回路ではカソードのポイントを接地（AC　GNDに落とす。）されてましたが、出力OUTから信号成分が逆位相で帰還（NFB）されますのでその結果交流特性が変化します。具体的にはNFBによる効果ですが歪率の向上とゲインの低下（25.2ｄBが18.4ｄBに低下）と周波数特性の広域遮断周波数ｆｃが229kHzから316kHzに高くなります。

この回答へのお礼

いろいろシミュレーションまでお付き合いいただきありがとうございます。
これで知識が深くなりましたの前に進めます。
簡単な回路なのでいろいろと条件変えながら、今度は音色がどのようになるか変化を楽しみたいと思います。
また改めましてどうぞお教えください。

お礼日時：2015/04/20 21:48

No.3 回答者： xpopo 回答日時： 2015/04/20 10:33

回答NO.2です。

補足ありがとうございました。

　こちらでもTHD改善策検討してみました。結果はこちら（http://yahoo.jp/box/__hIGp）に示します。

改善策はNFBを2種類かけました。

　１）コンデンサC2(100uF)の接続を変更してOUT端子から抵抗R6のGNDと反対側の端子に接続。
　２）抵抗R6とU2のカソードの間に抵抗R8(220Ω）を追加。

これら２つのフィードバックの追加でTHDは2.26％（Vin=100mV(0-p)、Vout=1.81V(0-ｐ））から0.802%（Vin=200mV(0-p)、Vout=1.65V(0-p))に改善されます。この回路形式の真空管アンプではこの程度の歪率ならまあまあだと思いますがいかがですか？

No.2 回答者： xpopo 回答日時： 2015/04/19 16:55

回答NO.1です。

すみません、NO.1で回答した内容は間違えてました。

出力波形が歪んでるのは単に入力電圧が大きすぎるためです。こちら（http://yahoo.jp/box/-Nw667）に入力電圧を50mV（0-p)から300mV(0-p)まで50mVステップでトランジェント解析した結果を載せておきます。この結果から入力電圧が100mV(0-p)あたりを超えてくると出力が歪み始めるのが分かるかと思います。

No.1 回答者： xpopo 回答日時： 2015/04/19 16:15

今日は。

　回路を見た限りではU2のカソードから電源V2（２４０V)へコンデンサC2（100uF）でショートされてますのでU2はカソードとGND間に接続されている抵抗R４（7.5kΩ）がAC的にGNDにショートされてるのと同じことになってます。
　コンデンサC2のU2のカソードへの接続を外しGNDに接続すればカソード抵抗R4（7.5kΩ）が機能してくれてゲインが下がり異様につぶれた波形はきれいな正弦波になります。
　こちら（http://yahoo.jp/box/vmCNme）にこの修正を行う前と後の比較のシミュレーション結果を載せておきます。左側が修正前、右側が修正後になります。