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PCL86 전단차동 PP 파워앰프 - 출력트랜스포머 교체

by 정호윤 posted Jun 12, 2008
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안녕하십니까? 정호윤입니다.

네번째 전단차동 PP 파워앰프입니다.

의지연작 네번째로 소출력을 목표로 의도적인 덩치 줄이기가 주입니다.
IMG_8022.jpg

진공관 설명

PCL86/14GW8(필립스 - PCL86.pdf 필립스 - ECL86.pdf)
- 형번을 보시면 아시겠지만 300mA의 히터전류를 갖는 3극 전압증폭관/5극 출력관의 복합관입니다.
6.3V의 히터전압을 갖는 ECL86/6GW8 와는 히터특성이 달라서 트랜스포머가 없는 TV나 라디오를 위해
전류를 일정하게 하고 전압을 바꿔 만들어진 히터규격의 관입니다.
비슷한 종류로 ECL82/6BM8 이 있지만 이것은 오디오용과 겸해 TV용으로도 목적이 있어서
완전히 오디오용으로 보기는 어렵습니다. 반면 ECL86은 완전히 오디오용으로 만들어진 관으로
3극관의 높은 이득, 5극관쪽의 케소드와 3번그리드와 내부차폐가 착실히 3극관과 5극관을 차폐하고,
더해 3극관의 그리드핀을 차폐하는 등 오디오용으로 만들어졌다. 라는것을 확실히 알 수 있습니다.
5극관쪽의 플레이트 손실이 ECL82/6BM8 에 비해 높아 더 높은 출력을 얻을 수 있습니다.

이번 파워앰프에서는 5극관을 3결로 동작시켰는데, 필립스의 사양서에는 3결 동작이 없었고,
독일의 Tom Schlangen 라는 분이 직접 측정하여 공개한 3결 플레이트 곡선을 썼습니다.
Tom Schlangen씨는 3결때의 플레이트손실을 9W로 제한했는데, 이것은 순수한 플레이트손실로
일반적으로 2번그리드손실까지 더한것을 다극관의 3결 플레이트손실로 인정하므로
저는 2번그리드손실 1.8W를 더해 10.8W로 플레이트손실을 정해 부하선을 그렸습니다.
ECL86_PENTODE_TRIODE_CONNECTION.jpg


회로
PCL86_ASDF_PP_SCH.png
이번 회로는 사정이 있어 많이 간략화했습니다.
의지발현과 비슷한 모양이지만 출력관의 여진전압이 작아 첫단만으로 충분히 출력을 얻을 수 있었습니다.
전원부의 경우 다이오드정류 후 150uF, 소리전자 5H/120mA, 150uF 만으로도 충분했습니다.

공동제작을 목표로 한 기기이기 때문에 기판을 썼습니다.
IMG_8011.jpg
커플링 커패시터에 붙은 동테이프는 발진방지를 위한것이며 한쪽이라도 빠지면 발진이 생깁니다.
회로의 시험을 겸한 앰프로 무척 많은 반고정저항이 사용되었는데,
실제 공동제작에서의 반고정저항은 출력관의 전류오차를 지우는 바이어스전압조정용만 들어가게 됩니다.
(첫단 정전류회로의 전류설정, 첫단 전류오차 제거, 출력단 전류오차 제거, 뒤집어되먹임 정도 조정으로 총 8개가 쓰였습니다.)

이번 기판은 커넥터로 금핀단자를 썼습니다만, 생각보다 불편하여 쓰일 일은 없을것으로 생각됩니다.

전원부는 간단히 정리했습니다.
IMG_8013.jpg
일단 전체적으로 쓰인 전류량이 적고 전단차동 구성으로 인해 매우 낮은 잔류잡음을 얻을 수 있었습니다.

이번 파워앰프의 출력트랜스포머는 하몬드의 소형 PP 출력트랜스포머인 125H를 썼습니다.
IMG_8032.jpg
125류는 최대출력에 따라 다양한 제품이 있는데, 예상 최대 출력이 3.5W 정도인 이번 파워에 125H가 꼭 알맞았습니다.
출력트랜스포머는 그냥 상판에 놓을 경우 전원트랜스포머의 권선축 방향이 같아져 잡음이 생길 우려가 있었기 때문에
실제로 전원트랜스포머에 전원을 넣고, 출력트랜스포머에서 유도되는 잡음의 크기를 확인하여 가장 적은 위치에 놓았습니다.

초크코일도 누설자속의 영향을 막기위해 몰딩케이스에 넣어 몰딩하였습니다.
IMG_8017.jpg

전기적 특성입니다.

※ 전기적 특성은 사람의 신체검사와 같은것으로 기계적인 특성을 나타낼 뿐입니다.
기계적 특성이 재생음색을 나타내는것도 아니고, 기계적 특성의 우수함만을 목표로 하지도 않습니다.
단지 제가 만든 기기의 신체검사를 통한 건강상태를 알고 싶을 뿐입니다.


이득 - 약 7배, 약 16.9dB, 뒤집어되먹임 약 -6dB
잔류잡음 - 입력을 접지에 단락한 상태 왼쪽 0.08mV/오른쪽 0.1mV - JIS-A 보정 0.018mV/0.0135mV @ 8OHM
최대출력 - 찌그러짐 3% 일때 3.5W @ 8OHM, 1KHz 이때 입력 765mV
댐핑팩터 - 4.5 @ 8OHM, 1KHz, 1V 출력 기준 ON-OFF 법
수정 이력 안내 :
2008년 6월 12일 : 댐핑팩터 추가


주파수 특성입니다.
PCL86_ASDF_PP_fr_res.png
3% 찌그러짐을 갖는 765mV를 입력했습니다.
-3dB 기준 50Hz~50KHz, 20Hz~20KHz는 -10dB~-0.34dB 입니다.
이번 파워는 위상보정용 커패시터는 없습니다.
저역의 감쇠는 출력트랜스포머의 한계로 +-1dB 150Hz~15KHz 보증에서 실제 -1dB 때 약 75Hz~33KHz이니
 나름 선방을 한 결과이긴 하지만, 아쉬운것은 어쩔 수 없습니다.

입출력 특성입니다.
PCL86_ASDF_PP_inout.png
찌그러짐 5%인 약 3.9W를 넘어서는 출력이 급격히 줄어듭니다.

찌그러짐 특성입니다.
PCL86_ASDF_PP_dist.png
다른 주파수에 비해 100Hz 쪽 찌그러짐이 조금 높은 편입니다.
3W를 넘어서서는 찌그러짐이 급히 커지는것을 확인할 수 있습니다.

다 만들어진 기기의 앞쪽입니다.
IMG_8028.jpg

최대출력 3.5W의 파워도 볼륨을 모두 열지 못하는 내가 평소 듣고 있는 전력은 어느정도일까... 를 곰곰히 생각하게 되었습니다.
===
저역감쇠의 정도가 청감상 감수할 수 있는 정도를 벗어나 출력트랜스포머를 저역한계가 더 낮은 1609로 바꿨습니다.

이득 - 약 6.5배, 약 16.2dB, 뒤집어되먹임 약 -6dB
잔류잡음 - 입력을 접지에 단락한 상태 왼쪽 0.08mV/오른쪽 0.14mV - JIS-A 보정 0.0183mV/0.03mV @ 8OHM
최대출력 - 찌그러짐 3% 일때 3.3W @ 8OHM, 1KHz 이때 입력 0.8V

주파수 특성입니다.
PCL86_ASDF_PP_1609_fr_res.png
기준입력에 착오가 있어 0.765V로 다시 측정하였습니다.
-3dB 기준 14Hz~50KHz, 20Hz~20KHz는 -0.37dB~-0.65dB 입니다.
역시 위상보정용 커패시터는 없습니다.
바꾼 출력트랜스포머의 특성은 +-1dB 30Hz~30KHz 보증으로 실제 -1dB 때 약 18Hz~24KHz이며
고역상한은 떨어지지만 충분히 감수할 수 있는 결과라 생각됩니다.

입출력 특성입니다.
PCL86_ASDF_PP_1609_inout.png
2차 임피던스의 오차가 원인인듯 같은 -6dB 뒤집어 되먹임을 넣었을때 약 0.5의 이득차이가 납니다.

찌그러짐 특성입니다.
PCL86_ASDF_PP_1609_dist.png
충분한 크기와 적층으로 저역한계가 충분한 출력트랜스포머를 사용하여
저역의 찌그러짐도 다른 주파수대역과 거의 차이가 없습니다.

공동제작을 진행하게 되면 비용이 더 들더라도 이 1609를 쓰고 싶습니다.

그럼 이만...

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