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자이레이터 부하 01A 프리앰프 D

by 정호윤 posted Sep 24, 2015
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안녕하십니까? 정호윤입니다.

고전 직열3극 전압증폭관 01A로 프리앰프를 만들었습니다.
IMG_5237.jpg

01A는 민수용 직열3극 전압증폭관의 선조격에 해당하는 관입니다.
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100M 소켓이라 불렀던 UV 단자배치형까지 존재할 정도로 오래된 역사를 가지고 있습니다.

Diana는 원래 저항부하와 MOS FET의 소스팔로워로 대략 4~6배 정도의 이득을 내도록 설계했었는데,
최근 SBCCS와 함께 회자되던 GYRATOR(이하 자이레이터)라는 회로를 알게되어 적용하게 되었습니다. 
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자이레이터의 사전상 정의는 수동성과 비가역성이 있는 2단자쌍망입니다.
BERNARD D. H. TELLEGEN이 필립스 물리학 연구소에서 재직하시던 중
1948년에 레지스터, 커패시터, 인덕터, 이상적인 트랜스포머에 이어지는 다섯번째 선형 소자로 발명한것입니다.
전기전자에서 텔리전의 정리로 잘 알려져있는 이분은 5극관의 발명자(1926년)이시기도합니다.

자이레이터는 합기도와 비슷하게 회로정수가 고정된 회로가 아닌 개념으로서
목적에 따라 필요한 정수를 적용할 수 있습니다.

Diana에 적용한 자이레이터는 LND150과 DN2540의 조합으로 다양한 자이레이터 중 하나입니다.
이 구성은 게리핌의 SBCCS와 회로 구성이 비슷해 가지고 있던 SBCCS 기판을 수정해 적용했습니다.
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자이레이터 부하와 정전류 부하는 각각 일장일단이 있어 어떤것을 선택하느냐는 설계자의 취향으로,
이번에는 자이레이터 부하를 적용했습니다.

신호의 첫 관문인 감쇠기는 만인의 친구 RK27을,
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커플링커패시터는 MULTICAP의 RTX를 적용했습니다.
IMG_5270.jpg
방열 정류관을 썼고, DN2540의 소스전압이 고정되기 때문에 다소 낮은 전압이지만, 안심하고 쓸 수 있습니다.

B전압은 단순하지만 고품질을 얻을 수 있는 정전류 회로와 방전관을 이용한 분로형 정전압회로를 구성했습니다.
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6X4로 정류한 후 입력커패시터로 10uF 필름커패시터가 붙고, 470R 저항을 지나 20uF 필름커패시터 2개로 이어집니다.
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이후 가변정전류IC인 10M45S로 정전류 15mA를 설정하여 0A2로 보내 150V 정전압을 만듭니다.
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직열관 사용에 있어 점화방법은 언제나 고민하게 되는데, 이번에는 LM317 기반의 정전류점화를 적용했습니다.
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01A의 필라멘트 규격은 5V/0.25A로서 LM317 기반에서는 1.25/0.25로 계산하여 5R 저항이 필요합니다.
단일저항으로 가장 가까운것은 그나마 E24 분포에서 5.1R이 있지만, 10R을 병렬연결하면 5R을 얻을 수 있기 때문에
조금 수고를 더했고 그 결과 필라멘트 양단 전압이 5.00xV가 나타날 정도로 정확한 0.25A를 얻을 수 있었습니다.

전체적인 배선 모습입니다.
IMG_5249.jpg

얼짱각도입니다.
IMG_5241.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.

모든 결과는 별도의 알림이 없으면 왼쪽 채널 기준입니다.

이득 : 약 8.48배, 약 18.6dB @ 1kHz @ 100kOHM
잔류잡음 : 왼쪽 기준 1.51mV, 30kHz LPF 적용 0.6mV, 400Hz HPF 적용 1.45V,
           모두 적용 0.45mV, JIS-A 보정 0.3mV @ 100kOHM
찌그러짐  : 1V 출력시 0.18% @ 1kHz, 100kOHM 이때 입력 118mV
            2.3V를 입력할때 18.8V 0.1% @ 1kHz, 100kOHM

주파수 응답입니다.
01A_GYRATOR_fr_res.png
고전관으로도 충분히 넓은 주파수대역을 얻을 수 있음을 알 수 있습니다.

입출력 특성입니다.
01A_GYRATOR_inout.png
계측기 최대 출력전압까지 일정하게 이득이 유지됩니다.

찌그러짐 특성입니다.
01A_GYRATOR_dist.png
각 대역별로 찌그러짐 정도가 거의 차이나지 않습니다.

IMG_5235.jpg
고전관에 대한 선입견을 말끔히 정리할 수 있는 좋은 기회가 되었습니다.

고맙습니다.