シングルエンド・トライオード（SET）は、単一のトライオードを用いて出力を生成する真空管式 電子増幅器です。これに対し、プッシュプル増幅器は、逆位相入力を持つ2つの素子を用いて、必要な信号を加算し歪み成分を減算した出力を生成します。シングルエンド増幅器は通常A級で動作しますが、プッシュプル増幅器はAB級またはB級（[要出典]）でも動作し、相殺効果により過度の歪みは発生しません。
シングルエンド三極管アンプという用語は、主にオーディオパワーアンプの出力段に用いられます。直熱三極管を使用する場合は、直熱三極管シングルエンド三極管アンプ（略称：DHT SET）という用語が用いられます。
同じ機能と類似の回路を持つシングルエンド四極管、ビーム四極管/ビームパワー管/キンクレス四極管、五極管増幅器もあります。例えば、このMullard設計があります。[1]
オーディオパワーアンプ
典型的な三極管オーディオパワーアンプは、電圧ゲインを提供するドライバーを備え、三極管（2A3や300Bなど）または五極管、あるいはEL34やKT88などのキンクレスト四極管を三極管として接続し、オーディオトランスを介して共通カソード配置でスピーカーに接続します。三極管は、入力制御グリッドに適切な負バイアス電圧を印加するか（図を参照）、バイアス部品でカソード電位を上昇させることで、A級動作にバイアスされます。
従来のSETアンプでは、出力三極管の直流電流（三極管接続の6V6では30mA 、 6C33Cでは250mA）がトランスの一次巻線を連続的に流れます。そのため、トランスのコアにギャップを設け、直流電流によるコアの飽和を防ぐ必要があります。ギャップを設けることで一次インダクタンスが低下し、低音域のレスポンスが制限されます。インダクタンスと低音域のレスポンスは、直流電流がない場合よりも大きなトランスを使用することで回復できます。
代替回路であるパラフィードアンプは、出力トランスからの直流電流を遮断することで帯域幅の問題を解決します（出力トランスはギャップを設ける必要がないため、低音域のレスポンスが向上します）。電源は定電流源として再構成され、通常は大型で高インダクタンスのアノードチョーク（ギャップ付きインダクタ）が使用されるため、磁気部品のコストと重量の増加はほとんど、あるいは全くありません。
アンティークサウンドラボのMG-SI15DTは、KT88キンクレス四極管を使用したステレオA級シングルエンド設計で、チャンネルあたり15Wの出力、三極管接続時は5Wの出力を実現します。[2]比較として、同じ真空管をAB級プッシュプルで使用したペアは、1%の歪みで約50Wの出力を実現します（ギターアンプでは、高歪みでより高い出力が求められます）。
利点
- シンプルさ。オーディオアンプは、クラスAシングルエンドよりもずっとシンプルです。
- 小信号における全体的な高調波歪みが低い。クラスAアンプは本質的にクロスオーバー歪みの影響を受けない。
- 陽極バイアス電流の小さな変動は、致命的な問題を引き起こすことはありません。
欠点
- 効率が低い。すべてのクラスAアンプは、信号振幅に関係なく最大電力を消費します。
- 高信号レベルにおける第2高調波歪みは、シングルエンドアンプの通常の特性です。（すべての人がこれを欠点と考えるわけではありません。オーディオ愛好家の中には、偶数次高調波の方が耳に心地よく、より自然な響きだと感じる人もいます。）
- アンプの低電力に比べ、出力トランスは重く、高価です。
スピーカーマッチング
歴史的には、シングルエンド五極管アンプにおける負帰還は非常に一般的でした（例えば、EL84をベースとしたMullard 3-3設計[1]）。今日では、負帰還はSETアンプではあまり一般的ではなく、多くのアンプには全体的なフィードバックループがありません。トランスの通過帯域によって制限される周波数応答は、スピーカー インピーダンスの不規則性によって変調されます。このことに加え、達成可能な電力レベルが非常に低い（2A3では3ワット、6C33Cでは20ワット）ため、アンプとスピーカーのマッチングを慎重に行う必要があります。選択できるスピーカーは通常、感度が90 dB /ワットを超える高効率スピーカーに限られます。
オーディオ品質
シングルエンド・トライオード（SET）アンプは、一部のオーディオファンの間では定番の設計とみなされており、その優れた中音域性能（音楽再生におけるオーディオスペクトルの中で最も重要な部分とされる）、「音楽性」、そして「ダイレクト感」によってカルト的な人気を獲得しています。この高音質は、主に回路のシンプルさとミニマルなアプローチ、そして一般的に使用されるトライオード増幅管に起因しています。[要出典]
一方、シングルエンドの三極管アンプをHi-Fi用途に適していると位置付ける正当性については議論があり、技術的な観点から、SETアンプは一般に、後継の（より一般的な）プッシュプル真空管設計やソリッドステートアンプに比べてはるかに劣ると考えられている。[3] SET設計では、信号内の強いDC成分に対応できる出力トランスが必要であり、そのため周波数応答、歪み、効率の点でパフォーマンスが悪くなる（ただし、効率はほとんどのSET愛好家や一般的なオーディオマニアにとっては優先事項ではない）。さらに、SETアンプは出力インピーダンスが比較的高いため、高出力インピーダンスのアンプで駆動するように特別に設計されていないスピーカーに効果的に接続することは困難である。これは、アンプがスペクトル全体にわたってスピーカーのインピーダンス特性に非常に敏感になり、色付けが生じるためである。
一般に、この構成では、高フィードバック アンプに比べて、測定された歪み性能が高くなります。[3]この歪みは主に第 2 高調波で、耳に不快なものではありません (440 Hz の音階で A の第 2 高調波は 880 Hz で、これも A、つまり 1 オクターブ高い同じ音です) [引用が必要]が、定義により THD 値が高いため、SET アンプは不正確になります。プッシュ プル アンプでは、この第 2 高調波歪みは出力トランスでキャンセルされます。最大出力で数パーセントの THD は珍しくありませんが、通常の音楽レベルでははるかに低くなります。一部のビルダーやユーザーは、グローバル フィードバックによって高調波範囲全体で歪みが低減する一方で、SET アンプに関連する劇的なダイナミクスや、低出力アンプを楽しむために必要な高効率スピーカーも低減すると結論付けていますが、これも激しく議論されています。
ハイファイ増幅の分野以外では、SETアンプはギターの世界ではその歪み特性から高く評価されており、楽器の増幅という観点からは正確さではなく表現力と倍音の複雑さを重視する点で望ましいと考えられています。[4]
真空管の仕様からクラスA1アンプの出力を推定する
A級アンプでは、完全な正弦波を生成するために、真空管はちょうど半分の位置になければなりません。したがって、最大電流振幅は+/- 50%です。実際のアンプでは、これを実現することはできません。
次のパラメータを取得します。
- Pa（または五極管の場合はP[a+g2]）（ワット単位）。
- 三極管のRp（オーム）
- 負荷抵抗 (Rl) (オーム単位) (設計によって異なる場合があります。)
P[ot] = Pa / 2で理論上の最大出力を計算します。
バルブは比較的容易に遮断まで駆動できますが、グリッドがカソード電圧に達し、電子の流れを妨げないため、最大電流はバルブの内部抵抗によって制限されます。このため、Rpが低いバルブは、同等のPa定格を持つ他のバルブよりも、クラスA1でより多くの電力を出力できます。
次に、P[o] = P[ot] * (1 - Rp/Rl)を計算して、得られる最大出力電力の推定値を取得します。
バルブがカットオフに近づくと比較的大きな歪みが発生するため、この数値から 10% を差し引きます。
A2クラス
A2級アンプは、グリッドをカソードに対して正に駆動することで高いRpを克服できます。これによりグリッドは二次陽極となり、カソードから電流を引き出すと同時に、残りの電子をプレートに向かって加速します。グリッド電流は駆動回路に極めて大きな負荷をかける可能性があり、211のような大型真空管では8ワットの入力が必要になることもあります。
参照
参考文献
- ^ ab 「Mullard シングルエンド EL84 真空管アンプ」
- ^ 製品レビュー - Antique Sound Lab MG-SI15DT シングルエンド・インテグレーテッド・チューブアンプ - 2001年1月
- ^ ab Elliott, Rod. 「バルブ（真空管）アンプの設計上の考慮事項 - ESP（Elliott Sound Products）」
- ^ 「「プッシュプル」と「シングルエンド」という用語は何を意味するのか？」2013年1月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。
さらに読む
- デッカート、スティーブ. 「SETと効率的なスピーカーアプローチが機能する理由」Enjoythemusic.com . 2013年9月21日閲覧。
- ハーレー、ロバート（1995年9月）「シングルエンドアンプ：キャリーのデニス・ハッド」ステレオファイル誌。 2013年9月21日閲覧。
外部リンク
- www.pmillett.com 真空管や SET を含むさまざまなオーディオ設計とプロジェクトのパブリック ドメイン デポジトリ。
