真空管ギターアンプの回路設計


動作方式による分類

電力増幅用の真空管(出力管・パワー管)を1本だけ使用した「シングル・エンド方式(Single End)」,2本〜4本使用した「プッシュ・プル方式(Push-Pull)」について説明をします。 基本回路構成が変わると歪みの出具合や最大出力パワーなどダイナミックな特性に大きな影響が出ます。 こういった回路構成の違いは「真空管」か「トランジスタ」かというデバイスの違いよりも大きかったりします。

シングル・エンド方式

シングル・エンド方式は出力管1本で電力増幅する方式です。 代表的なアンプはフェンダーの「チャンプ」です。 最近は出力5ワット程度のミニアンプが各社から発売されていますが,ほとんどのアンプがシングル・エンド方式です。 使用す出力管が1本ならばシングル・エンド方式と判断できます。

シングル・エンド方式の特徴はアンプに入力される音声信号のプラスとマイナスに対して,無信号時には半分だけ押しておくという中途半端な状態を作り出し,プラスならさらに押す,マイナスならマイナス方向に押し戻す,という動作です。(わかりにくい)

半分だけ押した無信号状態をアイドリング状態といい,いわゆる「アイドリング電流」を流している状態です。 音声信号のプラス側とマイナス側に対して非対称の回路なので歪ませたときに上下非対称の歪になります。 倍音が豊かな歪だと言い人もいますが,個人的にはあまり好きな歪みではありません。

●利点:
回路が簡単で部品が少ない

●欠点:
出力が小さい(5〜10W)
ハムノイズが出やすい

シングル・エンド方式のブロック図

シングルエンド方式
真ん中のごちゃごちゃした○印が真空管,その上のかまぼこが並んだものがトランス,横倒しのUFOがスピーカーです。。。

プッシュ・プル方式

プッシュ・プル方式は出力管2本で電力増幅する方式です。 少ない消費電力で大出力が出せるのでほとんどのギターアンプが採用しています。 使用する出力管が偶数ならばプッシュ・プル方式と判断してよいです。

音声信号のプラスとマイナスに対して,プラスなら押す,マイナスなら引く,という動作を行ないます。 そのため,無信号時は誰も何もする必要がないので,アイドリング電流を低くすることができます。 結果として無信号時の消費電力が低くすることができます。

●利点:
大出力が得られる(15W〜300W)

●欠点:
回路が複雑になる
位相反転回路(フェーズインバータ:Phase Inverter)が必要

プッシュ・プル方式のブロック図

プッシュプル方式
シングル・エンドと比較すると真空管が1本増えて2本になります。またフェーズインバータが必要になります。



動作方式の違いは大きい

単純に真空管アンプといっても動作方式によって大きな違いがあります。 シングル方式とプッシュプル方式の違いは非常に大きいです。

出力の小さな小型アンプを自作するというのは幅広く行われています。

小型アンプはシングルというのが一般的な認識だと思いますが,出力段をシングルにするか,プッシュプルにするか判断するときは自分の好みをよく考える必要があります。

シングルアンプは音量が小さいので練習用には便利ですがプッシュプルの音は出ません。

逆に,フェンダーのチャンプが愛好されるように,シングルアンプでしか出ない音もあります。

シングルはあまり作ったことがないので参考までですが,クランチ程度の軽い歪みならばシングルは得意としますが,マーシャルのようなオーバードライブ・トーンはプッシュプルの方が得意です。


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