真空管アンプにおけるカソードのコンデンサ接続と電源ハム打消しについての仕組み

真空管アンプの出力段で使用されるカソードに電源電圧からコンデンサがつながれている例について、電源ハムを打ち消すメカニズムに関する疑問を解決します。この記事では、LRフィルタ、CRフィルタを通じた位相関係やトランスなどの素子の特性について解説します。

1. 真空管アンプにおけるカソードに接続されたコンデンサ

真空管アンプの回路図において、出力管のカソードに電源電圧からコンデンサが接続されている設計はよく見られます。この配置は、主に電源ハム（交流電源の影響）を打ち消す役割を持っています。

電源ハムは、アンプの動作に悪影響を与え、特に出力段で目立つ場合があります。これを打ち消すために、出力段のカソードにコンデンサを接続することで、電源のノイズをキャンセルし、よりクリーンな音質を得ることが可能になります。

コンデンサがカソードに接続されることで、電源からのハム成分を除去するためのフィルタリングが行われます。このコンデンサは、回路内のLRフィルタ（インダクタと抵抗）やCRフィルタ（コンデンサと抵抗）と組み合わせて使用され、電源ノイズを効果的に除去します。

LRフィルタとCRフィルタがどのように機能し、位相が合わないのではないかという疑問について解説します。

LRフィルタは、インダクタ（L）と抵抗（R）を組み合わせたフィルタ回路で、高周波のノイズ成分を除去する役割を持っています。出力管の前段に配置されたトランスを通して、出力管にかかる電圧がこのフィルタを通過し、電源ハムの影響を抑制します。

CRフィルタでは、コンデンサ（C）と抵抗（R）が組み合わさり、特定の周波数帯域のノイズを除去します。このフィルタは、電源からカソードに行く成分に対応し、電源ノイズの成分を効果的に削減します。

実際に使われるトランスや素子の特性について説明し、これらがどのように回路に影響を与えるかを理解します。

トランスはAC信号の伝送を行い、電圧を変換する役割を果たします。トランスを通した電源の影響を受けることで、出力管にかかる電圧にノイズ成分が加わります。トランスの性能が良ければ、電源ノイズを減少させることができます。

コンデンサの容量や種類が適切でない場合、効果的に電源ノイズを除去することができません。特に高周波ノイズに対して適切なキャパシタンスを持つコンデンサを選定することが、電源ハムの除去において重要です。

位相が合わないのではないかという疑問について、実際に回路でどのように影響が出るかを解説します。

LRフィルタとCRフィルタの位相が完全に合わない場合、理論的には完全にハム成分を打ち消すことが難しくなります。しかし、実際の回路では、両フィルタが協調して動作し、十分にハムノイズを減少させることができます。

使用するトランスやコンデンサのスペックにより、ハム成分の打ち消し具合は変わります。これらの素子の特性を適切に調整することで、位相ずれを最小限に抑え、効果的にハムノイズを除去することができます。

真空管アンプの出力段でカソードに接続されたコンデンサが電源ハムを打ち消す仕組みについて、LRフィルタとCRフィルタの働きや、トランス、コンデンサの選定方法が重要であることがわかりました。位相のズレは影響が少なく、正しい素子の選定と調整によって効果的なハムノイズの除去が可能です。