LTspice XVII on macで真空管のシミュレーション(4) - NFB(負帰還)

負帰還を掛けてみる

「LTspice XVIIで真空管のシミュレーション(3)」の増幅率を上げるために，カソードにコンデンサーを入れてみました．

前の回路が以下のとおりです．

この回路の入出力波形が以下のとおりです．黄緑色が入力，赤色が真空管のプレート電圧，青色がこれをコンデンサーでフィルタリングしてDC成分を取り除いた出力波形です．

上の回路に，カソードから10uFのコンデンサーをグラウンドに落とした回路が以下のとおりです．

このときの入出力波形が以下のとおりです．上のグラフと同じく，黄緑が入力波形，赤色がプレートの波形，青色がプレートの波形のDC成分をフィルタリングした出力波形です．波形の絶対値が大きくなり，サチっています．電源電圧は12Vなので，プレートの電圧を0Vから12Vまでの間に波形を収めないとサチってしまいます．

ここで，出力からNFB(負帰還，ネガティブフィードバック)をかけてみます．以下の回路は，いくつか試して出した結果です．出力端子からの信号と入力端子からの信号を，10kΩと1kΩを通して混ぜたものを真空管のグリッドに入力しています．これは，出力電圧と入力電圧を1:10で比例配分した波形を真空管のグリッドに入力していることに相当します．

結果の波形は以下のようになりました．黄緑色が入力波形，青色が出力波形，赤色が入力波形と出力波形を10:1で混ぜたものです．薄緑色がプレート電圧です．プレート電圧が2Vから10V程度に収まっていて，ちゃんとサチらずにそこそこの波形が出力されていることが分かります．

負帰還(negative feedback, NFB, ネガティブフィードバック)は，出力を入力に反転して戻して，出力が大きくなったら入力信号を小さく，出力が小さくなったら入力信号を大きくするものです．出力を入力に帰還(feedback)して，自動的に入出力の増幅度を同じ値に近づけるものです．真空管はEp-Ip特性の，入力バイアスをシフトしたときの出力電流の間隔が一定ではないので，低電流回路にしても，どうしても歪みが出てしまいます．こういうときに，負帰還を使って，自動的に増幅度を安定化させる働きがあります．

「LTspice XVIIで真空管のシミュレーション(5)」へ続く．