超リニア

超線形電子回路は、四極管または五極管真空管（「電子バルブ」とも呼ばれる）を負荷（たとえば、スピーカー）に結合するために使用される回路です。

「ウルトラリニア」は「分散負荷」の特殊なケースです。これは、1937 年にアラン・ブルムラインが特許を取得した回路技術です (特許番号 496,883)。ただし、「分散負荷」という名前は、おそらくミュラードによるものです。^[1] 1938 年に彼は米国特許 2218902 を申請しました。ウルトラリニア動作の特別な利点とその名前自体は、 1950 年代初頭にデビッド・ハフラーとハーバート・ケローズによって米国の雑誌「オーディオエンジニアリング」の記事で発表されました。^[2]「ウルトラリニア」動作の特殊なケースは、分散負荷のより一般的な原理と混同されることがあります。

共通カソード増幅器（出力信号がプレート上に現れる）として構成された五極管または四極管真空管（バルブ）は、次のように 動作します。

• 五極管または四極管の場合、スクリーングリッドは安定した直流電圧に接続され、スクリーングリッド上の信号変動はありません（つまり、スクリーングリッドにはプレートの出力信号の0％が印加されます）。
• 三極管では、スクリーングリッドがプレートに接続されています（つまり、スクリーングリッドにはプレートの出力信号電圧の100％が印加されます）。
• 三極管と五極管を組み合わせたもので、スクリーングリッドにはプレートの出力信号の一定の割合（0% ～ 100%）が印加されます。これは分散負荷回路の基礎であり、通常は真空管が接続されている出力トランスの一次巻線に適切な「タップ」を組み込むことで実現されます。

出力信号の任意の部分がスクリーングリッドに印加されると、それはフィードバックの一形態として考えられ、カソードからアノードに渡される電子ストリームの動作が変わります。

スクリーングリッドのパーセンテージタップを慎重に選択することで、三極管と五極管の両方の真空管の利点を実現できます。非常に狭い範囲のパーセンテージタップでは、歪みが異常に低い値に低下することがわかっています。三極管または五極管の動作よりも低い場合もあります^[2]。一方、電力効率は、完全な五極管動作と比較してわずかに低下するだけです。超線形動作を実現するための最適なパーセンテージタップは、主に使用するバルブの種類によって異なります。一般的に見られるパーセンテージは 43% (プレート回路のトランスの一次巻数) で、KT88 に適用されますが、他の多くのバルブタイプではこれに近い最適値があります。6V6GT には 20% の値が推奨されました。5-20などのMullard回路でも 20% の分散負荷が使用されていますが (超線形動作は実現されませんでした)、LEAKアンプでは 50% が使用されていました。

三極管、ビーム四極管、または五極管ベースのアンプと比較した場合、分散負荷をオーディオ パワー アンプに適したものにする回路の特性は次のとおりです。

• 出力インピーダンスは三極管の場合の約半分に低下します。
• 歪みは三極管で達成される歪みに近づくまで低減されますが、超線形動作の場合はさらに低くなる可能性があります。
• 出力は三極管よりも高く、五極管の出力に近づきます。
• 分散負荷はトランスコンダクタンス アンプと電圧アンプの組み合わせであるため、電力出力はより一定になります。

分散負荷回路は、プッシュプルまたはシングルエンド増幅回路のいずれにも適用できます。

「超線形」という用語は、最適なタッピングポイントの条件にのみ明示的に予約されていることに注意してください。Hafler と Keroes は次のように書いています。「当社の特許請求の範囲は、この回路構成における任意のプライマリタップの使用をカバーしています。ただし、「超線形」という用語の使用は、ダイナミックプレートの特性曲線が最も線形である条件に限定しています。」^[3]

QUAD 社の「QUAD II」アンプは、出力信号の一部がカソードに適用される回路を使用しており、QUAD 社の Peter Walker 氏はこれを「分散負荷」と呼んでいました。米国では、McIntosh Laboratories 社が真空管パワーアンプでこの技術を広く使用しています。Audio Research Corp 社も同様の回路を使用しています。