見直し ～ 6Z-P1 シングルアンプの場合

 　なりゆきで増えた私室用の小型アンプたち。昔から長く続いた電子工作の締めくくりという感じで作りました。だから使っている出力管はまちまちですし、回路もさまざま。それでも設計の基本的な方向は同じ。スペック的な目標も同じ。製作後も聴き比べてリファインして来ましたから、結果現状で出て来る音に大差はないはず。それでも、繋ぎ替えていろんな音楽をさまざまな状況で聴いているといくつか気になる点は出て来る。そうなるとあらためて回路を見直し。

　あくまで気分的な事なのですが、寒い時期には発熱量の大きなアンプを使って、夏場は比較的熱さが少ないアンプを使うようにしています。繋ぎ替えると何か違って感じられる事がある。
　８月になる頃、6Z-P1シングルアンプから6AK6プッシュプルに繋ぎ替え。最近はちょっと音量上げて聴くことが増えているのだけど、すると低音の安定感に何か微妙な違いがある。シングルとプッシュプルという事だけでは無いような。

　7.5kΩが無くて15kΩを並列にしました。

　6Z-P1は古典的な管をもとに作られています。プレートは250Vかけられるのですが、G2は180Vに制限されています。そのため製作したアンプではG2の電圧はB+から抵抗で落としています。このあたり、何かありそうです。 
 あらためて規格を見直し。元が古典的な５極管という関係でしょうか、G2の電流が多目で変動も大きいです。GS電圧を抵抗で下げているので、電源のコンデンサ容量は大き目になっているのてすが。音量の変化に伴ってGS電圧がいくらか変動するはず。このアンプでは電源部を左右で分けていないので、この変動が隣チャンネルに影響する心配があります。
 このG2電流による電圧変動を軽減するには、分流抵抗で電流を増やす(等値的なインピーダンスが下がる)のが簡単。現在電源投入時の過電圧保護に入っている抵抗には1mA流れています。電源トランスには余裕があるので、これを3mAに増やす事にしました。電圧が変わらないように電源部の抵抗４個を交換して、それ以外の部分はそのままにします。

　必要なのは電力用の酸化金属(厚膜)４個です。通勤で購入するのが早く交通費込だと安いでしょう。でも、しばらくぶりに日本橋の様子も見に行きたい。酷暑が終わったような頃合いで買い物に。

長くお世話になったナニワネジのお店も消滅しました

　ここ数年で一気にスカスカになって電気屋街の面影はほとんどなくなっています。部品屋も実質２軒だけになってます。小容量の炭素被膜や金属皮膜はまだE24で揃っていましたが、酸金抵抗はだいぶ歯抜けになって容量によって揃わなくなっていました。

　ラグ板配線なので抵抗の交換は簡単に済みました。気分的なものかもしれませんが、変更によって音が少しくっきりし、低音の定位が若干向上した感じがします。

 

スマホをつなぐ

 スマホの音をオーディオセットで出したい。ヘッドホン端子と外部入力をコードでつなげば良さそうですが・・・

　発端は部屋で中波ラジオを聴こうとした事。しばらく使ってなかったのでラジオの電池が切れていた。そういえば、スマホにラジコのアプリが入っている。ならばスマホをアンプの外部入力に繋げば良い。使用中のスマホにはヘッドホン端子がある。３極のミニプラグだからコードはある。ラジコで局を選ぶとスマホのスピーカーから音が出る。そのままヘッドホン端子にコードを差し込むと・・・音はスピーカーから出たまま。

　昔のイヤホン端子などはプラグの抜き差しによって物理的に接続が切り替わっていたが、スマホは電気的に切り替えているらしい。アプリが反応してないのか？？
　そこで音楽プレーヤーを起動して試す。やはり切り替わらない。かわりにヘッドホンを挿してみると、ちゃんと切り替わる。試しに中継コードを挟んでヘッドホン繋いで、途中で外して断線状態にすると、スマホから音が出る。どうやらオーディオセットの入力インピーダンス(この場合は抵抗)が高いので無接続と判断されているらしい。対策として、負荷になるようにコードのプラグの所で信号とグランドの間に外し物の中から拾い出した抵抗100Ωを付けてみた。すると音が出た。当面はこれで何とかなったけど・・・

この後簡単なカバーを付けました。

　今後も使う事があるかもしれない。時間のあるうちにちゃんとしたコードを作ろう。そうなると、抵抗はどの程度が良いのか。ヘッドホン偽装するならＬ性の方が良いのだろうか。現用のスマホ以外はどうなのだろうか。そういえば、出力の断続をどうやって検出しているのだろうか。実用上は問題無いけど、ＤＣが出ているぞ。安全性の点ではスマホ側とステレオセットの間を分離した方が良いし。

　思いついたのはトランスを入れる事。直流阻止とグランド分離とインピーダンス整合。コイルが入るという事ではヘッドホンと同等です。手持ちにちょうど良さそうなトランスがあった事を思い出しました。

　手許に残っていたのはST-10とST-12という入力トランス。これは昔はアマチュアの電子工作では定番だったサンスイのＳＴシリーズのトランスです。しらべるとどちらもまだ現行品のようです。
　ST-12は１次側が100Kで２次側が1KΩ。これを逆向きに使います。本来の２次側の直流抵抗は45Ωですから確実に接続が検知されるはず。巻き数比が10倍ありますから、普段の音量位置ではスマホの出力がちょっと低いのを救済する事にもなります。(ST-10も同様に使用可能と思います。)

　ガラクタ箱をかきまわして、ブラグ付のコードの断片と外し物のラグ板を引っ張りだして簡単工作。スマホを繋ぐとちゃんと音が出ました。まあ音質の方はスマホの音声回路の方の問題でしょう。

ラックス MQ-60/KMQ-60 アンプの修理に関して

ここにアンプの製作の記事を載せるようになってから　、今までに数回相談がありましたので、現況での考えをまとめて置きます。何かの参考になれば。

　私が製作した6CA7-PPアンプはシャシーにラックス製MQ-60アンプの解体品を利用しました。この繋がりでの御相談のようです。
　私の入手したのはほとんどの部品を外されたシャシー部のみでした。製作したのはまったくのオリジナルの回路です。使用したトランスや真空管は元とは異なっています。既存のアンプの改造/修理には該当しないと思います。

　ラックスのMQ-60アンプは微妙に内容の異なるいくつかの仕様があるようですが、基本的にはOY15-5トランスを使用した50C-A10のプッシュプルアンプで、ドライバはカソード結合(ムラード)型で、初段が6267の3結、位相反転が6DT8。最大の問題は出力管の50C-A10が交換困難。次に出力トランスの故障/不良。トランスについては多くの製品に使用されアマチュアの製作にも使われた物ですから、それなりの程度の中古品があるようです。また(それなりの価格ですが)代替に使える製品もいくつかあります。しかし出力管の50C-A10は元々耐久性や寿命の問題があり多くは早期に不良になっています。ＮＥＣのオリジナルの管で他社製や類似品はありません。使用された製品が少ないので、新品はもちろん程度の良い中古も入手は難しいです。ある程度の期間実用にしようとすると、これは改造置き換えを検討するべきでしょう。

　50C-A10 は回路的には３極管ですがこの規模の３極管は当時も現在も他に存在しません。しかしこれの構造はビーム管を内部で３結にした物ですから、ビーム管(5極管含む)の３結で代用するのは自然でしょう。
　この規模の管で現状で入手が難しくない物でとなると、6L6-GC、6CA7,6550あたりでしょう。

　50C-A10の出自からはカラーテレビの水平偏向管も候補になると思いますが、規格上の耐圧を越える心配とプレートキャップが要る点であまり勧められません。

　いずれもソケット交換が必要です。元の回路部分が動作していたとすると、6CA7に替えるのが簡単そうです。管の外観がだいぶ異なり、出力が少し小さくなりますが、出力トランスとの組み合わせも問題ありません。
　50C-A10はヒーターが50Vで、これを２本直列にして電源の100Vで点火しています。このため搭載の電源トランスには出力管のヒーター用の巻き線がありません。6CA7の場合は４本で６Ａの電流になります。電源トランスを載せ替えるか別にヒーター用のトランスを付けるか。前者は費用的に大袈裟になります。後者は筐体には載らないのでケーブル引き出しで別置きする事になります。

　ドライバ回路については、振幅もゲインも問題ありません。バイアス回路は調整範囲を超えるかもしれませんが、抵抗値の変更(追加)で対処できる程度です。裸ゲインが変わるので高域が不安定になるかもしれませんが、位相補償をいじるよりも仕上がりゲインを変えて帰還量を同程度にする方法が簡単でしょう。おそらくこの程度で、元の回路をそのまま保つ事ができると思います。

　なお、３結にする際には、第２グリッドは直接ではなく数百Ω程度の抵抗を介してプレートに結ぶ方が安心です。また、当時のコンデンサは元々耐久性が低くおそらくかなり劣化しているはずなので、積極的に交換すべきです。特に段間の結合コンデンサと位相反転部のグリッドを接地するコンデンサは漏洩電流が怖いですから。そのほか、電解コンデンサも可能なら替えておくべきだと思います。バイアス回路の可変抵抗も交換した方が安心でしょう。あとは・・・入力部の直流阻止は個人的にはぜひ入れたいです。原型尊重という点からもこの程度で済ますのが良いと思います。

トランジスタ・シングルアンプへの考察 その３

  私自身はこの記事に取り上げるようなアンプをは製作するつもりはありません。参考資料として掲載します。 

　ある所で相談を受けたのはだいぶ前。その後もいくつか思う事があり、関連した内容をここに書きます。

[ ここまでの話１ ]  [ ここまでの話２ ]

　トランジスタであっても真空管であっても、普通のスピーカーを鳴らすシングルアンプを作るにはトランスが必要。でも、トランジスタ用として販売されたシングル用のトランスは無い様子。そうなると、真空管用のシングル用トランスを使用することを考えなければなりません。

　一般的な小出力用の真空管は100～250Vの電源で数十mA流して使います。だから小型の真空管用のトランスは数KΩから十数KΩのインピーダンスです。この動作では、真空管のプレートにはOFF側の区間で電源より高い電圧がかかります。真空管のピーク耐圧はかなり余裕があり、これで支障が出る事はまずありません。ところがトランジスタは電圧の制限が厳しく短時間でも超えると破損に繋がります。だから真空管をそのままトランジスタに置き換えるのは難しいです。このピーク電圧は負荷や信号の波形によるので、最悪は３倍ぐらいを見込んでおきたいです。一般的な電力増幅用のトランジスタでは耐圧の高目の品種で120V程度。電源電圧を真空管よりかなり低くしなければなりません。
　電源電圧を40Vとしてみます。小出力用のシングル用トランスでは3KΩという物が比較的安価に入手可能です。これを使うと出力は0.2W程になります。これより出力を得ようとすると、電流を増さねばならず、それにはもっとインピーダンスの低い(数百Ω程度)トランスが要ります。

 　市販のトランスを調べてみると、インピーダンスが600Ωや400Ωという物がいくつかありますが、このうち小型の物は重畳電流が書かれていないので、おそらくマッチングトランスでしょう。

　思いついたのは、タップの出ているトランスの巻き線を逆向きに使う事。一般的な0-3K-5k-8KΩのトランスを考えてみます。理想トランスとすると、各巻き線の巻き数は８Ωに対して54.8倍、70.1倍、83.7倍です。タップ間の巻き数は3-5K間が15.3倍、5-7K間が13.6倍、3-7K間が28.9倍。つまり3-5K間を使えば234Ω、5-7K間を使えば185Ω、3-7K間を使えば835Ωのインピーダンスになるはず。このぐらいのインピーダンスなら、20V程度の電源電圧で実用十分な出力が得られます。変則的な使い方ですが、磁気的には問題ないはずです。電流的にも公称の重畳電流内なら問題無く、多少越えても大丈夫と思います。高域特性はいくらか変わるでしょう。

　トランジスタでシングルアンプをつくるなら、この方向が良さそうに思います。

トランジスタ・シングルアンプへの考察 その２

 私自身はこの記事に取り上げるようなアンプをは製作するつもりはありません。参考資料として掲載します。

　ある所で相談を受けたのはだいぶ前。その後もいくつか思う事があり、関連した内容をここに書きます。

[ ここまでの話 ]

　ふつうのスピーカーをふつうに駆動するには、押すと引くの双方向に電流を流す必要がある。これをシングルアンプで果たすには、パワー素子の反対側をどうすれば良いのか。電圧増幅回路ＣＲ結合と違ってＲで吊るのではダメです。ここで有効に働くのはトランス(あるいはチョークコイル)。リアクタンスによってＯＮ期間に蓄えたエネルギーでＯＦＦに向かう期間を駆動する。トランスであればインピーダンスの変換も同時におこなえます。真空管のシングルアンプはこのようにトランスによって成立してるのです。
　そうなると、トランジスタのシングルアンプもトランスを使うのが確実ではないか。トランジスタと真空管の比較という点でも公平な気がします。問題はトランジスタに適したシングル用のトランスがあるのか。

　トランジスタ用のトランスで昔のアマチュア製作の定番だったのが山水のＳＴシリーズ。当時のカタログを見ると出力トランスはすべてプッシュプル用でシングル用はありません。

　実用オーディオ製品では無くても、トランジスタのシングルでスピーカーを駆動する回路は確かにあったはずです。２石レフレックスラジオとか。という事で手許の初歩向け雑誌を見ると、なんと、どの回路もプッシュプル用のトランスをそのまま(両端を)使っています。プッシュプル用のトランスは直流を流すようには作られていません。このような使い方ではコアが磁化されて飽和するか、そうでなくとも特性はメタメタのはず。無いから仕方ない、あるいは元々音質特性は問題外という事でしょう。

　現行の既製品で、シングル用の、コイルに直流電流を流す前提で作られているトランスは真空管用だけです。では、これはトランジスタで使えるのだろうか。

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トランジスタ・シングルアンプへの考察 その１

私自身はこの記事に取り上げるようなアンプをは製作するつもりはありません。参考資料として掲載します。

　ある所で相談を受けたのはだいぶ前。その後もいくつか思う事があり、関連した内容をここに書きます。

　真空管アンプにはシングルとプッシュプルが普通に存在し、近年作られているものはシングルアンプが多いように見えます。揃った真空管が得にくい最近の事情もありますし、シングルの方がそれぞれの管の特徴が出やすいという考えもあるようです。一方、トランジスタを使ったアンプは昔からほとんどがプッシュプルでした。というか、実用向きのトランジスタのアンプでシングルという物を見た事がありません。初期のトランジスタではある程度の出力を得るにはプッシュプルにする必要があったとか、トランジスタは高効率省電力がウリなのでプッシュプルは必然とか、商業的な理由はすぐに思い付きます。しかし、トランジスタと真空管の音を論じる中でもトランジスタ・シングルアンプが登場した記憶はありません。

　あらためてトランジスタでシングルアンプを真面目に作る事を考えます。シングルアンプは当然Ａ級動作で無信号時に大きく発熱します。トランジスタは高温に弱く温度変化に敏感です。しかし小出力のアンプであれば、ある程度放熱と温度補償に配慮すれば扱い困難という事は無いでしょう。6AR5とか6BM8とかシングルで出力数Ｗの管と比較する物を今作るなら、TO-220ぐらいのトランジスタでも十分なはずです。

　手許の余剰の部品をかきまわすとTO-220のトランジスタがいくつか出て来ました。このようなトランジスタはどにでもあるはずです。これらは小さな放熱器でも数Ｗは取れます。電流はそこそこ取れますが耐圧は数十Ｖ程度。問題はこれでどうやってスピーカーを駆動するか。

　プッシュプルならトランスレスもあるのですが、真空管のシングルアンプには出力トランスがつきものです。実はシングルアンプのトランスは、プッシュプルと違って、インピーダンスの整合以上に重要な働きをしているのです。
　現在一般的なダイナミックスピーカーのコイルには交流が流れ、コイルの磁界が反転する事でコーンを前後に動かしています。コーンを押す時と引く時の両方で対称に電流を流す必要があります。この点でダイナミックスピーカー自体がプッシュプルな素子なのです。したがってプッシュプルアンプとは相性が良いのです。
　問題はシングルアンプ。プレート(コレクタ)へ引くにしろカソード(エミッタ)から流すにしろ、片側しか駆動できない。スピーカーは電力素子ですし、コーンの動きに伴ってコイルには電流が流れます。ダンピングの問題です。ここでトランスのＬが効いてきます。真空管(トランジスタ)がＯＦＦに向かう時に、ＯＮ 時にコイルを磁化したエネルギーによって電流が流されます。だからこれは(チョークコイルでも良いけれど)普通のCR結合回路のように抵抗で吊るのではダメなのです。所謂アクティブ負荷という物がありますが、この方向に進むとSRPPに至ってしまいシングルとは違って来ます。 

　つまり、トランジスタでも真空管でも、シングルアンプならOFF側で積極的に電流を流す物が要る。そのためのシンプルな方法がリアクタンス。つまりトランスかチョークを直列に入れる。(昔のマグネチックスピーカーは、直流を重畳させて磁化させるように作られていて大きなＬ性を持ってます。だからトランス無しで繋いで良いのです。)

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ハンダゴテの働き場所

長年の積み残しの課題を片付けたあと、残渣の整理かたがた始めた真空管アンプ工作も完全に終了。あとは残った物の始末。

　部品で使えそうな物は譲渡したりオクなどで売ったりしてあらかた片付きました。時代遅れのデジタル物は保守用にもなりそうに無いので、早々に廃棄しました。あとは無駄な抵抗とか半端な物ばかり。希少そうな物もありますが、必要な人に届くような道筋が浮かびません。これらもそのうち、まとめて捨てることになるでしょう。

　立場が微妙なのは工具たち。何かしら作る事はありますから、ドリルやヤスリなど汎用工具はこれからも活用するでしょう。一方、シャシーパンチやニブラーなど専用工具はもうこの先本来のような使い方をする可能性はありません。それでも何か使い道はあるかもしれません。手放したら再度入手するのは難しいです。立場が微妙なのはハンダゴテ。がっつり働く事はなくなっても、ちょこちょこ出番はあります。

反対側も傷んでいるので両方とも交換します。

　私室で使っている床置きのスピーカー。狭い部屋なので、聴く場所に合わせてあちこち移動し、そのあとは片隅に片付ける。床を滑らせて運ぶので、時々コードをひっかけます。たいがいはコードが外れるのですが、時には先がちぎれたり。そして、そのストレスが蓄積して端子自体が傷んでくる。先日、ついに破損。反対側も傷んでるので合わせて交換します。
　以前なら日本橋の部品屋で買うのですが、今回は通販で購入しました。感染症蔓延の事が無くても、ここしばらくあちらへ行く事が無くなっています。百円ほどの物ですからこれだけ買いに行くのは無駄。交通費を考えればそれほど高く無い。そして、今日はしばらくぶりにハンダコテの出番。