6AQ5 : 真空管の大きさと発熱量

閉め切った部屋で少し大き目の音で音楽聴いています。パソの掃除とか、お部屋でもいろいろする事があります。その合間にゲームの続き。

　かたづけものをしていると、全然関係無い箱の中から見た目かなりくたびれたような真空管が１本出てきました。 25E5は欧州系の水平偏向用ビーム管で、許容損失が12W。国産管の12G-B3なども同じ管形で、ほぼ同じ許容損失です。音声用の6L6-GTはほぼ同じ大きさで損失 がひとまわり大きいです。12G-B3の改良型で許容損失が6L6と同程度の12G-B7はひとまわり管が太くなっています。6V6の許容損失12Wは25E5などと同じですが、管は少し小さいです。ヒーター電力の違いやオーディオ用とテレビ用の違いも考えると、熱的な厳しさはほぼ同じぐらいでしょう。
　こう考えてみると、6AQ5がMT-7ピンの小さな管で12Wというのは相当無理をしていると思えます。おそらく自動車ラジオ用として、寿命よりも小型化を第一に置いたのでしょう。当時は真空管は消耗品であり、振動の大きな使用環境では電気的な寿命よりも機械的な故障が多かったでしょう。
　6AQ5同じ管形の管について見ると、やはりヒーター込みで10Wぐらいのものが多いです。今回の設計では、プレート損失を7W以下に抑えることにします。

古い真空管がみつかりました。25E5はTVの水平偏向用です

　　6AQ5のプレート電圧は275Vに抑えられています。狭い管内で耐圧をとれないという事もあるでしょうが、プレート損失の点でこれ以上の電圧は無意味という判断もありそうです。いずれにせよ、今回は無理せずに使います。
　まずゲームとして、Ａ案についてSPICEで試します。プレート損失を抑えるためにG2の電圧を下げて電流を小さくします。６Ｗに抑えるとすると、250Vの場合は24mAとなり、200Vなら30mAです。この条件のG2の電圧は、それぞれ160Vと185Vで、バイアスが10Vと9V。データシートの動作例ではプレートとG2が180Vでカソードが8.5Vで電流が29mAとなってますから、かなり近い値です。自動車用ラジオ(DC-DCコンバータを使う)のＢ電圧が200Vぐらいですから、6AQ5をMT7ピンの管に入れたのは妥当という事になります。
　このあたりの動作で見ると、6AQ5って意外と高性能です。出力が２～３Ｗでゲインは約2/3倍。ラジオ少年定番だった6AR5と比べると、出力は少し大きい程度ですが、感度がぐっと高いです。6BM8だと出力ひとまわり大きいですが感度は同格。悩ましいのは出力トランス。最適なのは6Kぐらいですが、5Kを使うか7Kを使うか。

　かなり感度が高いのですが、わが家規準の入力感度にするとなると、電圧増幅部のゲインが24倍ぐらい要ります。12AX7を無理なく使って約40倍ぐらい、無理して60倍ぐらい。じゅうぶんなNFをかけるには不足です。ここで6BM8アンプの時の手法でK-NFをかけるとすると、ゲインは約1/2倍になります。12dBのNFをかけるとすると電圧増幅部のゲインは120倍ぐらい。
　6Z-P1アンプのように半導体使えば簡単なのですが、広々としたシャシー上にちびっこい管が２本だけでは見掛けが良くないです。やはり電圧増幅部にも管を使わなきゃ。

• A1案　12AX7を１本使って普通の２段NFアンプとし、不足するゲインを前置アンプで補う。
• A2案　12AX7の前にFETかトランジスタを１石足して３段NFアンプとする。
• A3案　12AU7を２本使って３段NFアンプにする。

確実に性能を狙えるのはA1案。楽に作れそうなのはA2案。面白そうなのはA3案でしょうか。A3案は部品配置に苦労しそうです。

6AQ5 : 活用する計画案

考えをまとめるには文字や図にして見るのが有効です。ここは本来はそういう目的で始めたところ。あらためて設計のメモを。

　残った課題は6AQ5のアンプ。元々は6CA7-PPアンプの習作に使おうと思って買い込んであった管ですが、本題の6CA7を一気に作ってしまったので出番が無くなってしまいました。

　あらためて6AQ5の使い方を検討します。今までの真空管アンプ製作と同じ方向で、自宅で実用するアンプを作ることとします。今までの検討をまとめて形にすると、３つの案に集約されます。

• Ａ案はシングルで使って私室の小型アンプの一員にする。初段に双３極管を置いて３球。ゲインの不足は前置アンプで補う。
• Ｂ案はプッシュプルで使って私室の小型アンプの一員にする。ドライブはすべて半導体にして４球。
• Ｃ案はプッシュプルで使って居間の常用アンプにする。ドライブは双３極管でミユラード型にするとして７球。

共通事項は、損失を抑えて使うこと。G2の電圧を下げて電流を抑える。 プレート電圧も低目で使う。ビーム管らしい肩の特性を利用する。最適な負荷になるような出力トランスを選ぶ。その上で、可能であればK-NFをかけることも考えます。

6AQ5(6005)はずいぶん細身です

　6AQ5の管形は小さいです。カタログ上の定格は大きいですが、単純に管の大きさだけで考えるとヒーター込みで10Wぐらいが上限でしょう。 ヒーターが約3Wですから、プレート損失は7W以下にします。プレートを200Vにすると30mAぐらい、250Vまで加えるなら25mAぐらいでしょうか。それにはG2を180V～150Vぐらいに下げれば良さそうです。
　小型アンプは棚の中で使いますから、総発熱量を抑える必要があります。既存の12BH7A-PPと同程度にするには、Ｂ案ではプレート損失を5Wぐらいにしなければならず、この場合はプレート180VでG2が150Vぐらいでしょうか。

　電流を抑えて軽い動作にすると、負荷抵抗は大きくなります。このあたり、目的と手段は逆ですが、6CA7アンプ設計の時と同じ過程です。ほど良い容量でほど良い負荷抵抗の出力トランスがあるかが問題。低い電圧に合う電源トランスも要りますが、こちらは最悪の場合は特注でしょうか。