テレビ用真空管

私の子ども時代のテレビは真空管。しかしそこに使用されていた真空管はラジオやアンプなどでは見掛けない型番の物ばかりでした。

　最近になって、12G-B7という大型の真空管が１本やって来ました。保守用の使い残しでしょうか、箱は水濡れ跡があり半ば潰れていますが、管自体は新品のようです。これは日本のテレビ用の真空管で、子ども時代に部品取りに解体した廃棄テレビの中でも見掛けた記憶があります。これも何かの縁。あらためてしらべてみることにしました。

　子ども自体には真空管でラジオやアンプを作って遊びました。その際、廃棄テレビからいろいろ部品取りしたけど、真空管を使う事は考えなかったです。

12G-B7は大型化して　12G-B3の許容損失を増した物。箱には定価は1300円と書かれています。

　昔の感覚では真空管はそれぞれ用途が 決まっている物。特にテレビは真空管をうまく組み合わせて少ない本数で効率よく高性能を得るのが工夫のしどころだったようです。

　しかし、テレビ用の真空管の中にはラジオやオーディオに使われていた管を原型にした物もありますし、逆にテレビ出身でアンプなどに使われるようになった管もあります。だから、当時ある程度関心と知識があれば、テレビ用の管を使って遊ぶ事もできたかもしれません。
　ところが、この頃は家庭のラジオやステレオなどはトランジスタ化が進んでいて、ラジオ用など定番の真空管のバルク物はかなり安く出回っていましたから、テレビ用の真空管を無理して使う必要はありませんでした。そのためでしょうか、雑誌などを見直してもテレビ用の管使う話は(無線関係を除くと)ほとんど出て来ません。

　あらためて見直すと面白そうなテレビ用真空管がいくつかありますが、当時これらをハナから除外してしまった一番の理由はヒーター電圧。当時の一般的なテレビは、真空管のヒーター を直列にして電源100Vを加えるトランスレス(電源トランスを使わない)でした。これは軽量化と安価低減にもなりますが、狭い筐体で漏洩磁束の影響を避けるのにたいへん効果的だったと思われます。このため多くの管はヒーター電圧が6.3Vではなかったのです。(当時は3.15V管を２本直列したり、6.3Vの巻線を直列にして12.6Vにする事は思いつかなかったです。)

リアクタンス負荷

普通のオーディオアンプの設計では、便宜的に出力に接続する負荷を抵抗として扱います。しかし、実際に接続されるスピーカーは単純な抵抗ではありません。


　古い雑誌を見ていると面白い記事がありました。記事の内容は、当時登場したばかりの縦型FET(静電誘導トランジスター)の特性と現実の動作に関する考察でした。この素子は普通のトランジスタや接合型FETとは全く異なる静特性を持っていました。一見すると真空管の三極管と似ているので、ここから昔の三極管vs五極管の論議が持ち出されました。とは言っても、昔の真空管のように出力トランスを使うのではありません。真空管では不可能な逆極性のペアを使ったプッシュプル。真空管と同じように考えて良い訳はありません。あらためて見直します。

　トランジスタを使ったアンプの出力部は、最初こそトランス結合でしたが、コンデンサ結合のSEPPになり、すぐにコンプリメンタリーSEPPになり、出力コンデンサも不要のDCアンプ構成になりました。抵抗負荷なら、これらは単純に等値なのですが、実際のスピーカーを考えると、本当に等値なのだろうかという疑問が生じます。

実際のスピーカーはけっこう複雑な動きをします

  
　通常のスピーカーは細い導線を巻いたコイルを磁界の中に置いた構造です。コイルにはコーンが取り付けられています。純抵抗なら、アンプの出力電圧と電流は、電圧に関しても周波数に関しても比例する関係になるはずです。しかし、コイルですから、周波数的には直線ではありません。コイルの動きは物理的にコーンなどに抑えられるので、この分がインピーダンスに影響して来ます。動いたコーンは元に戻る時に逆に電流を生じますし、低域の共振点あたりでは振動によって生じる電流がアンプに流れ込んで来ます。

　前述の雑誌記事の要点は、現実のスピーカーを考えるならば、純抵抗から純リアクタンスの間にあるはずで、アンプの動作を考えるならば、抵抗負荷で考えたのでは不十分なのではないかという内容でした。(スピーカーの共振や外乱による電流まで考えるともっと面倒になりますが。)
　リアクタンス負荷では、電圧と電流は位相が90度ずれますから、静特性の図では直線ではなくリサージュのような円になります。記事はSEPPプッシュプルのAB級の領域とB級の領域の遷移についての考察でしたが、この問題はプッシュプルよりも(出力トランスを使用した)シングルで影響しそうです。リアクタンスが大きい場合は、静特性の図の上で抵抗負荷で引いた直線の右上や左下の領域が問題になります。

　このあたり、三極管vs五極管の論議やシングルとプッシュプルの(抵抗負荷で計測した)数値に表れない違いと何か関係がありそうです。そして、スピーカーの箱の形式やシングル/マルチの論議にも関わっているような気がします。