プッシュプル用の出力トランス

無信号時にも出力トランスの内部を直流電流が流れています。このためトランスの磁芯には常に磁化されます。

　シングルアンプではトランスを通る電流は真空管の動作範囲の半分の電流を中心に増減します。 だから鉄芯には常時直流磁界が通ります。シングル用のトランスはこの磁界で飽和しないように作られています。プッシュプル用では、上下の巻き線で直流磁界の打ち消しが起こるので、飽和に対する許容量はあまり大きくないのが普通です。

　この直流磁界による飽和の問題から、プッシュプル用のトランスをシングルで使うのは無理ですが、シングル用のトランスをプッシュプルに使うのは(磁力の点では)問題無いはずです。

　一方、プッシュプル用のトランスは２つの巻き線のバランスが必要です。シングル用のトランスでちょうど1/2の位置にタップが出た物があればプッシュプル用になる？？　そうだったら、小出力のアンプを作るのに使えるのがあるのではないだろうかしら。

　6Z-P1のシングルアンプに使った春日のKA-1220型は１次が12KΩで、ここに3KΩのタップが出ています。このクラスのトランスなら、タップは5KΩとか8KΩだと思うのですが、それよりだいぶ低い3KΩというのが謎でした。
　ふと気付いたこと。3Kは12Kの1/4ですから、巻数では1/2。そうなると、これはUL接続用のタップとして使うためかもしれません。そして思いついたことは、ここが巻線の中点(からあまりズレていない点)だったら、これはプッシュプル用に使えるのではないか。そうならば、検討中の12AU7-PPアンプに良さそうです。

春日の KA-2110 シングル用12kΩ

　このトランスが使えるかどうか、実物を測ってみるのが早道。6Z-P1アンプを解体するという方法も無い訳ではありませんが、東京へ行ったついでに買って来てしまいました。どのみち使うとなれば新たに購入することになりますから。

まず、巻き線の直流抵抗。これはVOMで測定。 　　0-3K は 290Ω, 3K-12K は 310Ωと320Ω それほど違いはありません。 　次は自作のブリッジで、１次側のインピーダンスを測定。自作なので絶対精度は怪しいけれど、比較にはなります。２次側に8Ωの抵抗を付けて、1KHzで測定。 　0-3K は 3.5KΩ, 3k-12Kも3.5kΩ ２個とも同じ。 　3Kのタップはインピーダンス的にちゃんと中点になっています。 　規格の3KΩより大きいですが、0-12K を測ると 14Kになりましたから計算は合います。 　そこで、12KΩの抵抗を１次側の両端に繋いで、発振機の信号をトランジスタアンプを通して、２次側から 1KHzの0.1 Ｖを入れてみました。 　0-3K には 2.1V, 3-12K にも 2.1V が出て来ました。これも２個とも同じ。巻数的にも中点のようです。 　電圧が約21倍なので、１次２次の巻数が21倍とすると、インピーダンスでは8Ωの441倍で3.5KΩとなります。上で測ったインピーダンスと合います。つまりこのトランスは、実は14KΩなのかもしれません。

　直流電流が重畳しなない状態で小信号の測定ですから、本来の使用条件とは異なる値が出て当然ですが、それでも3KΩのタップはじゅうぶん巻き線の中点として使えるようです。6Z-P1でシングルアンプに使って、なかなか良い音がしているトランスです。プッシュプルで使っても良い音が期待できそうです。

[製作した12AU7-PPアンプの詳細はこちら]

電源のコンデンサ (12BH7A PPの場合)

真空管からトランジスタの時代になり、アナログからデジタルの時代になり。新しい回路技術が出て来て、それが周辺部品の進化を促す。

　1970年代か80年代になる頃、抵抗器は大きく進化しましたが、その後はあまり目立つ変化はありません。ところがコンデンサは10年ごとぐらいの感じで何段階も進化を繰り返しています。
　フィルム系コンデンサは90年代頃からあまり大きな変化は無いのですが、そのかわり電解コンデンサは大幅に性能が向上しました。いちばんこれを必要としたのは、スイッチング電源の一般化とデジタル回路の高速化。 長時間高速で充放電を繰り返し続ける。過酷な条件下で長寿命で、さらに小型化も求められる。


　一般的な電気回路の部品で劣化が心配される物の筆頭が電解コンデンサ。そして、ここ20年ほどの間でいちばん性能や信頼性が向上したのも電解コンデンサ。

基板付け用のコンデンサは高性能でも小型です。

　12BH7A-PPアンプは1990年頃に簡易なBGM用として製作した物。その後私室のBGM用としてずいぶん長時間稼働してきました。最近になって、全体を見直してあれこれ改修した結果、信号系のコンデンサのほとんど全部と抵抗器の一部は新しい物になっています。
　ところが電源のブロックコンデンサは最初に製作した時の物です。幸いまだ容量抜けにはなっていませんが、今後も長く使う事を考えると、どこかで交換する必要があります。

　先日捜し物のついでに部品屋を覗くと、ちょうど良さそうなコンデンサが安価で出てました。

　最新の基板取り付け用の電解コンデンサは、電気的特性が優れていて信頼性が高く長寿命です。そのかわり外形がずいぶん小型になっていて、そのまま付け替えはできません。
　昔からのブロックコンは直径35mm。この基板付けコンデンサは直径30mmで高さは約半分。そこで、ジャンク箱に残っていた古いプロックコンデンサを切断して中身を抜いて、この中に組み込みました。高さは元のブロックコンに合わせましたが、色は黒から灰色に変わりました。
 
　付け替えて鳴らしてみると、低音の安定感が大幅に向上しています。この影響でしょうか、高音も明るく硬い感じに変わりました。回路的には何も変わっていません。電源のコンデンサだけでこんなに変わるとは予想以上。
　このコンデンサの実働時間はかなり長いです。無理の無い使い方なので容量抜けはしていませんが、長く使っている間に何か特性が劣化していたのかもしれません。そうだとすると、古いアンプなどのプロックコンの交換時期の判断が難しくなります。
　元のコンデンサは当時の一般的な物です。この間に２回ほど、電解コンデンサには大きな進歩がありました。この世代の差が音の違いになっているとしたら、使用時間の長短にかかわらず、古い世代のプロックコンは交換した方が良いという事になるのかもしれません。
　いずれにしても、たいへん悩ましいことです。

2019年02月17日追記
　同様の手法で6BX7-PPアンプもブロックコンデンサを更新しました。こちらも容量は抜けてなかったのですが、交換すると低音も高音もすっきり感が増しました。やはり古い電解コンデンサは替えた方が良さそうです。

品不足になれば

物の値段は需要と供給で決まる。供給は価格により増減するけれど、これには在庫の過多も関係する。量産前提の製品であれば、製品のほか、素材や中間製品の在庫も影響する。

　6BM8は現役当時はテレビ用のレス管も含めれば世界中の多くのメーカーによって作られた管です。そして大手が製造を止めたあとも、東欧などで製造が続けられ、つい最近までは比較的安い価格で流通していました。しかし、しばらくぶりに見た6BM8の価格は驚くほど高くなっていました。
(製作した6BM8アンプについてはこちら)

　すでに真空管は過去の遺物。真空管は手作りのイメージもあるけれど、それは一部の工程。特に近代真空管は機械化によって大量に作られる部品の集合体。
 　製造する機械が壊れれば、それを新たに作れるかどうか。使用する素材も製造が途絶えた物は在庫限り。代替素材があるかどうか。
 　

ＪＪはスロバキア製　松下製とは頭の丸みが違います

　大手メーカーが真空管の製造を止めたあとも、いくつかの国で真空管が作られ続けています。元々大手の下請けだった所や、古い製造設備などを移転して生産を始めたところ。そこで作られた品種はかなり偏りがあります。

　知名度が高く人気の品種なのは当然ですが、技術的に少量生産向きかどうかというのもあると思います。そしておそらく、手持ちの素材や部品を利用して作れる品種で、需要が多くて利益が上がる物を作っているのでしょう。確保していた素材や半製品を使い尽くした、あるいは金型や治具が破損した。そうなれば人気があっても製造を続けるのは無理です。

　つい最近まで製造が続いていて新品が普通に流通していた品種でも、突然製造が終了する。おそらくそのメーカーでは今後の製造は無い。今後の供給に不安が生じれば、その途端に市場価格が高騰する。

　このように、最近まで世界のあちこちで生産されていて、今はまだ新品が豊富に流通しているように見える品種でも、この先はどうなるか判りません。需給のバランスが崩れれば一気に高騰するでしょう。

6CA7-PPアンプ は EL34-PPアンプ になりました

　子ども時代からの懸案だった6CA7-PPアンプの製作。取り込んだ中古の管は松下製が合計９本。ヘタリ具合は多少違いますが、個人の趣味の道具としてならまだしばらく使える程度の物。製作したアンプ自体も管を定格よりだいぶ控え目に使っていますから、にわかに劣化することも無いでしょう。さらにロシア製の新品をひと揃い確保しています。
　それでもその先が気がかりです。あるうちと思って、ネットで安く出ていたJJ製のペア管をひと替え分購入しました。 これで、替えの真空管が無くなってアンプが使えなくなる心配はしなくて済むはずです。

使い残し

何かのついでに取り込んで手元に残った真空管。手持ち機器の交換に使う品種は残して、たぶん使うことは無さそうな物はしばらく前に手放しました。

[製作した12AU7-PPアンプの詳細はこちら]

　事故はあり得ますが、無理なく使えば真空管は案外長く使えるような気がします。保守用に必要そうな数を考えると、どう考えても過剰な数を保有している管があります。

12AU7は欧州名 ECC82です。ECC83の12AX7と並んでオーディオアンプのあちこちに使われる管です。中μで内部抵抗が低く出力電圧も大きく取れます。直線性も良いです。小型でヒータ電力が小さい割に損失が大きく電流も流せるので、テレビでは発振や同期回路のほか、小型テレビの垂直出力にも使われました。
　手持ちの装置では、プリアンプの出力に使っているので、取り込んだ管が新品と中古と合わせてそこそこあります。しかし居間でレコードを聴く頻度が低下していることもあって、どう見ても使いきることは有り得ない数です。

各社製12AU7

　12AU7は許容損失が１ユニットあたり2.75W。12BH7Aの3/4程度。Rpが6.5KΩですから12BH7Aと大差無いです。テレビの垂直回路に使われていたのですから、ピーク耐圧は問題無いでしょう。これでヒータ電力が半分ですから小型のアンプにできれば面白そうです。うまく使ってやれば出力0.5W～1Wぐらいになりそう。それにはトランスに適当な物があるかどうか。
　手持ちのアンプでは、最近増殖した私室の小型アンプが１W程度の出力ですが、私室はもちろん居間に持ち込んで鳴らしても不足を感じる事はあまり無いです。パソ用のLM386使用アンプと小ネタで作成したトランジスタアンプが約0.5Wの出力ですが、私室で聴くならこれらでも出力不足を感じる事はほとんど無いです。そうなると、12AU7を使ってコンパクトなアンプが作れるなら、けっこう使えそうな気がします。

　そうなれば、なるべくネタ要素を盛り込む方向で思考ゲームです。

マイクロホニック

真空管は金属電極を雲母板にはめこんで組み立てられています。だから振動にはデリケートです。

　昔はさまざまな機器に真空管が使われていました。家庭のラジオやテレビは木製あるいはプラスチック製の箱の中に回路とスピーカーが一緒に入っていました。テープレコーダーなど、モーターやメカの間に回路が挟まっているような状態でした。
　周囲の振動で管内の電極が振動すれば、電気信号に影響が出ます。真空管がマイクロホンのようになってしまう。ハウリングのようになったり、ゴロゴロ・ゴソゴソ音が混じったり。

　微少信号を扱う回路などでは、 ソケットをバネやゴムで浮かせたり真空管の取り付けにも工夫がありました。また、振動の影響を受けにくいというウリの管もありました。　

手持ちの6AU6はラジオなどの中古です

　製作した真空管アンプを使って部屋で音楽を聴いています。せっかく同じような物が８個もできたのだから、ときどき繋ぎ替えて遊んでいます。ここしばらく寒いので、比較的発熱の多い物を鳴らしています。いずれも基本的には同じ方向性で作った物で実用上は大差無いはずなのですが、繋ぎかえれば多少の差異があります。キャラクタ的な所はそれぞれの存在価値。甲乙付けられるものではありません。しかし比べてみて劣った所に気付くこともあります。そうなれば原因を考えて、時間があればひと手間かけて思いつきを確かめて。

　スピーカーとヘッドホンで適不適があるのか、ちょっと気になって聞き比べ。その際、6AQ5シングルアンプ にヘッドホンを抜き差ししようとしたところヘッドホンに小さな音が。念のためシャシーを指先で叩いてみると、コンコンという。どこか接触不良？？　思いついて真空管の管壁を爪先で弾いてみると・・・片方の6AU6からとカンカンとはっきり音が聞こえました。

　6AU6は小信号増幅にも使われていて、Hi-Fiとか通測用とか書かれた物もありましたが、このアンプに使っているのは何となく集まったラジオなどの中古。ハムは心配したのですが、マイクロホニックは無警戒でした。そこで(先日購入した旧ソ連製の互換管も含めて)手持ちの管を差し替えて確認。幸い、はっきりと鳴るのは１本、少し聴こえるのが１本。それほど悪い成績ではありませんでした。

代用ブロックコンデンサ ( 6CA7-PP 用 )

無いを有るに替える工夫は有るか？　実際ひと手間かければ何とかなることもあります。

　しばらくぶりに電気ものの製作を再開したのは、長年の懸案「6CA7-PP」アンプの製作が機会。昔に確保した部品はあれこれありましたが、足りない物はあちこち探して購入しました。昔と大差無い部品もあれば、特性的に大幅に向上した物もありました。しかし入手困難な物も。
　最近はまた真空管アンプが作られているようですが、真空管からトランジスタに移行して、それが行ききった先で折り返して来たような 感じでしょうか。問題は、電気部品の多くは大きな工場のラインで量産される物ということ。良く売れる物はどんどん改良されて優れた物が作られるけれど、売れない物は停滞して消滅して行きます。

　最近の受動部品は、電気的な特性以上に信頼性が高くなっています。小型化も進んでいるので、容量的に余裕のある物を使用すれば、さらに安心感が増します。趣味的な市場向けに昔の技術で少量製造されている高価な部品もありますが、ノスタルジー的な意味を除けばこれらに拘る必要はほとんど無いでしょう。

最近のコンデンサは性能が向上して小型化しています。余裕で入ります。

　信号系のコンデンサについては、現代のコンデンサの方が特性も信頼性も段違いに優っています。昔のコンデンサは(現役当時でも)劣化が心配な部品でしたから、古いジャンク品は論外、たとえ未使用でも古い在庫品を使用するべきでは無いと思っています。


　ところが悩ましいのがプロックコンデンサ。昔の真空管アンプには必須だったけれど、今では高耐圧の品は事実上絶滅しています。電気的には優れた代替品がありますが外観に影響します。

　6CA7-PPアンプ製作の際には、プレート回路のプロックコンデンサは海外製の新品を使用しましたが、他は『とりあえず』手持ちのジャンクを使いました。電解コンデンサは未使用でも古くなると劣化します。使用前に測定してあまり劣化していない物を選んだのですが、今後も長く使うには不安要素です。
　その後にアンプを製作する際には、入手不能なブロックコンの代用に最近の技術で作られた「基板自立型コンデンサ」を使いました。太くて短い物ならば入手容易で価格も比較的安いですが、背が高くブロックコンのようにシャーシ上に立てて見栄えする物はあまり出回っておらず、価格も高目でした。


　先日ふと思い付いたこと。昔のブロックコンの直径は約35mm。入手容易な基板自立型コンデンサの外径は25～30mm。背が低いので、縦に積んだら古いブロックコンの円筒の中に２個入ります。つまり、代替困難な２個入りブロックコンデンサの代用品として使えるはず。


　容量が抜けた古いブロックコンを切断して内部を抜いてその中に新しいコンデンサを入れました。端子部分は元の物を接着しました。見た目は昔のブロックコンデンサのままですが、電気的な性能も信頼性も格段に高くなります。こうすれば現在は入手困難な複数入ったタイプのプロックコンを代替できます。

ロシアから来た真空管

全盛期には世界のあちこちの国で真空管が作られていました。真空管は消耗品で簡単に差し替えてメンテナンスするイメージでした。そのため、オリジナルのメーカー以外で製造された物も多く流通していました。

　真空管の規格化とそれによる互換品の製造は米国が進んでいました。その後、欧州でも独自の規格が規定されました。これらの真空管の中にはほぼ同じ規格の物もあり、その多くは実質的に同じ(名称違い程度)物で相互に差し替え可能でした。米国型番の管は、6AQ5や6AK6などまだ米国に未使用在庫が多くある物もあります。6CA7/EL34のように欧州型番を持った管の場合、欧州型番で検索した方が多く見つかる場合もあります。

　日本も独自の真空管の規格が作られましたが、日本の真空管メーカーは米国系の型番の真空管を多く作りました。 どちらかと言うと、前者はテレビ用など特定の用途以外にはあまり使われず、一般に多く使われたのは後者でした。結果、日本規格の管は今日ではだいたい入手困難になっています。

旧ソ連製真空管　6BM8,6AU6,6SN7の互換管

　旧東側諸国でも真空管は作られていて、それらは独自の型番を持っています。 その中には欧州と米国の管の関係と同様に、欧州の管とほぼ同じ規格の管もありました。ソビエト崩壊後、これらは比較的容易に入手できるようになりました。現状では価格も安く在庫量も多いです。

　私室用に作った小型アンプの使っている真空管の中には、 かなりくたびれた管が多いものもあります。ふと思いついてこれらの未使用品を入手を検討してみました。その中で、6BM8(ECL82)と6AU6(EF94)は旧ソ連製の相当管があることを知りました。同じ所に6SN7-GTの相当管もありました。

　今回ネット通販で購入したのは、
　　　EF94 (6AU6)　の相当管　6J4P
　　　ECL82 (6BM8) の相当管   6F3P
　　　ECC32 (6SN7-GT,) の相当管 6N8S

注意： 6J4Pは6AU6より少し背が高いです。

　まず、6BM8のアンプに 6F3Pを差して鳴らしてみました。３極部のゲインが上がったのでしょうか、交換前のくたびれた管より少しクリアな音がする気がします。

2017/01/21 追記　
　6N8Sを6SN7-PPに差してみました。動作の点でも音質の点でもまったく問題ありません。
　6J4Pを6AQ5-Sアンプの初段の6AU6と差し替えました。使用していた6AU6がだいぶくたびれた中古でgmが低下ぎみだった事もあるのでしょう。全体にこちらの方がすっきり聞こえます。
　これらの旧ソ連規格の管については、実用上差し替えて問題無く使えるものと思います。

2019/02/09 追記
　旧ソ連製の6F1Pを入手しました。規格表で比較しましたが、これはECF80/6BL8の相当管のようです。差し替えて鳴らしてみましたが、支障無く使えました。