真空管プリアンプ (No.194変) 無線と実験2007/10&11 (完成：2009年11月21日）

初段：5670W/定電流2SD756 ２段目：2SA1967 終段：5670W 電源：±120V 初めての真空管プリアンプ。双３極管のGE製5670Wを使ってみた。

真空管プリアンプ (No.194変) コンセプト 手持ちの真空管でプリアンプを作る。ベースはMJ誌2007/10のMC/CD兼用真空管プリアンプ(No.194)だが、717Aの代わりに双三極管の５６７０Wを用いる。MCイコライザは内臓せず、カップリングCでイコライザアンプの出力を受ける入力を用意する。±120Vの電源は外部供給とする。 回路図 初段のステップ位相補正のCRはNo.194と同じ値とした。そのほかの定数も記事どおり。つまり真空管だけが違う。CD入力にさらに切り替えSWをつけてチューナーとテープデッキの入力を設けた。 基板配線 双三極管を用いた真空管プリアンプは「オーディオDCアンプ製作のすべて上巻」の第４章にあり、基盤配線の参考にした。 真空管はソケットを用いる。AOCも同一基板に配線する。 基板製作 AOCの入力C 2.2μFはSIZUKIのフィルムコンデンサ ケース製作 アルミアングル材をケースの左右パネル間に渡して、それに基板を固定することにより中吊り構造となる。 パネルの文字入れはインクジェットプリンタを用いた。黒に白抜きの文字を入れたいので、ホワイトベースのフィルムシートに印刷する。 印刷はきれいにできたが、フィルムシートをパネルのアルミ板に貼るのが難しい。空気の泡がすこし入ってしまったのでやり直した。 窓ガラスにフィルムを貼る要領で、中性洗剤を薄めた液をフィルムの糊面にスプレーして貼って、空気の泡を押し出すようにしたらなんとかきれいにできた。 但し、インクが水にとけないようにクリアラッカーを印刷面にあらかじめスプレーしておく。 調整 ヒータはLM317で作った6.3VレギュレータでDC点火する。5670W　１本のヒータ消費は0.35A（データシート値）なので、LM317の1.5Aでぎりぎり賄える計算だ。 調整はオフセットのみ。AOCのおかげでなんとかオフセットはゼロ近辺に安定できているようだ。 アルプス50kΩ２連VRの調子が悪い。ゼロに絞りきったところから上げていくと左Chがいきなり音量が大きくなる。ごく小さいところなのだが、 小音量で聞くときに左右のバランスが取れないので使い物にならない。 デテント100kΩ２連VRに交換した。 電源を入り切りしたときに出力オフセットが大きく動くのでパワーアンプとの電源投入順番に気をつける必要がある。出力ミューティング回路が欲しい。  ←ガラス管の内面がうっすらと青く光るのはなぜ？ 真空管のプリアンプは初体験だが、プリアンプを変えると音が変わることがわかった。いままでの硬い音はプリアンプのせいだったとも思えてくる。 管楽器の音質が特によくなった。とくに木管楽器がくっきりとする。なんというか管（くだ）で音を出している感じが聞こえるのだ。 5670という双三極管は代替管もたくさんありよく使われていたようだ。これを使ってDACの出力アンプを作ったら良さそうだ。 2009/11/28 ステップ位相補正Cの330pF(ディップマイカ）を270pF(SE)に交換した。ややおとなしめのしっとりした感じの音になった。 交換直後にトラブルがあった。右Chのオフセットが異常で50V以上も出た。こんな極端なオフセットは初段の動作が怪しい。 ２段目の真空管を抜いて初段の動作電圧をあたって行くと、グリッドもカソードも異常に低い。定電流のTr.がおかしいかとTr.の導通テストをしようと配線を良く見るとコレクタとベースの間に半田の屑がはまっていた。結局これが原因だった。Cを交換するときに半田吸い取り器を使ったのだがこいつの屑が散らかっていた。吸い取り器のメンテも大事だ。

ヘッドフォンアンプ

ヘッドフォンアンプ
(No.204)
無線と実験2009/10

 初段：FD1840/定電流2SK246BL

２段目：2SA872

ドライブ/終段：2SC1478/2SA606

電源：±6V (乾電池）

回路図



初段にはFD1840（デュアルFET)を使用。Idssは1.4mA程度なので定電流は1.5mAでOKとする。ソースのバランス調整VRは省略した。２段目の共通エミッタ抵抗は200Ω半固定とし、ここでアイドリング電流を設定する。終段は手持ちの2SA606により2SC1478とインバーテッドダーリントンを組む。

部品選定

FD1840は8Wバッテリー式DCパワーアンプからの取り外し品。2SA606と組み合わせるドライブTr.は2SC1775Aで良いと思われるが、手持ちの2SC1478としてみる。定電流の2SK246BLはIdssを測定し、1.5mAとなるようにソース抵抗を調整する。

基板配線図
ユニバーサル基板の銅箔面に部品を固定する方法を採用してみた。なるべく上下対称配置となるようにパターンを考えた。電源ライン、アースラインの引き回し量が多くなってしまったが、回路図との比較チェックが簡単に出来るので配線ミスはしにくいはずだ。下部にある回路はバッテリーチェッカー。



音は・・・　ヘッドホンで聴くにはちょっと輪郭がはっきりしすぎで、聴いていて疲れるからほとんど使っていない、のでした。

6C33C-BハイブリッドDCパワーアンプ

6C33C-BハイブリッドDCパワーアンプの製作・調整 オーディオDCアンプ製作のすべて（下巻） （完成:2005年5月17日）

初段：2SK117BL ２段目：2SC1967 終段管：6C33C-B×４ （OTL） 電源：+207V/-290V(ドライブ段）、±160V (パワー段） DC検出保護回路付き No.140を作り直した。粘り強い低音を備え、なかなか良い雰囲気を出す。暑い夏季に使うとアイドリングの上昇が不安。

No.140をつぶして製作。出力管の損傷でドライブ段まで壊れるのは許せないので、DC検出保護回路付の本機を作ることにした。２段目がFETでなく、バイポーラTｒ.であるのも音質的に良さそう。製作記事から下記の変更を実施。

電源の変更：

No.140と同じ電源トランスを使うために、初段の-16Vの代わりに終段用-160Vを使った。（12kΩスケルトンで電圧降下させたところ、いい具合に-16近くになった。損失は1.7Wくらい。）

初段およびドライブ段の+207Vは、+47Vに終段の+160Vを足して作った。

保護回路の変更：

出力のDCオフセット検出にてパワー段電源をカットオフする保護スイッチングには2SK851を使用。(No.143の生き残りUHCを使用)。オリジナルは保護動作時にカットオフするためのものであるが、パワーオンするためにも使用することにした。すなわち、パワー段電源投入をオリジナルのようにタイマーリレーの接点でオンするのではなく、タイマーリレー（松下製：小電力用）の動作でカットオフ回路をリセットすることでパワー段電源を投入している。しかし、時々誤動作でカットオフすることがある。（プリアンプ電源を入り切りしたとき。再現性がない）

DC検出回路の変更：

マイナス電源には-16Vの代わりに終段用-160Vを使った。耐圧を考慮し、マイナス側電位検出のTr.を変更した (2SA872A  → 2SA1225 、2SC1775A → 2SC3425)

そのほか：

ＭＦＢのＶＲは省略。（スピーカが安いのでＭＦＢ調整の違いがわからない^_~;）

【製作】

↓部品面：　半固定VRはサポートを使用せず、基盤に直接挿入半田付け。

↓半田面

部品のリードは折り曲げた後、ランドからはみ出さないようになるべく短く切ったほうが半田の盛りがきれいなドーム状になる。

-300VがGNDと隣り合ったところは特にショートしないように注意。

↓ケース内部

【調整】

電圧増幅段のみを動作させ、出力管のグリッド抵抗(68kΩ)の両端電圧を測る。両方が同じ（-70Vくらい）になるように初段の５０ΩVRを調整する。

出力管とタイマーリレーをセットし、電源投入。２分後にリセット動作し±１６０Vがオン。トランスがうなりだす。アイドリング電流（＋側プレートと＋１６０Vの間に１０Ωの酸金抵抗を入れて両端電圧を測る。3V = 300mAとなる）は100mA程度。２段目のVR500Ωの調整でアイドリングを300mAまで増やす。（ケース内温度により変化するので時間をかけて安定するところを見つける必要あり）

【使用感】

トランスのうなり音が結構気になる。

とにかく熱くなる。中の配線が大丈夫か気になる。事故が起きる前に定期点検が必要だろう。（保護回路のC-MOS ICは大丈夫か？）

周囲温度によりアイドリングが落ち着く場所が違うようだ。大体安定してきたが、しばらくして計ってみたら350mAを超えていたりする。調整して300mAに戻したが、気温が30度を超えるような季節になるとまた違ってくるだろう。

スピーカに耳を近づけるとハム音みたいなノイズが結構している。No.140のときより悪くなったようだが、離れて聞いている分には特に気にならない。

アイドリング電流の安定が気になる。データロガーで計ってみた。

計測：2005/6/4室温：29～30℃電源投入直後からCDで音を出しながら測定。（音を出すと発熱も多くなるのでわざとそうした）電源投入から１時間くらいまでは上昇傾向だが、２時間にかけてやや下降する。ケース内温度がピーク安定に達し、サーミスターによる温度補償が効いてきたのだろう。

　

【2005年9月4日：簡易点検結果】

かなり熱い動作環境なのでそろそろ中が大丈夫か心配。中をあけて基盤を見ると、半田面のランドの周りが茶色に変色している。
フラックスが焦げているようだ。特に２段目2SC1967の周りの変化が激しい。半田はまだ若干輝いているので実質は問題ななさそう。

【2006年5月27日】

初段およびドライブ段の電源を変更して音の変化を試してみた。No.186用に作った外部電源を使った。+230V, -330V, -16Vを使う。アイドリングおよびオフセットは再調整した。6C33C-Bが上下そろっていれば良いのだがバランスが悪いとグリッド電位を揃えていてもオフセットが0.6Vを越えるのでDC検出保護がすぐに動作してしまう。調整時は保護をはずしておくべし。

アイドリングは150mA程度。ちょっと以前より音がぼやけた感じがする。低音の輪郭もやや丸い。これが整流管とダイオードの違いなのだろうか。一言で言うと刺激が少ない音。悪く言えば以前より分解能が悪いのだが、全奏でやかましい音にならずに各パートの演奏が分離して聞こえるような気がする。しばらく演奏を楽しむ。アイドリングは250mAくらいまで上昇。アンプの音であることを忘れて聞いていると突然、「ぼつっ」という大音響とともに保護が動作した。やれやれまた6C33C-Bが飛んだのか、と冷えてから管を確認したがカソードの内部リードは切れていない。だぶんどこか部品が壊れている。（スピーカはもちろん大丈夫だった）

【2006年6月3日】

壊れたと思われたが実はなんとも無かった。電源投入時のアイドリングもオフセットも正常であり、スピーカをつなぐと元通りの音が出た。
しばらく聞いているとまたしても「ぱんっ！」という音とともに停止。左Chの管が一瞬光ったように見えた。どうやらこれはスパークという現象らしい。よくわからないが気温も高めで放熱が十分でないせいで温度が高くなりすぎているのだろう。OTLで無理な動作をさせているとは言えこれでは安心して聞けない。このアンプはやはり冬季専用なのだ。

AQ-1004 (Antique Sound Lab 製)

AQ-1004 (真空管パワーアンプ）  (Antique Sound Lab 製)  2006年1月5日修理 初段、ドライブ管  12AU7　 終段管　EL34 pp

AQ-1004の修理

2005/12/26

思いがけず、ある人から譲り受けた。ただし電源トランスなし、EL34片ch分なし。「もう捨てるつもりだったからぜひもって行ってくれ」と、シンガポールから持ち帰った。 全TUBE-AMPを手がけるのは初めてだ。マニュアルに回路図がのせてあるので何とか修理できるだろう。　初段、ドライブ段が差動型で、オーバオールNFBがかけてある。回路図をみているうちに、この音が聞きたくなってきた。　すぐにEL34のペア管を買い求めた。次は電源トランスだ。

2005/12/29 修理前(before restoration)

↓裏板をはずしたところ                                                           

 ↓ヒータのリード線はメイン基盤の裏にあった。基盤上の基盤はガラスエポキシのようだ。２つの電解コンはB電圧フィルタ用220μF/450V             

↓メイン基盤に生年月日の印刷？

　

-          入力信号のシールド線にはTAIHEI DENKO OSAKA JAPANの印刷。日本製だ。Webでメーカを探してみたが見つからなかった。

-          配線材のリード線(錫めっき多芯線、AWGサイズ)にはWONDERFULの印刷があるが、これもメーカ不詳。

-          NFBのCにはスチロールコン（220pＦ）が使ってある。いずれディップマイカなどに交換しよう。

-          ためしにヒータ点火してみたが12AU7のソケットの一部が接触不良のようだ。球をしばらく抜き差ししていれば良くなるだろうか。

2005/12/30

↓野口トランスに発注したパワートランスが届いた（銀行振込み日から3日目に届いた）       

  Power transformer is just delivered from Tokyo.                   

 

↓アルミアングルで下駄を作った。

 Transformer mounting stand made of aluminum stuff.

電源トランスを取り付けるだけで一日かかった。シャシーに直接マウントできないのでアルミのＬアングルで下駄を作った。さて電源の動作チェックから。マイナス側は問題ないようだ。しかしB電圧がだめ。負荷なしにもかかわらず、電源のヒューズ(3A)が一瞬で切れる。整流回路に問題ありか。

The power transformer is ready for mounting after one-day work. Starting from check of power circuit.  Minus power is OK, but when plus power is powered, it instantly blows fuse although there is no load. Its rectification circuit may have some problems.

2006/01/04

B電源を生かすとどうしてもヒューズが切れる。トランスの350Vタップでは電圧が高すぎるので310Vタップに変更した。それでも2Aヒューズは一瞬で溶断する。思い切って5Aヒューズ（トランスの指定ヒューズは3.5A）にしたら切れずに電圧が出るようになった。コンデンサインプットなので突入電流が大きいのだ。無負荷時の電圧はフィルタコンデンサの公称耐圧450Vを超えている。（いずれ500Vのものに交換しよう）

The transformer secondary 350V tap was changed to 310V, and the fuse was replaced from 2amp to 5amp. The fuse might have been blown due to big rush current when filter capacitor is charged.

各電源電圧は次のとおりとなっている。

Vcc: +455V (終段B電源)

Vdd: +333V (ドライブ段電源)

BIAS: -35V  (終段バイアス電源)

V-: -129V （初段マイナス電源）

片Ch分の球を挿して調整。ドライブ管上下のプレート間電圧がゼロに近くなるように初段カソードに入っている差動バランスVRを調整。つぎに、終段管上下のカソード間電圧がゼロに近くなるようにバイアス調整VRを調整。カソードに直列に入っている10Ωの両端電圧を計ってみると、回路図では0.5V (Ip=50mA相当)設定なのに0.6V(Ip=60mA相当)以下に下がらない。L-ch (新しいJJ製E34L)の方は1.0V(Ip=100mA)を超えている。バイアスがちょっと浅い。Adjustment for each channel. At first, differential adjustment of driver stage was done using balancing VR at first stage cathodes. Then, differential voltage between two cathodes of the power tubes with bias adjustment VR. The plate current is 60mA for R-ch, 100mA for L-ch. (New pare of E34L made by JJ-electronic is used for L-ch)

ダイエイ30芯でスピーカにつないで音出し。思いのほかクリア。残響がきれいで、音の減衰が滑らか。これはTrアンプとは明らかに違う音だ。ウーハに耳を近づけるとややハム音がするが気にならない程度。　ところが、５分くらいすると右Ｃｈからボツッ、ゴソゴソというノイズが出始め、次第に慌ただしくなる。次の日も同じ。どうも暖まってくるとノイズが出る。12AU7をタッピングするとバキバキというひどい音が出るし、その直後はノイズが収まったりする。基盤に半田付けされているソケットの接触不良か。

The first impression of the sound is so clear and pure. Decay of echo is so beautiful and natural. This is apparently different from my transistor amps.  The R-ch is getting unstable with irregular noise as it getting heat. This happens every time after 5 minutes I turned on. Sockets of 12AU7 may have bad contact because the noise is highly depending on tapping of those tubes.

2006/1/6

仕事から帰ってきて冷え切ったアンプに電源を入れた（外気温は２℃くらいだった）。ところが、左右Chからひどいハム音がいきなり出はじめたのであわてて停止。ついにフィルタコンデンサがだめになったか。この電解コンは時間が経ってもともと劣化しているようだが、温度が低い状態でも極端に性能劣化するものらしい。When I turned it on one day at night with low temperature, heavy line noise suddenly came out from both channels. The filter capacitors of power circuit may be dead.

2006/1/15

とある人からの指摘で、EL34が熱暴走しているのではとの疑いが浮上した。バイアスが浅すぎるのが原因に違いない。バイアスは17Vのツェーナー×２で作ってあるので34V以上にはならない。ここをRD47F×1に交換し、バイアスは46Vくらいになった。 My colleague pointed out that the EL34 might go on ‘runaway’ due to excess heat. I decided to change bias setting. It is originally generated by two zener diodes which give　34V. They were changed to one RD47F, then bias became approx. 46V.

2006/1/19

そのほかの部品交換が完了。

　Ｂ電源の220μ450Vを200μ500V(JJ製)に、

  12AU7の樹脂製ソケットをタイト製に、

　NFBの220pFスチコンをディップマイカ製に

バイアス電圧を変更した結果、EL34のプレート電流は両chともに50mAに調整できるようになった。

久々の音出し。右chは安定している。しかし、最初聞いたときのような響きとはやや印象が違う。やはり、交換する部品はひとつずつにすべきだった。

Some components were replaced as follows.

  Filter capacitors with JJ electronics made

  12AU7 sockets with ceramic type

  NFB capacitor with dip-mica type

After adjustment of the bias, plate current of EL34 was set at 50mA as shown on the schematic diagram. The right channel gets stable operation. However, the sound became somewhat different from original.

2006/1/23

EL34のIpを確認してみたらずれていたのでバイアスを再調整した。調整したらいったん電源ｏｆｆにして冷えてから再度Ipを確認するという基本が大事。
音はなんとなくオリジナルに戻ったように聞こえる。

2006/1/22

マイナス電源のコンデンサも交換した。(100μＦ160VのBlackGate)。

右Chの初段差動の共通カソードの56kΩを2SC1775Aによる定電流回路に変更してみた。ちょうど良い値の抵抗が手持ちになく、12AU7一個あたりのIpが1.2mAから0.8mAに減ってしまった。無音時のVGKは-10Vになり動作点がやや変わった。左Chに比べるとやや音が小さくなったのでゲインが少し落ちた。音が良くなったかどうかはよくわからない。

改造していない左chだが、オーケストラをじっくり聴いてみるとなかなか良いので関心してしまった。響きの中にいろんな楽器が表情豊かに動いているのがわかる。pの繊細な表現も良いがf全奏になっても交じり合わない。またＣＤを聞くのが楽しみになった。

2006/1/28

定電流回路の抵抗を調整しなおした。

無音時のVGKは-7Vになり動作点がオリジナルに近くなった。ゲインも戻ったようだ。しかし音はなんとなくつまらない。より緻密な音になったようではあるが表情が失われた。球らしさが失われたとも言えようか。せっかく作ったが抵抗に戻そう。

入力にテスト信号を入れてVpをオシロで計ってみたが、抵抗でも定電流回路と遜色のないリニアリティが出ている（下図）。定電流回路は縁の下の力持ちのはずだったのだが、抵抗ですむのならわざわざ半導体を使って複雑な回路を付加することはないだろう。シンプルが良い。

↓定電流回路時のVp変化                             

↓共通カソード抵抗時のVp変化

2010/3/22 差動プッシュプルへの改造

現状はAB級動作であると思われるので、差動プッシュプルのA級動作に近づけるためにB電圧を下げる。トランスの+310Vタップから+280Vタップへ変更。これでB電圧は390V程度になるはずだ。

それでもB電圧が高すぎるので、プレート電流は控えめの60mAに設定する。定電流回路はLM317を用いた。電流検出抵抗Rは手持ちの10Ωとしたため、電流=1.25V/R=125mAとなり、１管あたり62.5mAが流れるはずだ。

固定バイアス回路は撤去してGNDにつなぐ。定電流回路はGNDに対して＋のカソード電圧を発生するので、グリッド電圧は相対的にマイナスになる。自己バイアスと同じ状態だ。実測でカソード電位は+26Vとなった。この状態でプレート電圧Vpkは343Vだ。A級動作としてはまだ高すぎるか。

回路図を書き直した。さらにシンプルな回路になった。ついでにUL接続だったEL34を３極管接続に変更してみた。

バイアス電位をマイナスからGNDに変更したことでプレート電圧Vpkが下がった。バイアス電位をさらにプラス側にできればさらにVpkが下がってA級動作に近づけることができるが、カソード電位が上がることでLM317での損失が増えるのでそれは止めておく。（プラスの電圧を作るのも面倒だ）

音出しの印象は、緻密、おとなしめ、であるが低音もしっかりしている。差動回路にしたことで２本の真空管が一緒になってきちんとスピーカをドライブしているような感覚がする。音量を上げなくても細かい音の動きが聞き取れるようになり、音量を上げてもうるさく鳴りにくくなった。　これは気に入った。

差動プッシュプル化は一応の成功で音も良くなった。それにしてもこのAQ-1004は全段差動になることを待っていたかのような回路だ。前段とドライブの回路を金田式にして、DCアンプ化したらどんな音になるだろう。