2013年11月21日木曜日

6V6プッシュプルアンプ2台



6V6はアマチュアの我々にとっては、大変使いやすい球です。プッシュプルアンプではビーム管接続なら出力10Wがとれます。電源も、プレートに300V,電流80mA前後ですので、比較的小容量のトランスで済みます。また、バイアスが浅いので、電圧増幅段が1段で、負帰還をかけるための増幅度も十分なマージンが取れますので、特性の良いアンプができます(表1)。
Frank's electron Tube Data sheetsより転載

今更、」6V6は米国製ラジオや電蓄に多用され・・・・・・・・云々・・・・・・・。このような古い話をするのは、甚だ恐縮ですが、オールドマニアのたわごとをお許しください。
 戦後のわが国では、ラジオや電蓄の球と言えば6ZP1、42が主流でした。ですから、ラジオと言えば42の音だった当時、6V6を使った米国製ラジオの素晴らしさは国産を圧倒していて、何とか憧れの6V6を手に入れて音を聞いてみたいと思っていました。戦勝国アメリカと敗戦国日本の経済力工業力違いがお分かり頂けると思います。豊かになった今日では考えられないでしょうが、6V6は高級ラジオ、アンプの代表でした。
V6は6L6とともに発表されたメタル管が起源で、その後多種多様に発展しました。プレート損失の大きい6L6は主に業務用の大出力アンプに使われたのに対して、電力消費量の少ない6V6は、モニターアンプや、家庭用として普及していきました。UZ-42をUSPソケットにしたものが6F6ですが、その座を6V6に奪われてしまった形になったため、製造量は6V6の方が多かったようです。
 このような経緯から、6V6は軍用を含め、数多くのメーカーで製造されていましたので、現在でも入手が楽な球の一つです。個人的な好みかもしれませんが、初期のメタル管の黒く底光りのする姿などは、見るからに良い音がしそうに思えます。加えて、6V6は現在でもギターアンプ用に製造されている現役の真空管であり、そういう意味でもオーディオアンプとして、手元に1台は置いておきたいと言う思いに駆られます。
このように6V6は大変優等生的な性格の球ですが、強いて欠点を上げるとすればバラつきが多いことでしょう。プッシュプルアンプの場合、特性の揃ったペアチューブが必要ですが、かつてのように真空管が豊富にあった時代であれば容易に選別できましたが、とうの昔に製造が中止されている欧米や日本のメーカーの球では、なかなか電流値の揃った球がセレクトできません。ですから、製造年代の古い6V6を入手し実用機に用いる場合には、シングルが良いと思います。プッシュプルの場合にはセルフバイアスとし、バイアス抵抗を2つの球それぞれに設けたA級動作で、電流値のバラつきに対応すべきと考えます。
位相反転には抵抗分割型を採用しました。PK分割やカソード結合に比べて、歪や再生帯域、出力などの点で不利です。しかしながら、6V6が電蓄に多用されていた当時はこのような抵抗分割型の位相反転が主流でした。結果的には我田引水になりますが、良い音とは何かを考えさせられました。電蓄時代からのマニアの方の中には、カソードから音が出るのはどうにも受け入れ難いという方もいらっしゃると思いますが、今回の製作では大いに共感した次第です。
 出力段はウルトラリニア接続としましたが、これは使用した出力トランスにULタップがあり、遊ばせておくのが勿体無いと思ったからです。ビーム管接続であれば、出力の増大も見込まれたはずですが、前に3極管接続で製作した経緯があり、その結果が良かったので、3極管接続と5極管(ビーム管)の中間のウルトラリニア接続としました。これは、現代的な特性の優れた再生システムに適したアンプを考えたためです。
 次に6V6プッシュプルステレオアンプを2例紹介いたします。写真のようにA4サイズの小型版でありなから、音楽再生にお標準機として十分な性能を持った優れものです。さしずめライト級チャンピオンと言った風情です。製作者としても手放すのが惜しい、お気に入りのアンプとなりました。
6V6(3極管接続)プッシュプルアンプ
6V6GTRussia旧タイプ、5964東芝通則用。トランス:アウトAndix6608、電源POWER6314。シャーシ:天板アルミアクリルラッカー塗装、木枠ラワン無垢ウレタン塗装。仕様:出力5W+5W、残留ノイズ1.0mV、周波数特性20Hz~20kHz±0.5dB以内、消費電力約70W。サイズ:DWH206×303×118㎜、重さ5.4kg。
6V6(ウルトラリニア接続)プッシュプルアンプ
6V6GTオランダ、6414USA、5AR4RUSSIA。トランス:出力TOEI、電源TOEI。シャーシ:天板アルミゴールドアルマイト、木枠ラワン無垢ウレタン塗装。仕様:出力7W+7W(歪5%)、
残留ノイズ0.7mV、周波数特性40Hz~20kHz±1dB以内、消費電力約80W。サイズ:DWH200×300×130㎜、重さ6.8kg。

出力は4,6,8,16Ωに対応
ベテラン技術者による丁寧な配線です。

2013年9月21日土曜日

300Bシングルアンプ2台

今回、同様の回路で300Bシングルアンプを2台、続けて製作しました。直熱管である300Bは、シングルではノイズが出やすく、またバイアスが深いためドライバーを強力にする必要があり、使い難い面も持っています。しかしそこは300B、音質、容姿ともマニアを惹きつけて止まない魅力があります。これら2台のシングルアンプは高信頼管のRCA5693をドライバーとし、音質・性能とも満足いくレベルに仕上がりました。

使用真空管:PSVANE300B、RCA5693、RCA5V4G、トランス類:出力イーケイ、電源SEL、チョーク五燐
特性:出力6W+6W(歪率5%)、残留ノイズ1.2mV以下、周波数特性20Hz~20kHz±3dB以内
サイズ(WHD)350
×180×220㎝、重さ9.5㎏


使用真空管:PSVANE300B、RCA5693、旧ソ連5U4G、出力トランス東栄、電源は国産中古、チョーク東栄
特性:出力6W+6W(歪率5%)、残留ノイズ0.5mV以下、周波数特性20Hz~20kHz±4dB以内
サイズ(WHD)350
×180×220㎝、重さ9.3㎏、消費電力80W

300Bシングルアンプの変遷

【300Bの流通】
WE300Bがコンシューマー用に流通し始めたのは、それほど古い話ではありません。元々ウエスタンエレクトリックの機器は業務用で、保守点検は専門の技術者が行うため、真空管を含めたWEの部品類は一般には出回りませんでした。
40年程前、私がWEの真空管を見たのは、秋葉原の「輸入真空管太平洋」、「富士商会」といった販売店の店頭でした。当時の300Bは、保守用に生産されていたものがほんの少数、市場に流通していました。しかし、274A(B)や310A(B)に至っては、目にする機会はほとんどなく、現在の方がWE球は数多く流通しており、マニアの夢を叶えてくれていると言えます。
300Bを使ったシングルアンプの代表的な例は、91タイプと呼ばれるドライバー段が5極管の310A(B)1本よるものです。70~80年代当時は、310A(B)は入手が困難なため、運良くセトロンや岡谷の300BまたはSTC4300Bなどが入手できたとしても、多くの真空管アンプファンは、バイアスの深い300Bをドライブするため、2段増幅してゲインを稼ぎ、NFBをかけるといったやり方をしていました。当時の噂話は、300Bより310A(B)の方が数は少ないらしいと言うことや、274A(B)は、中古球しかなく、殆どが酷使されていて使い物にならないらしいと言ったことでした。これらの理由は、WEの真空管の流通が非常に少ないことが原因でした。私が目にした300Bは、軍用だったのかNASA用だったかのか、出所は不明とのことでした。また、WE球の供給の可能性は、300Bは安定化電源に使われているので少量生産されてはいるが、274A(B)や310A(B)、350A(B)に至っては用途がないので製造の予定はないとのことでした。
【交流点火・直流点火の問題】
アマチュアにとってもう一つの課題であったのが、ハムノイズ対策のためのフィラメント直流点火です。当時は、直流点火に必要な大電流のシリコンブリッジダイオードや、大容量のケミコン類が少なかったので、結果的に誤差の少ない直流5Vを得ることは難しかったようです。ですから当時の300Bシングルアンプは、交流点火でNFBをかけてハム音を減少させることが常套手段としてとられていました。有名なところでは、ジャン平賀氏によるパートリッジ社のトランスを使ったモノラルアンプがありましたが、300Bが交流点火で無帰還だったため残留ノイズは多かったです。また、球アンプの大御所、伊藤喜多男先生の300Bアンプも交流点火だったので、おそらく、残留ノイズは多かったでしょう。
300Bを交流点火で用いた場合、残留ハムノイズ軽減に腐心することは避けられません。ミリバル直読のハムノイズ値が3mV程度になれば、大変良い値です。一般的なシングルアンプなら十分なはずのπ型フィルターでも、300Bの場合は残留ノイズは5~10mVあるいはそれ以上になり、目(耳?)も当てられない状況になります。このことは、300Bにのめり込んだ真空管マニアの方なら、既に経験済みと拝察致します。
2A3、45などの直熱型3極管のハムノイズは、交流点火時のフィラメントハムよりも、B電源(プレートの高圧電源)のリップル除去不足の影響が大きいです。しかし300Bは、両方ともノイズの元になっているようです。これは300Bのフィラメントが5V1.2Aと省電力タイプのためと考えられ、もしもフィラメントが2Aなら交流点火でもハムノイズはもう少し低い値になると思われます。しかしながら、当時はフィラメント電力の省力化は使命であり、その点300Bは、50や2A3に比べて優れていたことは、表1の比較からもご理解いただけると思います。

表1 代表的な直熱管のフィラメント電力・プレート損失比較
(全日本真空管マニュアルより引用)
真空管名
F電圧V
F電流A
F電力W
最大プレート
損失W
最大出力W
300B
1.2
40
8 ※
50
7.5
1.25
9.4
25
4.6
2A3
2.5
2.5
6.25
15
3.5
45
2.5
1.5
3.75
10
2.0
         ※プレート損失21W時
 
 【整流管の問題】
 300Bの女房役である整流管274A(B)は、今日では入手が困難です。代替え品としては5U4、5R4があげられます。また昔話を持ち出して恐縮ですが、かつては,B電源にシリコンダイオード整流を用いた300Bアンプの製作例が、70~80年代には結構見られました。その頃は、整流管を用いるのは甚だ効率が悪く、時代遅れの風潮がありました。リレーによる遅延回路を用いて、出力管を保護することは良しとしても、古典管アンプとはいえ、整流管を使うのは何とも時代遅れという考えのマニアが大多数でした。
表2に代表的な整流管を上げました。整流管を選定する上で配慮が必要なことは、フィラメント電流と整流後のコンデンサーの値です。特に直熱型整流管のフィラメントは規格通りの電圧を供給することが肝要であり、球の寿命に影響します。しかし電源トランスは、損失を考慮に入れて少し高めの電圧が出るよう設計されているので、5V3Aの端子、フィラメント電流2Aの球を使えば、実測で5.2Vぐらいの電圧になります。高価な整流管を使う場合には、寿命の面を考慮すると不安が拭いきれず、精神衛生上良くありません。0.1Ω5Wのセメント抵抗で5Vに調整しますが、発熱量が多いのが難点です。
入力コンデンサーの値は、大きければ大きいほどリップル除去に資することができます。しかしコンデンサーの値を大きくすれば、初期チャージングのための大電流が流れます。結果、フィラメントがスパークし、コーティング材の白粉がパラパラとガラス管内に落ち、高価な整流管の寿命を著しく縮めると言った、心臓に良くない事態に遭遇します。整流管には入力側のコンデンサーの値に制限があります。表2からわかりますように、274A(B)は5R4に近い規格と思われますので、5U4と同等に扱うことはできず要注意です。私の経験では、5R4の場合、入力コンデンサー値22μFでスパークする球がありました。しかしながら、4μF程度にすると今度はリップルが十分に除去できず、ハムノイズが低減できませんでした。その点、多少無理の利く5U4や傍熱型の5V4については、50μF程度までは大きな問題が生じることはなく、正常に動作すると思います。実際、今回の300Bシングルアンプでは、5U4、5V4を使用しましたが、47μFの入力コンデンサー値で問題なく動作し、リップルは十分除去できました。

表2 整流管のフィラメント規格及び入力コンデンサー値
Frank’s electron Tube Data sheetsより引用)

真空管名
F電圧V
F電流A
入力コンデンサー
274A(B)
4μF以下
5U4
10μF以下
5R4
4μF以下
5V4
8μF以下

【310A(B)の代替え品】
 310A(B)は、300B以上に品薄であったことは、既に申し上げましたが、その代替え品としてトップグリッド球の6C6、6J7等が候補に挙げられてきました。これらは、ドライバー管としての特性及びST管の外観と言うことで似てはいるものの、これらを採用することは狗肉の策と言うべきでしょう。更に選択肢を広げれば、GT管の6SJ7,6SH7、MT管の6AU6等でもほぼ同等に扱うことができます。むしろトップグリッドの球は、長く伸ばしたグリッド回路がノイズを拾う可能性があり、決して有利とはいえません。結局、外観にこだわれば性能が悪くなり、性能を向上させるのには外観が納得できないと言ったジレンマに陥ることになります。
ドライバー管に何を選ぶかは個人の好みによります。外観と性能、作り易さを考えて選定すべきです。特に高級志向のモノラル構成で、310B-300B-274Bのラインアップと同等の形状の球でシャーシレイアウトをデザインすると、球の大きさがバラバラのために、アンバランスになってしまいます。外観にも拘るマニア諸兄にとっては、満足のいく出来映えにするのは難しいことと思います。レイアウト時に、電源トランスと出力トランスの形状を合わせるとか、トランスの高さと同じオイルコンやケミコンを使うとか、高さを揃える工夫が要ります。 
300Bでアンプを組む場合には、このようにいくつかの制約があり、それらと上手に付き合い、あちらを立てればこちらが立たずの条件のバランスを取りながら、自分だけの気に入ったアンプを組み上げることは、マニアの真骨頂です。これからも300Bは、真空管アンプマニアのアイドルとして、その存在価値が変わることはないと思います。

2013年7月14日日曜日

欧米真空管の流通

真空管が電子産業の主役を譲り、70年代には半導体がオーディオ界を駆逐した当時、多くのオーディオマニアは性能を重視する傾向にあり、真空管には、もはや戻れないような風潮もありました。一部の真空管ファンは、「石のアンプは音が固い。」「歪っぽくて、音楽を聴く気がしない。」などと感じていましたが、ほんの少数派でした。真空管ファンの強い味方はラックス社で、数多くのキットを販売し、トランスを始めソケット、ロータリスイッチ等の部品も販売していて、いつかはラックスのキットを買おうと思っていました。また真空管ファンは、MJ誌、初歩のラジオ誌の真空管アンプの製作記事を読み、巻末の広告のページにある中古真空管やトランス、コンデンサーのジャンク物の販売リストをチェックするのが常でした。中でもサンセイエンタープライズ社(ジャン・平賀氏)は、欧州球の品揃えが豊富で、STC4300Bの大と小、旧ソ連EC33C等、販売していました。当時の自作マニアは、主に国産球か米軍球で製作しており、欧州球や300B、50、45等はなかなか入手できず、巻末の販売リストにある貴重な真空管の数々を見て、夢を振らませていました。特に欧州球については製作記事が少なく、球の規格が分からないので、その良さを知るマニアは少数でした。

主な欧州球メーカー
OSRAM GEC MARCONI MAZDA MULLARD  PHILIPSSIEMENS STC TELEFUNKEN  VISSEAUX 

STC社12E1シングルウルトラリニアアンプ
出力6.5W+6.5W(歪率5%)、残留ノイズ0.6mV、周波数特性20Hz~20kHz±1dB以内。サイズ(WHD)400×180×200㎜、重さ10.2㎏、消費電力90W。
STC社(Standard Telephones and Cables Ltd.)CV345(12E1)シングルウルトラリニア接続。12E1はイギリスの船舶用の球で、プレート損失35W、ヒーター電力6.3V、1.6Aの大型管です。造りが大変良くヨーロッパの香りのする美しい球で、見るからに良い音が出そうです。

出力トランスに音の良さで知られるタンゴUー808を使用、シャーシは艶消シルバーのアクリル塗装、トランス類も同じ艶消しシルバーに再塗装。

カップリングにはドイツERO社のフイルムコンデンサーを採用。結束バンドで束ねるのは、メンテナンスのし易さと配線同士が不要に絡まったりしないようにするためでです。
配線には太めのコードを使用しています。特に真空管のフィラメント配線は電流が多いので太いです。グリッド周りと電圧の高いB電源回りは極力離しています。はんだ付けはCR類を加熱して、半田を流し込むように行います。真空管のソケットやラグ端子は予備はんだ処理をして確実に付けます。仕上がりは、はんだの量、表面の艶を目視確認します。細かい部分は虫眼鏡で拡大して見るようにします。そして、ちょっとでも不安を感じたら、必ずやり直します。熱に弱いパーツは放熱用のクリップを付けて熱を逃がします。正しい半田付けは、良いアンプを作る上で最も重要なことと思います。こういった地道な作業を続けることで、結果的に音の良いアンプになることが多いです。

2013年6月18日火曜日

アンプの特性と音質

アンプの特性を測定しても、音質の良し悪しは分かりませんが、基本的な性能のチェックはしています。測定器は、回路の実験には、なくてはならないものですので、オシロ、ミリバル、発振器、歪率計(2台)、周波数カウンター、矩形波発振器、デジタル電圧計など常備しています。
工房の測定器群、旧型ですが現役です


12G-B7プッシュプルステレオアンプ

この水平偏向出力管12G-B7プッシュプルは音質評価の標準機となっています。特徴は位相反転に抵抗分割型を採用したことで、PK分割型やカソード結合型に比べて、歪や再生帯域、出力などの点で不利になっているにもかかわらず、音質の良さは群を抜いています。製作者としてもあらためて良い音とは何かを考えさせられています。古い話ですが、電蓄時代からのマニアには、カソードから音が出るのはどうにも受け入れがたいという方もいたようです。(本器は常設の標準機)

水平偏向出力管12G-B7は、真空管テレビの全盛期に多用されましたが、今日では用途が限定されているためか、ダンパ管12G-K17等とともに安価に入手できます。そこで、日本の真空管技術の絶頂期のこれらのタマを生かしたアンプを製作しました。東芝真空管ハンドブックに、水平偏向出力管の音声出力管への応用についての一項があります。回路例は、標準5結、固定バイアス、高負帰還の大出力アンプが中心で、高性能化と高能率化を金科玉条に掲げた当時の世相を色濃く反映しています。しかし今日ではこのような使い方をすると、マニアに拒絶されることは間違いありません。現代の真空管オーディオにおいては、タマを大切に使うこと、負帰還技術に頼らないことは必須条件です。

表1 音声出力管と水平偏向出力管の最大定格の比較

12G-B7プッシュプル内部配線

テレビの垂直偏向出力管6BX7プッシュプルアンプです。双3極管を用いると配線が簡潔にまとまります。位相反転は古典的な抵抗分割型で、音質重視です。6BX7というとオーディオ界の大御所、故I先生の製作記事を思い出される方もいらっしゃることでしょう。出力トランスはカナダハモンド社製で、レンジは広くありません。≪特性≫出力4W+4W、残留ノイズ0.6mV、周波数特性20Hz~20kHz±4dB以内、サイズ:DWH200×300×130㎜、重さ5.3kg
6BX7単管プッシュプルアンプ
ハモンド社125E出力トランスは、プッシュプル用で、カタログではシングル可となっていますが、シングルで使用すると低域が出にくいようです。本器は低ノイズ、高音質で大変良くできたアンプです。



















2013年6月2日日曜日

6L6の思い出

6L6は歴史の長い球で、バリエーションも多いです。メタル管、G管、GTタイプ(細、太)など色々なタイプがあります。私、(airtone94)にとっても印象深いいものがあります。40年以上も前の記憶ですが、友人E氏とオーディオに夢中になっていたころが懐かしく思い出されます。

私:今度、6L6プッシュ作ろうかな
E:あれはな、電気食うから、トランス高いんだよな、でもメタル管はかっこいいよな
私:やっぱり6GA4のプッシュにしようかな
E:6L6は映画館のアンプに使っているから音がいいよ
(小山市の映画館でウエスタンの6L6アンプが使われていたらしい)
私:お金かかちゃうかな
E:お金もかかるが、第一6L6プッシュは20~30Wも出力があるからスピーカーを壊すぞ
私:6BQ5のプッシュでもいいかな
E:音は3極管がいいぞ、
(結局私は6GA4プッシュを製作、尚E氏も6GA4プッシュでした。当時、秋葉原では、6GA4ペア1500円でしたが、同じ東芝の6L6GCは3000以上しました)
私:東芝の6L6GCとGEの6L6GCは造りがそっくりだよ
E:確かに似ていけれど、日本製とアメリカ製が同じということはないと思うが・・・
(もしかすると、GEは日本から輸入していたのかもしれない。当時中古6L6Gは1000円位、6L6GCの中古品はあまり見かけませんでした。ちなみにWE3000Bは24000円くらい)

写真のアンプ(3結シングル)に使用しているのは、SYLVANIA社製で、42と同じST14タイプ、軍用のJAN6L6GA(JAN,Joint Army and Navy Standard米国陸海軍合同規格)です。出力2.2W+2.2W(歪6%)サイズ200×300×120㎜,5.6㎏


出力トランスはハモンドオルガンで有名なカナダハモンド社。6L6GAはサブシャーシに取付け、約8ミリ程落とし込むことで、通風孔として下から上への空気の流れを作り、真空管の放熱効果を高めるようにしました。


半田付けはアンプ作りで最も重要で、時間をかけて丁寧に行っています。線の引き回しは、グリッド回路は高圧電源部と出来るだけ離すこと。アース配線では、リップルを含んだ直流は電源トランスのセンタータップに近い位置に落とすこと。発熱するカソード抵抗はシャーシに密着させて熱を逃がすこと。これらのことは、安定性、耐久性を高める上で重要なことで、残留ノイズが少なくなり、バランスが取れ、結果的に良い音質が得られます。












2013年5月17日金曜日

300Bと2A3

どちらも素晴らしいです。



本器は2A3シングルステレオアンプですが、製作に当たっては、300Bとはまた違った難しさがありました。


音質は、主観的ですが、あたたかさ、やさしさのようなものが感じられます。

はじめまして

当社では、真空管アンプを中心に、色々な音響製品を製作しております。ブログ開設のごあいさつを兼ねまして、ご紹介させていただきます。

300Bシングルステレオアンプ.
300Bはエレクトロハーモニックス社。ドライバー段は、6SL7のパラレル接続で内部抵抗を下げ、実効で200V以上のプレート電圧をかけて強力にドライブしています。整流管は5U4Gです。3極管ドライブの300Bは、91タイプとはまた違った良さがあります。


内部配線はベテランの技術者の手作業。太めのコードを使い、丁寧に半田付けされています。



音質は、手前味噌になりますが、艶があって力強く、且つ繊細なところもあり大変魅力的です。