71A シングルアンプ 回路の配線から完成まで

前の記事では、電源まわりの配線が終ったところまでの紹介でしたが、今回は回路の配線から動作確認までやってしまいます。回路の配線もシャーシ内で部品くっつけていくだけなので、途中の写真は割愛させてもらって、ほぼ配線終ったところのハラワタ写真が↑のやつです。

前段 12AU7(6189W) の簡単な動作チェック

終段 71A のバイアス電圧などを測りまして想定から大きくズレていないことを確認。配線完成であります。


71A ST管で試聴と CX371-A ナス管でも試聴。CX371-A は 71A を通販で買ってから1ヶ月以上たっても届かなかったので、あきらめて探してたら別の出品者から CX371-A が出てて速攻でポチっとなしたもの。結果的には両方届いたのでいいのですが、アメリカから通販して届かないときはホント来ないことを実感させられた一品。
出力トランスはアンディクスオーディオ S-14 ユニバーサルトランスなので決して高いものを使っているわけではありませんが、71A アンプは聴き惚れる音質。満足です。
71A を CX371-A と差し替えしますと、その音質が艶っぽくなり、その鳴りっぷりに感動しました。71A が NOS 品なので使ううちに変化してくるかな?ということで球は 71A に戻し当分の間はこっちで行こうと思っています。

シャーシ四隅にアルミを三角に切ったものを付けて大きめのゴム足付けるべきですが、ゴム足の加工はアンプ軽かったので、タカチの小さいゴム足をペタと貼り付けてオワリ。ひとまずアンプ台に収まってもらうのを優先にしてしまいました。

回路図にバイアスの電圧のメモなどを追記しました。


左、右の周波数特性。50kHz あたりのコブは、OPT の型番でググルとトランスの特性を測定された方がおられまして、そこに掲載されている傾向と似てたためトランスのクセということで放置です。

アンプの消費電力は 24W と小さく真空管の発熱も少ないので、通電したままでも心配するようなことはありません。常用アンプになりそうです。
古典管の寿命ってどんなもんでしょうかね?そこだけは知識ないので心配だったりします。

71A シングルアンプ 電源まわりの配線

今回から配線作業に入っていきます。まず 100V の配線をしたのち真空管のヒーター配線を行います。

LED 内蔵ロッカースイッチの LED の明るさ確認中。この LED は 71A のヒーター 5V を拝借して点灯します。 LED の Vf 1.7V なので電流制限抵抗 330Ω で 10mA の定格電流が流れる感じです。定格電流流すと地味に明るすぎる感があったので、抵抗を倍くらいにしてもいけるわなと点灯確認中。

100V 周りを配線し終えたら、12AU7 のヒーター電圧確認。12AU7 は交流点火なのでトランスと直結でもいいのですが、若干電圧が高くなるので、電圧調整のドロッパ抵抗を入れてヒーター電圧が何ボルトか確認。手持ちの抵抗の関係で 6.1V になりました。5% 以内でよしとしましょう。

GND の母線を張ったあと、71A の直流点火用整流ラグ板を取り付け。現物合わせでつけていきます。

パーツボックスをガサガサとして必要な部品をピックアップしたところ。次回の作業から回路の配線をする予定です。

71A シングルアンプ シャーシ加工作業中

71A シングルアンプのシャーシ加工を続行中。作業は休日の気分のってるときにしかやらないので、進捗はゆっくりなのです。今週は先週穴開けしたシャーシの穴開け作業継続です。AC インレットやヒューズホルダの所をリーマやニブラで加工していました。ほとんどの穴開けがおわりましたので、次はスプレー塗料を吹きます。


スプレー塗料の勢いが良くでベタベタであります。結果右サイドに余分な塗料が垂れてしまいましたが、常に視界にはいる正面とかでは無いためそのまま続行ということにしました。塗料乾燥したらいい具合のつや消しブラックになりました。


トランス類などパーツをシャーシに付けまして様子見の図。いい感じであります。ちょっとモチベあがりました。

来週から配線作業になります。配線をきれいにまとめるスキル無いので、組上ったときのハラワタをお見せできるかどうかわかりませんができるだけ努力はします。

TDA1387 DAC for Raspberry pi zero キットを作成してみました

スイッチサイエンスさんで取扱われている、jinson @chinjinson さんの TDA1387 DAC for Raspberry pi zero を購入して組み立ててみました。構成は、フィリップスの TDA1387 という DAC チップを使い、あとは I/V 変換する FET の回路だけという非常にシンプルなボードです。このシンプルさがいいなということで購入した次第

タイトルに Pi zero とありますが、Pi2 Pi3 でも使用可能です。表面実装部品はありますが、DAC とチップコンデンサだけであとはリード部品です。基板のシルク見ながら取り付けすれば問題なく組み上がると思います。

Volmio をいれてあった Raspberry Pi2 にさしてみたところ。特に干渉するようなところもなく OK でした。

Volmio を最新版に更新して試聴開始。DAC の設定は 「Generic I2S」 で音が出ました。TDA1387 DAC + ディスクリッドホンアンプ + AKG Q701 で試聴。オープンエアなヘッドホンでスカスカ感なくリスニングできてます。FET の IV 変換もいいのですかね。ナチュラルで聞き疲れしない十分な音質と思います。ひとまず素の音を確認したかったので、色付けないストレートな音がするディスクリヘッドホンアンプで試聴しましたが、ヘッドホンアンプはお好みで真空管式などにするのもよいかと思います。リーズナブルな価格ではありますが、非常にコスパが高くラスパイオーディオ入門にもってこいのボードと思いました。タクトスイッチによる制御は Volumio などの再生環境にあわせてスクリプト作成必要なので、こっちも勉強になります。

71A シングルアンプ シャーシ穴あけ開始

71A アンプの部品配置も大体決まったのでシャーシの穴あけをしたいと思います。用紙に印刷した配置図を切り取ってシャーシに貼ります。そのあとドリルするところにポンチを打ちます。

ボール盤で穴開けしておく分を済ませたところ。残りは現物合わせで穴あけするので、ボール盤作業はここまでです。


電源スイッチの回転防止のところを間違えて大きく削ってしまった。今回はアサヒペンのアルミ用スプレー塗料(マットブラック)でシャーシを黒に塗ろうと思っているので目立たない予定なのですが、この後少し修正して切り欠きは目立たないように修正した。。最終的にはホットボンドで補強する予定。



電源トランスの角穴を抜いたところ。こちらは一発で決まったので良かったです。ここまでやって疲れてきたので、 AC インレットとヒューズホルダの取り付け穴加工は今度の休みにでもしようかとおもっています。

71A シングルアンプ 5V整流回路、220Vリップルフィルタの作成

終段で使う 71A は直熱三極管のため 5V のヒーターは直流点火します。また、各真空管の B 電源(220V)の整流回路も必要なのでラグ板に作っていきます。今回使用するシャーシの大きさ的余裕が少ないので、中に入れる物はある程度作ってからでないと上面の配置も決められないということなのです。

左のラグ板が 71A のヒーター用ブリッジダイオードと抵抗+コンデンサのリップルフィルタ。真空管2本なので回路も2つ。正直そこらへんで売ってる 5V 電源ばらしたほうが手間少ないですが、一応作りましたということです。また右側は 220V のリップルフィルタです。B電源は終段と12AU7合わせて50~55mA使う予定です。電源トランスは 100V 入力 200V のセンタータップ付き巻き線があるのでこれを使用します。整流後330V程度の電圧になります(電流流すとトランスの電圧は下がるので、実際にはもっと低い電圧)。FET で 220V までドロップさせるので 4~5W の無駄な熱が FET から発生します。放熱器必須です。

シャーシ内にいれるラグ版ができたので、収まりそうか検討中のところ。なんとか入りそうではあります。ほぼほぼ、このレイアウトで行くと思います。ゴールデンウィークでもうちょっと進むかな?と思っていましたがここまででした。シャーシの穴あけはヤル気になるまでちょっと休憩です。

71A シングルアンプ 製作開始

71A シングルアンプを作っていきたいと思います。回路的には全段直結といきたいところですが、考えだすとなかなかまとまらないので、ひとまずコンデンサカットで音出しまではやってしまいたいと思います。大雑把な仕様は、入力は携帯プレーヤなど小出力の機器を想定。出力は8Ωスピーカーで設計。ストレートか薄く帰還をかけるかは決めていません。回路は検討段階のものですので動く保証はできません。参考程度に見てください。

回路は普通のコンデンサカットで各段を切っています。12AU7 で約100倍(40db) のゲインを想定しています。B電圧(約220V)は終段と共用にしていますので、2Vp-p のライン入力ではクリップして音割れします。なので、携帯プレーヤ想定です。終段 71A は自己バイアスにしています。電流が少なく、カソード抵抗の発熱も知れているため、固定バイアスにすることもないという考えです。
71A のカソード抵抗 3k と書いていますが、2.2k の誤記です。後日別のまとめ記事作るときには差し替えします。

帰還については、無帰還か軽くかける程度でいく方向です。上の簡易計算でもそこそこ動きそうな感じかするのと、大音量で使うようなものではないので十分かなという次第。


デジットで富士シャーシの No.6R を買ってきまして、パーツが乗るか検討中のところ。縦向きは過去やったことがあるので今回は横向きでいこうかなと。



シャーシの中に入る部品と相談しつつ上面の配置も決めなきゃいけないということで、71A を直流点火するための整流回路を作成。データーシートにはヒーター 5V/250mA とありますので、負荷装置で 250mA 設定にしてだいたい 5V であることを確認。個人的には±10%内(±5%ならなおよい)と思っていますので、ひとまず ヒーターの 5V 整流回路完成というところです。

引き続き B 電源のリップルフィルターを作っていきたいと思います。

ディスクリートヘッドホンアンプキット頒布します

一つ前の記事で検討中と言っておりましたが、リリースすることといたしました。よろしくお願いします。詳細は頒布サイトを見ていただきたいのですが、差動受け SEPP 出力なトランジスタアンプです。トランジスタの入門書に載っているような回路ですが、実際にユニバーサル基板などに組もうとすると実は結構やっかいです。入門アンプとしてもいいかなと思っていますので、ぜひお求めいただいて組み立ててみてください。(2017/4/9~10に頒布開始する予定)

Nutube ヘッドホンアンプキットでは面実装部品などをつかったのですが今回はリード部品です。なので、ハンダ付け難易度は下がる形になるかなと思っています。

ディスクリートヘッドホンアンプキット検討中

検討中といいながら試作基板の動作確認フェーズまで来ています。構成は差動回路で受けて一段増幅を経た後プッシュプル出力の一般的な回路構成です。

  • Strawberry Linux の LT3471 ±12V DC/DC ユニットを使用し電源供給
  • 終段は BD139/BD140 それ以外は BC550C/BC560C のトランジスタを使用。1N4148 のダイオード含めてフェアチャイルドで統一
  • BC550C/BC560C は 2SC1815/2SA1015 の置き換えを目的で選定。ローノイズと BL ランクに相当する hfe がその理由

使用予定のトランジスタの Spice モデルをググって公開されていたモデルをダウンロード。このモデルを使用して周波数特性のチェックを実施。十分ハイレゾ対応です。これに落ち着くまではシミュレーション上1MHz 以上のところで発振していたりしてましたので、定数をいじりつつここまで持ってきた感じです。

回路を KiCad で引いてプリント基板の製造依頼を経てやってきた基板を組み立てた試作版が一番上の写真でございます。こちらは Analog Discovery で簡易な f特測定を実施。LTSpice のシミュレーションと一緒と。Spice モデルがしっかりしたやつだったのでしょうか、一発できまって嬉しいかぎりです。

心配だったのはトランジスタの選別はしない予定なので、オフセット調整ができるか?と発信しないか?です。両方ともクリアできたので基板の修正をして頒布したいと思います。基板の幅が 72mm なのでタカチの MXA2-8-12 / MX2-8-13 あたりのケースが標準になる予定です。

Nutube に定格 80V かけてみた(1)

Nutube のデータシートを見ますと、アノード電圧の定格は 80V とあります。特性図はもっと高い電圧も測定されていますので、もっと高い電圧をかけてもこわれることはないと思いますが、一歩間違えると蛍光体を焼いてしまいそうなので実験は 80V までとします。ついでなので差動回路できるかなとの単純な理由で↑のような回路をブレッドボードに組んでみました。

Nutube の下にくっついている定電流回路はトランジスタ2個使ったよく見かける回路です。Nutube 特性グラフからアノード電圧 80V の時 20μA が定格いっぱいの目安。定電流回路は Nutube 2ユニット分なので 40μA 流します。トランジスタの VBE = 0.6V 程度として 0.6V / 40μA = 15k を定電流回路の電流制限抵抗にしました。

アノード抵抗は適当に 180k です。ヒーターはeneloop で供給という形で実験開始

Anode電圧
(V)
負荷抵抗1
電圧(V)
負荷抵抗1
電流(μA)
負荷抵抗2
電圧(V)
負荷抵抗2
電流(μA)
電流の合計
電流(μA)
グリッドバイアス
電圧(V)
30
35
40 0.85 4.7 1.51 8.4 13.1 -0.65
45 1.80 10.0 2.73 15.2 25.2 -0.65
50 2.94 16.3 4.04 22.4 38.8 -0.69
55 3.27 18.2 4.57 25.4 43.6 -0.92
60 3.21 17.8 4.64 25.8 43.6 -1.28
65 3.215 17.9 4.71 26.2 44.0 -1.63
70 3.155 17.5 4.78 26.6 44.1 -1.97
75 3.093 17.2 4.84 26.9 44.1 -2.31
80 3.031 16.8 4.91 27.3 44.1 -2.65

アノード電圧を上げていったところ 65V ~ 70V あたりがグリッドバイアス -1.63~-1.97V とほどよいバイアス電圧になりました。定電流回路も十分動く電圧です。ただ、ユニットのばらつきがあるので、電流値は差があります。(マイクロアンペアですし…)また、電流の合計が 44 μA になりました。15k * 44μA = 0.66V と出ました。VBE の想定がちょっと低かったようです。

この実験で Nutube の真空管動作もいけることがわかりました。あとは、負荷抵抗をカレントミラーにしてどれくらい増幅するかやってみる感じですかね。

汎用オペアンプ基板つないでどんな感じか試聴しますも、ブレッドボードなのでハムが煩い状態。「とりあえず普通に動いている」の確認にとどまりました。