このサイトは楠 昌浩が興味をもったことに対して広く浅くネタ集めしております。
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。
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。
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。
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。
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 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。
2017/2/18 中野のサンプラザ15階にて、FUJIYA AVIC 様主催の「ポタ研2017冬」が開催されました。ここに出展される SoundPotion さんから、机の半分は「Nutube ポタアンを展示」というお達しが発せられまして、無条件参加となった次第。ついでなので現地にいくことにしたのが1月上旬ごろの話
その後 KORG さんが協賛についてくれるという話も出てまいりまして、盛りあがり度もアップという状況で当日10種類程出品がありました。
KORG さんが持ってきておられた、試作アンプもあり試聴させていただきました。どうやったら、こんなにハリのある音になるのか悔しいくらい良い出音なのですが、現状発売の予定はない状況。
KORG さんからマイクロフォニックノイズ対策の参考にということで見せてもらったのが上の写真二つ。一つ目はオモリを付けて振動を吸収する形のもの。もう一つは樹脂ケースにスポンジクッションのようなものをかませてNutube を固定。そのケースも柔らかいもので固定のダブルクッション？みたいな固定方式。ケーブル出してコネクタで基板と接続します。
出品されたポタアンの一番人気は、ポタ研直前に完成された Nutube を 80V 定格ギリギリでドライブするアルトイズサイズのアンプでした。これはいいですね。一歩間違えると蛍光体やってしまうギリギリのところで出る音は初めて聞きました。
今回出品された中で電圧の分類でいくと 80V ドライブが1人、24V ドライブが1人、ラズパイの方は電圧聞くの忘れた。完成品売ってる方のも中聞くの忘れてた、残りは電池でドライブでしたかね。
皆さん工夫を重ねられた素晴らしいアンプを出品されていて、勉強になりました。
ポタ研終了時間で集合写真撮影。こんだけ集まるとすごいです。
今回、ポタアンを展示させいただく機会を与えていただいた SoundPotion 様に感謝します。
Nutube を使ったキットを頒布させてもらっています。このアンプは 9V の角形電池を電源として使用しています。角形電池にはいくつか種類がありまして、大抵のところで買えるアルカリ乾電池、ちょっと大きめの家電店で買えるニッケル水素電池、海外の輸入品を扱っているところで買えるリチウムポリマーがあります。これらの電池を放電させたらどんなものか調べてみました。テストは下記電池で実施しました。条件は Nutube キットの電流（約40mA) を流したときの傾向です。オペアンプ交換や、新しい電池や古い電池でも変化しますので、こんな感じということで見て下さい。
エボルタと金パナは、時間経過と共に電圧も下がっていく傾向。金パナは 7.4V ~ 6.6V の電圧で安定しているようです。おもしろいのはエボルタですが 7.8V あたりと 6.4V 付近の電圧でそれぞれ 70分以上持ちこたえたところです。
ニッケル水素電池は、東芝 IMPULSE 8.4V / 200mA と MAHA 9.6V / 230mA がそっくりなグラフですね。1.2V セルの個数が違うだけなので当然な結果と。MAHA 8.4V / 300mA は、IMPULSE のグラフが伸びた形のグラフを期待していたのですが、買った電池がダメだったせいか途中で急激に電圧下がってしまいました（復活の儀式をやってこの状態なのでダメっぽいです）
放電中の電圧安定度からいいますとニッケル水素充電池に分がありそうな結果となりました。入手しやすさは東芝 IMPULSE ですが、MAHA 9.6V は電圧があがるので、その分出音も迫力あるものとなります。
リチウムポリマーの角形電池は入手できたら測ってみたいと思います。
Twitter を見ていましたら、A47 式ヘッドホンアンプ基板を設計されていた方がおられまして、基板できたのでスイッチサイエンスさんで頒布するとのこと。リンクは THA-08X A47式全段シングルオペアンプ使用 ポータブルヘッドホンアンプ（基板のみ） になります。
電源は単三電池2本ですが、DC/DC で昇圧して ±12V でオペアンプを駆動。オペアンプは増幅と電流ブースト共にシングルタイプのオペアンプを使用とのこと。うちとこのオープンエアなヘッドホンもこれやったら鳴るんじゃない？と思い基板をポチっとなした次第です。
THA-08X の説明書にあるパーツリストから違うのは以下2点
・オペアンプ周辺の抵抗は音響用抵抗が推奨になっていましたが手持ちなどの関係で一般的な金属皮膜抵抗を使用
・電源ランプにブラケット LED とありましたが、手持ちの LED で代用
くらいですかね。
では、早速作ってみます。最初にやったのはケースの穴あけ準備です。
ドローソフトで、タカチのプラケースの寸法を確認して、ボリューム・3.5mmジャックの配置を検討。位置が決まったところで穴あけしました。
穴明けが済んだら、念の為基板と干渉しないことを確認。ギリギリ決まった感じ。
LED は接着剤で固定するため一番先に取り付け。固まるのを待つ間に基板のはんだ付けなど出来る作業を進めていきます。
説明書にも書いてありますが、チップオペアンプを最初にはんだ付けします。マスキングテープを細く切って部品を固定すればはんだ付けしやすいと思います。あとは、背の低いパーツからつけていく感じで問題ありませんでした。
はんだ付け終わった基板をケースに取り付け。ボリュームやジャックはあらかじめ線材をはんだ付けしておいたものをパネルに取り付けました。後は、この線を基板と接続するだけです。
どうにか配線も済んだ状態。電源チェックを行ってオペアンプの電源ピンに電圧かかっていることを確認。
ひとまず、オペアンプをさして通電確認。発熱など異常はなかったので OK。ヘッドホンをつないで音出し
エージングなど済んでいませんが電流ブーストあるからでしょうか、作った直後でも鳴りっぷりはいいです。OPA134 を買いましたが、別のオペアンプでも試してみたくなります。
現在配布中のキットについて、ホワイトノイズ対策を入れる場所が確定しました。結果からいいますと下記2点になります
ヒーターに入れる 47μF コンデンサは、下の写真のように、150Ω 抵抗にコンデンサを斜め45度でつけます。
半固定抵抗に入れる 4.7μF コンデンサは、半固定抵抗のピン間ではんだ付けします。∴ の右側にコンデンサです。
お買い上げいただいたユーザー様にはこのチップ部品をお送りしたいと思います。