3C30 シングルアンプ完成

3C30 シングルアンプの作成1という記事で着手しましょうという旨を書いたのですが、それから丸2カ月経過してしまいました。現在の進捗ですが音出し完了しております。以下製作途中の写真などとともにコメントをいれておきたいと思います。

まず、前回の記事で LTSPice を用いた簡易的な直流回路の設計を行いました。あれから何回かやり直した結果、最終組み上げたアンプの回路図は以下の通りです。クリックすると大きく表示されます。

3C30 ロードラインは B電圧 360V 程度、14kΩ 負荷、グリッド電圧16Vあたりでプレート電流 40mA としました。前の記事とは微妙にずれましたがほぼ誤差の範囲なので最大出力 4W 程度という見積に変更はありません。また、6SN7 / 6V6 バイアス電圧見直しの結果6SN7/6V6のB電圧は変更しました。

回路自体はコンデンサカットで段間つないでいるため特筆するところはありません。B 電圧も手元にあった JJ GZ34S を使用した一般的な整流回路となっています。ただ、B電圧調整のため、チョークインプット状態で組み上げ、整流管につなぐキャパシタの容量を徐々に増やして希望の電圧を得るという手法で調整をおこなっています。コンデンサインプットよりかは残留リプルが出やすくなりますので、後ろのリップルフィルタの電解コンデンサは盛っています。

3C30 は直熱ハイミュー三極管ですので直流点火いたします。ヒーターが 5.6V / 2.5A と電流が大きいためブリッジ整流後のキャパシタを増やしても残留リプル除去は厳しい状況。先人のアイデアをお借りし秋月電子から販売されている 「TPS7A4700使用 超ローノイズ・プログラマブル可変電源キット」を用い、これに電流ブーストトランジスタを取り付けることで 5.6V の出力電圧設定とリップルフィルターとしました。電流ブーストのトランジスタは発熱するためシャーシに取り付けて放熱することが必要です。とはいっても、基板のディップスイッチで電圧設定ができるため非常に便利であります。

電源トランス、出力トランスなど部材がそろったので、レイアウト案を検討。何パターンかやってみて気に入った案を決めます。

レイアウトが決まったら、穴あけとスプレーを吹きます。

ヒーター回りを配線し、あとは回路部分を組んでいきます。

一通りの配線を行い、通電してみるところまで。テストを行い問題なさそうなのでシャーシを起こします。

ということで完成。

無帰還の特性です。シミュレーションでは 40dB 程度と踏んでいましたが 右 44dB 左 42dB となりました。このままでもいいですが負帰還かけた状態にします。

負帰還をかけて 34dB のゲインといたしました。

入出力特性は -20dBV(100mV) で 4W ですね。グラフ的には 5W 出ますが横這いになっているのでここら辺が限界ぽいです。もっと直流流せる出力トランスを買えばさらに出力アップは狙えますが財布も情熱も足りないのでここら辺でいいとします。当初決めた動作点で試算した 4W 程度の結果が出ていたので正解です。

まだ短い時間ですが使用してみた感想、音源による得手不得手はないアンプに仕上がったと思います。帰還効いてる加減もあり、パンチあるボーカルとか響く弦とかは言いませんが、十分良く鳴ってくれるいいアンプになりました。

B電源のドロップに使用している抵抗の発熱が大きいのかして、ちょっとニオイがします。これは経過観察して今後の対応を決めたいと思います。

3C30 シングルアンプ作成1

関西ハムシンポジウム2020にキットの他 SONY スカイセンサーのラジオを出展していました。当日は残念ながら売れなかったのですが、後日隣のブースに出展されていた方から連絡があり、やり取りの結果スカイセンサーのラジオとこの真空管が物々交換され我が家へやってきた次第。

やってきたタマはハイトロン3C30というやつで送信管です。ヒーター 5.6V/2.5A な直熱三極管でプラスバイアスで動作させます。

LTSpice のモデルを作成して、超えてはいけないプレート損失を赤線で、10k と 14k の負荷線を 350V/40mA の動作点でプロットしてみました。Ep-Ip のグリッド電圧は -5, 0, 5 のように 5V 間隔でプロットしていますので、プレート電圧 350V/ 40mA のときのグリッドは +15~+20V のあいだ(18Vあたり)になる感じです。

3C30 のドライブには 6V6GT のカソードフォロワでいきます。春日無線変圧器 4B-20MA を使用します。これの抵抗分は965Ωらしいので、20mA いっぱいですが 3C30 のグリッドバイアスがとれます。ここは現物あわせで調整する予定のところです。

前段は 6SN7 2段増幅です。ここは特に特筆するものはないですかね。今時点のざっくり回路は以下のようになります。

1段目の 6SN7 グリッドバイアス 3.5V / 3.3mA 。
2段目 6SN7 グリッドバイアス 6V/2.3mA
3段目 6V6GT 18.5mA でカソードチョーク17~18V。
3C30 のグリッドバイアスは 6V6 のカソード電圧でプレート電圧 350V あたりで動作

となれば、6V6 のカソードチョークがパンクしなければ調整個所少なく組めそうな雰囲気であります。回路図帰還抵抗100k は帰還しないときの確認でわざとおおきくしてあります。実際にはもっと小さいです。

動作点から±15V 振ったとして 740V-60V=680V 電流60mA-12mA=48mA ワット=680*0.048/8=4W が仮決めした動作点の最大出力の目安になります。十分かなと思います。

タマは揃っていますがトランス類がまだです。トランスが届けばバラックで組んでみたいと思います。

46 シングルアンプ製作2

前回投稿から間が開きましたがアンプは完成しています(;´・ω・)

富士シャーシに取り付けするべく配置検討中。まぁこんなもんでいいでしょうということで、加工開始

ボール盤とニブラーで穴あけします。スプレーを吹くのでペーパーをかけました。写真はペーパーがけしたところのものですが、もっとがっつりやった方が良かったと後から反省。

門扉用つや消しスプレーを吹いて、だいぶ乾いたところ

下手っぴなので、ハラワタはあまりお見せしたくありませんが、こんな感じで配線をしました。

ひとまず完成いたしました。

f特は 20Hz ~ 30kHz です。以前作った 71A シングルより出力に余裕があるのでいい感じに仕上がりました。

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 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。

次の真空管アンプは 71A で作る予定です

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今度作る真空管アンプは 71A を使ったアンプになる予定です。写真の球はアメリカの出品者から買ったのですが荷物追跡できないお安い配送方法のため2ヵ月経っても到着せずの状態でした。郵便局に CN08 CN18 の紙出しても追跡不能。出品者に問い合わせても追跡不能と。「こりゃロストしたか」とあきらめ半分でナス管の CX-371 をオーダーしたところで到着。

4 本ありますが振るとカラカラ音がするのがあります。足のところの固定に使われている接着剤のカケラがカラカラ言うのか真空管内か切り分けできていないので、ブレッドボードに簡易試験回路を組んでみて不良があるかどうか確認はしておきたいところです。

ノグチトランスで FM-H1WS をぽちっとなしてしまったので、ひとまずヘッドホンアンプにしようと思っています。年内にできるといいな。

GM70 シングル 周波数特性確認

2016-07-10 10.32.55

音出ししてから大分経ちましたが、やっとこさ周波数特性を確認します。ダミーの抵抗と Analog Discovery2 で簡易測定します。

右チャネルの 10Hz – 500kHz を 100 サンプルという少ないサンプル数で測ったグラフです。
NFB なし
-3db
-6db
-10db
を貼り付けておきます。

R-NFB0
R-NFB-3
R-NFB-6
R-NFB-10

無帰還では、山形の特性が出ました。帰還量を増やせ周波数特性はよくなり、-10db でほぼフラットな感じになりました。位相のほうは 200kHz 付近で180度まわってます。アナライザでは200kHz 付近の発振は無かったので帰還抵抗に抱かせているコンデンサは今のところいじらない予定。

右チャネルの 10kHz の矩形波を入れてたときの波形
NFB なし
-10db
を貼り付けておきます。

R-10khz-0db
R-10khz-10db

めちゃくちゃな波形になっていないのでよしとします。

アンプに内蔵している Arduino UNO ファンコントローラーの機能追加とゴム足を付けたらひとまず完成にしたいと思っています。

GM70 シングル 音出しまで進んだ

2016-06-18 11.26.20

休日の定例作業と化している真空管アンプの配線作業再開です。赤ペンで配線済んだところをチェックしながら作業を進めます。

2016-06-18 13.28.28

一通り配線が済んだので初段・2段目が動くか確認。バラックテストの時と同じ結果となりましたので OK でした。

2016-06-18 15.28.07
2016-06-18 15.28.11

ここからが、怖いけど確認しないといけない終段の B 電圧が出ているかの確認。無事1000V 程度の電圧が出ていましたので一安心です。もうここまできたら音出しするしかありません。

2016-06-18 15.45.39 HDR-2

壊れても問題ない数十年前のミニコンポスピーカーを接続しまして電源投入。帰還なしでの音出しは問題なく出ました。1時間ほど様子見で動かしました。このスピーカーこんなに音出たっけ?という感じでよく鳴っていました。(耳の調子がよかったからかも知れません)

2016-06-18 15.35.56

ワットチェッカーの表示は 386W と表示されました。今ヒューズボックスに入れてるヒューズが 4A なのですがもう 1~2A 余裕のあるものに交換したいと思います。

これ以降は、スピーカー端子の極性が間違っていないか確認して問題なければ、軽く負帰還をかけた状態で動作するかやってみる予定です。

GM70 シングル 配線作業中

2016-05-21 15.29.16

今日はヒーターまわりの配線と、Arduino UNO による DC FAN コントローラーの電源を配線していました。DC FAN は結構耳につく音を出すので、非常用強制換気装置になるかも知れません。しかしながら必要な装置であることは間違いないため、マイコンボードに簡易版のプログラムは書いておきました。

ArduinoUNO_FAN-CTRL

とりあえず、アンプシャーシに USB ケーブル差してターミナルソフト起動すれば、DC ファンに近いところの温度がわかるようになったので、良しとします。

2016-05-21 15.45.46

今の段階で問題なく閉じられるか確認。ひっかかりなく閉まったのでたぶん OK です。ファイバースコープ欲しいね。

GM70 シングル 配線作業開始

2016-05-14 10.17.42

シャーシに各部品の取り付けが終りましたので、配線作業にはいってまいります。最初は AC 100V の電源まわりから配線していきます。

2016-05-15 13.10.48

  • AC 100V インレットから電源スイッチ(STBY, MAIN)を経て、電源トランスとスイッチング電源の配線
  • ヒータートランスから、866A のヒーター配線
  • スイッチング電源から GM70 のヒーター配線

が本日配線できたところになります。AC のラインはよじって配線しましょうなどの、推奨される配線ルールをやってる余裕が無いので、ストレートに配線しています。