GM70 シングル 片 ch だけ音出ししてみた

とりあえず、バラックのままで音出ししてみました。その結果
・ハムがひどすぎる
・ブレッドボードに回路組んでるので、周辺ノイズを拾いまくる
と散々な状況です。

ブレッドボードの中にある金具はそういうもんなのでノイズは仕方ないにしてもハムがひどい。
切り分けのため、終段 GM70 のグリッドを 100k で落とし、アイドリング電流が流れているだけの状態にしてスピーカーからハムが出るか確認。この結果ハムは聞こえませんでした。前段に問題ありそうです。次に、6SL7/6SN7 を直流点火して変化あるか確認。この結果ハムはかなり減りました。ギターアンプでもわりかしハム出てるやつとかあったりしますがそんな感じの状態。

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直流点火は、ひとまず安定化電源で供給したので狭い机が限界です。ヒーターの直流点火回路はラグ板に組んでしまいたいと思います。

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確認ついでに GM70 のヒーター (20V/3A) 用のスイッチング電源の出力もオシロでちょこっと確認したところ、スイッチングノイズが乗っているので、ノイズフィルター入れといたほうがいいと判明しました。定格 50% 以下で使ってるけど結構ノイズ出てますね。

GM70 シングル 全体の整理もはじめてみる

□増幅回路
・入力
RCA ジャック -> 100k ボリウム
・増幅
6SL7 – 6SN7(パラ) – GM70
段間はコンデンサ結合とし、各段はカソードバイアスの回路とします。
・出力
ソフトン RW-40-9.5 (9.5k の巻線使用) を使用し
スピーカーターミナルには 8Ω を出力します。
・負帰還
帰還量を 2,3 段階変えられるようロータリースイッチを前面に配置します。(無帰還, -3db, -6db を目安とします)

□電源
電源スイッチは STBY スイッチと MAIN スイッチの 2 スイッチ構成とします
・STBY スイッチ: 水銀整流管ヒーター回路
– A 電源 2.5V(11A)
・MAIN スイッチ: 水銀整流管ヒーター以外の回路
– A 電源 (6.3V)
– B 電源 (800V)
– B 電源 (280V)
– スイッチング電源 TDK ラムダ HWS150-24

□ざっくりの出力計算(負荷9.5k BIAS=-100V Ep=1000V)
GM70-2
(傾きのゆるい方が 9.5k の線です)

グリッドを -20 から -180 までの 160Vp-p振ったときの面積から
1500V – 450V = 1050V
140mA – 30mA = 110mA
1050/(2*√2) * 0.11/(2*√2) = 371 * 0.039 = 14.5W

グリッドを 0 から -200 までの 200Vp-p振ったときの面積から
1600V – 300V = 1200V
150mA – 20mA – 130mA
1600/(2*√2) * 0.13/(2*√2) = 566 * 0.046 = 26W

ぐらいの出力と計算できるますが、前段のゲインと負帰還並びにカソード抵抗のバイアス100V分の電圧があるので、動作点はもっとゆるい方へ移動し実際の出力は減ります。

□今後の検討
・スピーカーのミュート回路を設けるか否か。スピーカーセレクター(アンプセレクター)のようなもので代用するか。
・6SL7 の直流点火必要性(とりあえず交流点火で組んでハムがひどい場合は直流にする。軽くハムが出る程度なら対処しません)
・ 水銀整流管は、ヒーター加熱による水銀蒸気が十分に発生していない状況で、B 電源投入すると水銀整流管を壊すことになります。電源スイッチは STBY ON -> MAIN ON -> MAIN OFF -> STBY OFF の順で操作する想定ですが、トグルスイッチだけでは誤操作を防止できません。なんらかの誤操作防止の仕組みは必要ですが、現状ノーアイデア。
・シャーシ内にクーリングファンを設けたいが、ファンの種類など未定
・シャーシはタカチ SRDSL シリーズもしくは WO シリーズをとりあえずの候補とします。

暫定版の回路図は↓です。動作保証はありません。
GM70回路図

GM70 シングル 前段まわりを整理する

前の記事でリップルフィルターの出力電圧の傾向がわかりましたので、6SL7 と 6SN7 の動作点をエイヤで決めてしまいます。

6SL7ロードライン

6SL7 は 0.5mA 程度で動くよう設定しました。電圧 240V と仮定して 0.5mA ですからプレートの負荷抵抗は 480k とでますが 470k の抵抗を使用します。バイアスは -1.5V くらいにしようと思いました。グラフからそのときの電流は 0.3mA でしたのでカソード抵抗は 5K と出ました。今回は 4.7k + 帰還を入れる 100Ω = 4.8k としています。

6SN7ロードライン

6SN7 は 12mA 程度で動くよう設定しました。電圧 358V と仮定して プレートの負荷抵抗は 30k です。 バイアスは -6.6V くらいにしようと思いました。グラフからそのときの電流は 5.7mA でしたのでカソード抵抗は 1.2K と出ました。6SN7 はパラで使うので、実際の抵抗値は 1/2 になります。

ということで、ブレッドボードに回路組みまして動作確認開始です。

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6SL7 のカソード抵抗の電圧は 1.45V、 6SN7 のカソード抵抗の電圧は 7.23V でした。6SN7 は思いのほかズレていますが OK とします。
なんで OK としたかは 6SL7 を測ったときの AC 入力は 99.8V だったのですが、6SN7 を測ったときは 103V になっていたので、トランスの2次側 280V の巻線出力が 103V – 99.8 = 3.2V * 2.8 = 8.96V 上昇したので、動作点が少し動いたと判断しています。

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6SL7 の増幅回路は 1Vpp 入れて 40Vpp 出ました。40倍 32db です。

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6SN7 の増幅回路は 10Vpp 入れて 162Vpp 出ました。 16倍 24db です。

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6SN7 – 6SN7 の全体のゲインを確認しました。 280mVpp 入力で 170Vpp でした。170 / 0.28 = 607 55.7db の結果です。

GM70シングル リップルフィルタ作成

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終段のGM70 は B 電圧1000V くらいなのですが、初段と2段目に使う真空管は 6SL7(定格300V), 6SN7(定格450V) なので終段用の B 電源からドロップさせるのは面倒です。6SL7, 6SN7 用には普通にダイオードで両波整流した電源にリップルフィルタを入れることにしました。なお、日本橋に買い物に行くのも面倒だったので、家にあるもので組んでいます。

AC 280V を整流して 280 * 1.41 = 394.8V
リップルフィルタ1段目の分圧抵抗 394.8V * (33k / (1M + 33k)) = 12.6V FET(FQPF3N90) の VGS を 5V と仮定して 394.8 – 12.6 – 5 = 377.2V
リップルフィルタ2段目の分圧抵抗 377.2V * (470k / (1M + 470k)) = 120.6V FET(STP4NK60) の VGS を 5V と仮定して 377.2 – 120.6 – 5 = 251.6V

2段目の分圧抵抗 1M + 470k は抵抗値は高いのでもうちょっと抵抗値の低い組合せにかえたいところです。

実測は写真のように、リップルフィルタ 379V、リップルフィルタ2段目253V でした。電流流すとトランスの電圧が下るので回路組んだときはこの値から数V程度は下る見込です。

FET の電力も見ておきます。
リップルフィルタ2段目は 6SL7 で使います。仮に各ユニット 2mA 使った場合最大 4mA × 2本 = 8mA になります。 FET で120.6V ドロップするので 120.6V * 8mA = 約1W
リップルフィルタ1段目は 6SN7 で使います。仮に各ユニット 10mA 使った場合最大 20mA × 2本 = 40mA これにリップルフィルタ2段目の 8mA が追加になって 48mA になります。FET で12.6V ドロップするので 12.6V * 48mA = 約0.6W です。今回は 13℃/W の放熱器を FET に付けて様子見したいと思います。

GM70シングル 机の上で仮組み

2016-03-06 20.11.24

今日の進捗。MT 管仕様の真空管ブレッドボードをバラして GT 管仕様に変更。これが午前中に終ってしまったので、エイヤとばかりに終段まわりの直流回路だけ作成。これは電圧チェックが終ったらバラす予定のものです。

最初は水銀整流管のヒーター電源を投入します。電源投入後しばらくの間は蒸発した水銀が冷たい管壁について鏡みたいになります。もうしばらく置いておくと温度も十分あがって管壁の水銀も蒸気になって鏡みたいなところが無くなります。ここまで来たら、B電源投入 OK です。

GM70 のヒーターはスイッチング電源で点火します。トリタンフィラメントが電球のごとく輝きます。直熱三極管なのですぐ立ち上がります。

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B電圧のトランスにはスライダック付けて調整出来るようにしてあります。B電源用トランスのスライダックを調節して B 電圧 1000V くらいにしたときカソードの抵抗 100V 出ている状態でした、もう一本のほうは 94Vくらい。データシートから大幅にズレているような感じはありませんでした。まぁまぁいいんじゃないでしょうかと思っています。

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水銀整流管にちょっと寄ってパチリ。手前側の球はプレートキャップが緩んでエポキシ接着剤で固定しなおした球です。にしても、この妖しい輝きはたまりませんなー

GM70 シングル: ヒータートランス到着とカソード抵抗準備

2016-02-20 11.22.03

ヒータートランスと、B電源用トランスが届いてしまいました。ヒータートランスで必要な巻線は 1.25V – CT – 1.25V の巻線です。これは、水銀整流管のヒーターに必要です。これだけだと寂しいので無駄に 5V や 6.3V などの巻線も入れてもらってたりしていますがここらへんは適当です。B電源用トランスも同様に必須で必要なのは 800V – CT – 800V の巻線です。ただ、これだけだと寂しいので、280V – CT – 280V を巻いてもらいました。先日買ったトランスは B電圧低め設定を試す用に取っておきたいと思います。

自己バイアスか半固定バイアスのどっちにするかは決めていませんが、今回 GM70 のカソードにはカソード抵抗を入れる方向で考えています。電流 80mA 程度、100V くらいを考えているので、1.2k の抵抗を入れてみる予定。8W 程度の発熱があるので 50W メタルクラッド抵抗を通販でポチッとなしました。もっと小型のもありますが値段安いのを購入した次第。50W なのでヒートシンクに着けなくても耐えられるのですが、一応着けておくにしました。

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6C33C シングル作ったときに買ってあったリップルフィルタに使うヒートシンクが丁度良い大きさだったので、こいつに穴を開けて、タップ立ててぇ

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ヒートシンクの都合で、抵抗の一部をちょっとカットしてぇ

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抵抗を仮止めしてみて良い感じなことを確認しました。このヒートシンクの熱抵抗は 5.7 – 2.2 K/W なのでそこそこ放熱してくれそうです。また、このヒートシンクの底には M3 の幅でスリットが切ってあるので、シャーシに適当に穴開けしてネジ止めすることが出来るので便利です。

秋葉原で真空管アンプの部品を買い物しにいってきました。

2016-02-11 14.49.31

早めに欲しいパーツを求めて結構あちこちうろうろしました。今日は三栄電波さんでコンデンサを購入。

電源回路を作るのに必要なコンデンサです。今日買ったのは 22uF/1200V のと 47uF/1200V のコンデンサです。横に見えるのはコンデンサに溜まった電気をゆっくり放電するための 5W 抵抗で千石電商さんで購入しました。470k と 840k をひとまず購入しています。

あとは絶縁ポストも購入。これは、ひょっとしたら役に立つかもレベルで購入していますので、実際に活用できるかどうかは不明。

GM70 シングルアンプ 6SN7 などの部品も少しづつ購入

2016-02-06 10.52.14

先日の記事で電源トランスを買うと言っておりました。通販で注文して届きましたのが PT-240 の電源トランスです。当分の間バラックのまま整流管の動作確認などに使う予定。GM70 終段だけのユニットテストであれば組める見通しが立ってきました。(電源のコンデンサなど追加部品は必要ですが…)

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アンプの初段は 6SN7 2段増幅でいけるんじゃね?的考えで、東京真空管商会にて TUNG-SOL 6SN7 を購入してきました。プレート電圧 300V くらいが定格なので、終段の電源とは別に考えてあげないと行けなさそうです。

2014-03-30 12.52.31

とりあえず真空管ブレッドボードに付いてる、2年くらい前にデジットで買った、220V /0.12A 6.3V/2A くらいのトランスで2段増幅回路は実験出来そうなので、これはこれでそのうち実験したいところです。この2段増幅では軽く帰還かけておいて、終段は帰還なしでいこうかな?と思っているところです。

GM70 シングルアンプ: 部品が少しづつ増えてきてモチベーションもあがってきた。

2016-01-31 09.49.18

一番左は GM70 です。今回作るアンプの出力管です。その横にあるトッププレートの ST管は水銀整流管の 866A で、その横が一般的な整流管の 5R4GY であります。大きさ比較用の 12AX7 MT管がカワイイです。右側に OPT やチョークコイルを置いています。これは先日簡単に紹介したかも知れないので割愛

今回は整流管も使えたら使ってみようかと、ついでに手配しています。こういう時だからこじつけて何でも買っちゃうのはよろしく無いですが、買わないと一生入手の機会は無くなるので買いました。

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866A は水銀整流管で半波整流です。両波整流しようと思ったら2本要ります。ヒーターは1本あたり 2.5V/5A が必要です。逆耐圧は水銀の温度にもよりますが平均電流 500mA 程度流す回路で最大 2KV、250mA程度なら5KV~10KV 程度あるようです。電圧降下は 10V 程度と水銀整流管らしく十分低いです。写真左側のはプレートの電極が緩いのと管壁や管底に付着している水銀があまり見えない状況。通電していみないとわかりませんが、2本のうち1本アウトかも知れません。水銀整流管は青白く光るらしいので、是非とも使ってみたい球ではあります。水銀整流管はヒーター通電したあとに B電圧を上げないと壊してしまうので使う時には注意が必要です。

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5R4GY は両波整流出来る整流管です。使いかたにもよりますが、逆耐圧最大 2800V くらいです。電圧降下は 50V 程度でしょうかね。こちらは 5V/2A のフィラメント電流なので、わりと市販のトランスでも巻線付いているのがよくあるようなので、使いやすいと思っています。

電源トランスはまだですが、第一段階として B電圧を低圧の 500V くらいで使ってみようと思っています。その後のステップアップとして B電圧を 1000V くらいに上げたバージョンにトライしたいと思っています。ということで、出来合いのトランスを探したところ、ハシモトトランスの PT-240 が良さそうだったのでこれを注文しました。

二次側の巻線 B電圧用170mA AC(250mA DC;両波整流 チョークインプット)
480V – 420V – 240V – CT – 240V – 420V – 480V

二次側の巻線 ヒーター電圧用
0V – 2.5V – 5V 5.5A
0V – 2.5V – 5V 5.5A
0V – 6.3V 3A
0V – 5V 3A

さすがにここまで、部品がそろってくるとモチベーションがあがってきます。

GM70真空管アンプ チョークコイルが届いた

2016-01-23 12.30.25

昨日通販でポチッとなした、チョークコイルが届きました。ハシモトトランスの C-10-200W です。GM70 のプレート電流は出力トランスの定格 80mA 程度を流すことを考えていますので、2ch で 160mA 程度流れる予定です。終段の B電圧はまだ決めていませんが例えば 800 – 0 – 800 のようなセンタータップ付き巻線を全波整流したときの最大値は 800*1.41=1060V くらいです。高い電圧のリップルを CR だけで取り除くのは大変なので、チョークコイルは今回必要なアイテムとして入れました。

OPT 3kg * 2
CHOKE 3kg
ドライバ S-14 0.9kg * 2
電源トランス 2kg くらい?
既にトランス類だけで 12~13kg くらいの重量物がシャーシに乗ることになっています。どうしたものか…

2016-01-23 12.33.15

LM3886 アンプの電源トランスも調達。こちらは 115Vl 25V×2 90VA の小型トロイダルトランスです。LM3886 ではフルパワー出すわけでは無いので小さいのを購入。