アキバへ出かけて不足しているパーツを買ってきた。穴開けの終わったシャーシに仮組みをして、問題が無いかどうかを確かめる。
パーツは軽いものから取り付けていく。最後に3個のトランスを取り付けて仮組みができた。特に問題となる点は見られなかった。
真空管を挿していつもの「観球アンプ」。
OPTに傷が少々あるので、マットブラックで再塗装しようと思っている。
シャーシ内部。左下のボリューム近くに立ラグがあるのは、ソケットがセラミックだとネジが塗装で絶縁されてシャーシアースが取れないから。この立ラグにGNDを集めてシャーシに落とす。
後はオイルコンを絶縁スペーサーで止めているが、メガーで測って絶縁が保たれているなら直接シャーシに固定しようかと思っている。前にもこのタイプのオイルコンを使ったことがあったけど、どのようにしたかなあ？
パーツの干渉などはゆったり配置で問題なかった。
今後は塗装を予定しているが、外の駐車スペースで行うため雨が降らなくても風が強かったりすると塗装ができないので天候次第。
4033Lシングルアンプのレイアウト図から穴開け図を作成。
穴開け図を印刷してカット、シャーシに貼り付けてケガキ線を入れる。十字の中央をオートポンチでマーキング。
シャーシ加工を始めた。最初に電源トランスの角穴を開ける。ステップドリルでつながった丸穴を2個開け、コッピングソーで一周くり抜いた。刃が100往復したら切削液をつける、その繰り返し。くり抜くだけで30分もかかった。
くり抜いた穴の端面を平ヤスリで整える。これでお助けシャーシの完成だ。
電源トランスのボルト穴を開けた。これは実物合わせなので一発で開いた。
シャーシの上面の穴開けを先にやってしまおうと思った。真空管ソケット穴5個とOPT穴2個をサークルカッターで開ける。これは4mmの下穴で自由な寸法で開けられる。グリスアップを忘れずに。なおミヤモト工房のサークルカッターは現在残念ながら終売。私みたいに固着させて、回らなくなったから直して！という人が多かったのかもしれないね。
後はシャーシ上面の小穴を開けた。シャーシの中央付近の穴は、ドリルスタンドの腕ギリギリで開けることができた。ボール盤ならふところが深いのでその点大丈夫だと思う。
バリ取りをして上面の穴開けが完了。後は前後面と側面のアクリル板固定穴だ。
シャーシサイドのアクリル板取付用の穴を開ける。ドリルスタンドの裏技。手持ちドリルでやるとどうしても穴位置がずれるので。
前後面の穴を開ける。ACインレットは角R仕様。四隅を丸ヤスリで寸法まで削っておき、他の辺を平ヤスリで削る。ロッカースイッチはノギスで測りながら13mm×19.4mmで開けた。
穴開けの終わったシャーシ。前面から。
後面から。
上面から。
次は裏蓋の加工。横山テクノよりカットしていただいたアルミ板を購入。サイズは348mm×226mmでt=2.0mmのアルミ。
穴開け図を印刷しカット、アルミ板に貼り付けてケガキ線を入れる。シャーシとの固定穴は曲尺で正確に測った。オートポンチでマーキング。
穴はドリルの1.5mmで開け、2.5mmで広げ、穴位置を丸ヤスリで修正、3.2mmで開けた後にネジが止められるか確認。これが地味に難しい。その後3.5mmに広げた。
後はゴム足の穴と放熱穴をボコボコ開けていって裏蓋の加工は終了。
これで疲れる金属加工は終わったはず。今後は仮組みして確認予定。
4033Lシングルアンプの回路がほぼ決まったので、パーツを並べてレイアウト検討を行う。
カレンダー紙をカットして並べてみた。オーソドックスな配置で真空管を一列に並べた。安易だけどほかに思いつかないので。予定するシャーシのサイズはW350mm×D230mm。良さそうと思ったところで、紙へパーツの位置に印をつけた。
右側のC3eと4033Lが逆じゃね？と思う人がいるかもしれない。これはRchの4033LがLchのC3eにクロストークの影響を与えないようにしたため。両チャンネルのクロストークなんかスピーカーで聴く限り混ざるからどうでもいいんでね？という人は自分好みの配置でどうぞ。
電源トランスからOPTへの誘導ハム実験。電源トランスにAC100Vを印加し、OPTの1次側にミリボルトメータをつないで測定する。
このように並べた時に誘導ハムが最小となった。なおOPTを90度回転させると盛大に誘導する。
レイアウト図を作成。紙の印をつけたところにパーツを並べた。シャーシは株式会社奥澤のO-44、W350mm×D230mm×H55mm、t=2.0mmのアルミとした。トランスだけで7.5kgになるので2mm厚でないと輸送時に歪んでしまう。いつもの3割増しの作業量になるから大変だ。中央付近のヘンなのはオイルコンデンサで、ネジ止めする必要がある。
私はレイアウト設計にはSakraCADを使っている。マイナーだがWindowsライクに使えるので操作がわかりやすい。Windows11でも動作する。Jw_cadは機械系で私は馴染めなかった。
CADは設計どおりに穴開けすればほぼ間違いなくパーツが付くので失敗することがない。各パーツのCADデータは使いまわしがきくから一旦作ってしまえばラクになる。
4033LシングルアンプはC3eのヒーター電圧が18Vと特殊なため、西崎電機へ電源トランスの特注をお願いした。依頼内容は以下のとおり。
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西崎電機様
いつもお世話になっております。
伏せ型電源トランス(上下カバー付き)の見積もりをお願いします。
1次
0-100V 50/60Hz
2次
380V-0-380V 100mA 76.0VA
0-6.0V 3A 18.0VA
0-18.0V 0.5A 9.0VA
0-5.0V 3A 15.0VA
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計 118.0VA
端子数：11
※6.0V3Aは間違いではありません。
負荷をかけた時の電圧で設計して下さい。
電圧が高めに出るのは構いません。
希望個数:1個
以上、よろしくお願い致します。
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見積もり依頼後に返信があり、発注してから3日後に電源トランスが届いた。いつもの素早い製作だ。どうもありがとうございます。外形寸法はW100mm×D83mm×H72mm(シャーシ上)、重量2.5kg。
それぞれの巻線に負荷をかけて電圧を測定した。赤字が実測値で1次側をAC100Vにしたときの値を記入してある。ほぼ依頼どおりとなった。ただ+B巻線が予定の71mAで380V弱になっているのは1回限りの製作でもあるし妥協する。
なお全部一度に負荷をかけていないから、実際はもうすこし電圧が下がるものと思われる。
まずSG-205シングルアンプに4033Lを接続して電圧及び特性を測定した。4033LはNo.1がEb=394V・Ip=31.9mA・Eg=-20.6V、No.2がEb=386V・Ip=34.1mA・Eg=-26.8Vだった。なおヒーターは5.7V前後。
これはSG-205シングルアンプの特性。
4033Lに交換して特性測定。4033Lのμが高いから利得が増え、周波数特性が広帯域に、NFB量も増えてDFが大きくなった。出力は今回A1級を予定しておりA2級の値は参考値。そもそもOPTは5kΩだしあまり意味がない。
2本の4033Lの特性がバラついておりC3eのバラツキと組み合わせて総合利得のバラツキを少なくするしかないかな。抵抗とかを変えると、タマころがしをされると差が広がるかもしれないし、入力のボリュームをいじれば左右のバラツキを補正できるんだからそれでいいか。
次に整流管5C3Sでの出力電圧はどの程度なのか実験してみた。フィルタのコンデンサは22μFとした。電源トランスの+BタップのAC電圧を1.128倍すると整流後のDC電圧になることがわかった。
回路図を作成。電源部はC3eと4033Lが傍熱管なのに対し、5C3Sは直熱管のため電源オン後に高い電圧が出るのを見越してFETリプルフィルタで緩やかに立ち上がるようにした。C8の耐圧が500Vで電解コンデンサが高価なのは致し方ないかな。直列2段積みでもいいけど抵抗を入れる必要があって回路が複雑になるし。
C3eはR120シングルアンプでの実測電圧を記入してある。4033Lのグリッド抵抗を低くしたのとCp-gが大きいことを考えてTrによるエミッタフォロアを入れた。外すのは簡単だから試してみるつもり。R7やR9が中途半端な値なのは計算値であり実物合わせで決める予定。
調べてみたら電解コンデンサ22μF500Vが結構な価格なので、47μF250Vの2個直列とした。また、並列に1MΩの抵抗を入れた。これは電圧の均一化のため。
とある方から真空管アンプの製作依頼があった。4033Lシングルアンプを作って欲しいとのこと。
4033L(3B/252B)は傍熱3極管でヒーター6V1.4A。6.3VでないところはML6などと同じか。送信管でデータシートにはB級ないしC級の動作例しか示されていない。Pp max=25WだがA級ではどうなのかわからない。Ep max=600Vとなっている。ネットの情報によるとμが約14、rpが約1.4kΩでバラツキが大きいとのこと。ベースはUF。
VT-25と4033Lを並べてみた。プレートの大きさから考えると、VT-25のPp max=12Wより大きく15W～18Wくらいか。4033Lのプレート形状はWE300Bのようになっており、25W食わせても大丈夫なのかもしれない。ただしB級ないしC級での使用だから額面通り捉えるのは良くないだろう。
電圧増幅段はC3e、電圧増幅5極管だがヒーターが18V0.24Aと特殊。電源トランスの特注で対応する予定。4033LのCg-pは8pFでμ≒14だから112pFの負荷となり5極管接続では重いため、Trのエミッタフォロアを入れるかもしれない。
整流管はロシアの5Ц3С(5C3S)、5U4G系の互換球。ブリッジ整流に2本の半導体ダイオードでもいけるけど、両波整流かな。
OPTはハシモトトランスのH-20-7U、出力容量20W/50Hzで1次インピーダンス5kΩないし7kΩ、2次0-4-8-16Ωの高級トランスだ。
カップリングコンデンサ用途にはオイルコン、VITAMIN-Qの0.1μF600Vと0.25μF500V。メガーで測ってみないと絶縁抵抗がどのくらいなのかわからないし、その結果で採用不採用が決まる。
以上が依頼者からの支給で回路的にはR120シングルアンプを考えている。コンパクトに組むためにはチョークを省略しFETリプルフィルタにするかもしれない。OPTだけで4.8kgになるためアンプの重量は8kg～9kgくらいになるはず。
まずは4033Lの素性を知るために実験を行う予定。アンプにはSG-205シングルアンプを使う。プレート電圧380V、プレート電流33mAでプレート損失は12.5Wくらいになる。
真空管に予備がないので絶対に壊してはいけない。真空管の不良は当然ありうる。4033LをA級で使ったらあっという間にエミ減になってしまうなんてことも考えられる。類似球で4033Aシングルアンプが真空管アンプカトレアで製作例がある。
常用しているTpAs-203版トランス式USBDACなのだが、音が右に偏る現象が出ていた。丁度よい音量でWaveGeneを400Hz0dBで出力し、アンプのSP端子の電圧を測ったところ左チャンネルのほうがレベルが低かった。
またボリュームを上げると左チャンネルよりガサガサノイズが出ることがわかった。これはボリュームの不良に違いない。
買ってきたボリューム、RK27の10kΩA2連。これに交換する。
ボリュームのシャフトは、シャフト側を万力で咥えて金鋸でカットした。ツマミをパネルから浮かせないためにM7のナットを入れる。
ボリュームの配線を外して交換、新しいボリュームにハンダ付けした。
元どおり収めようとしたところ、ボリュームがわずかに大きくて入らない。基板を固定していた貼り付けボスを1個取り外し、ユニバーサル基板を平ヤスリで削った。
サクッと簡単に交換できると思ったのに、かなり大掛かりになってしまった。
ようやくボリュームの交換が終了。ケースの上蓋をはめた。聴いてみると、こころなしか音が良くなったように感じるのは気のせい？
拙宅にある真空管を整理した。まず解体したアンプから抜き取った真空管を紙箱に入れた。トランプの神経衰弱と同じで、見つけるのに時間がかかってしまった。次は真空管を入れてある収納ケースを引き出して並べ、同じジャンルの真空管同士をまとめて並べ直す。
ようやく収納ケース6個分に収まった。300Bなどは箱がでかいので別梱としてある。(右クリック→新しいタブで拡大します)
こうして見るとテレビ球が多いね。直熱3極管など古典球はあまりない。もっとも箱が大きいので寝かせて収納するしかなく、側面からは真空管の型番が読み取れない。アンプには実働可能状態で真空管を挿してあるのでこれらには含まれていない。EL32(VT52)なんか、このタマ気に入った！となると沢山集める傾向があるので16本もあったりする。
この中のタマを組み合わせてアンプを製作すれば、新規に買い求める必要はないんだけど、物欲だけは衰えない。
出番のない6HA5パラシングルアンプを5670Wパラプッシュプルアンプに作り変えて2コイチにしようと思いついた。電源トランスは同じM2-PWTだし、OPTはT-1200とITPP-3Wでほぼ同じサイズだから交換可能だろう。6HA5は7ピンMT、5670Wは9ピンMTだからソケットを交換する必要がある。ソケットのサブプレートは新たに作成した。
6HA5パラシングルアンプを解体し、サブプレートは9ピンMTソケットを付けたものに交換した。アンプ部の平ラグは解体した5670Wパラプッシュプルアンプのを流用。+B電源の平ラグは新たに作成した。
当初は全段差動アンプ(もどき)を考えたのだが、低域が不明瞭という問題が起きたので元々のDEPPに変更した。試聴ではこれで解決をみた。
回路図を上記に示す。+Bのリターン電流で-Cを作っているのは差動アンプにしようとした名残で、そのままにしてある。当初のようにヒータータップから-Cを作れば-Cぶん+B電圧が上昇する。
本機の諸特性を上記に示す。1kHzにおける歪率5％における出力は1.1Wで、6HA5パラシングルアンプの0.2Wに対し大幅に増加。残留ノイズは50μVレベルで、Rコア電源トランス採用により特に低くなっている。詳細な特性はココを参照。
リニューアル後のアンプの外観。5670Wはヒーターが明るく光って見ていて楽しい。6HA5パラシングルアンプに対し、フロントパネルに入力ボリュームを追加したのが違う点。他の画像はコチラを参照。
シャーシ内部。ヒーターの電圧降下用セメント抵抗1.8Ω10Wがどこかにいってしまって見つからないので、酸化金属皮膜抵抗3.6Ω5Wの並列とした。
反対側から見たところ。
駄耳の私の試聴結果。スッキリと爽やかで澄んでいる感じ。女性ボーカルが魅力的に歌う。低音は弾んでいてよく聞き取れる。ただミニワッターだから他のもっと出力の大きいプッシュプルアンプに比べると軽めなのは仕方ない。
パラプッシュで出力1.1Wなんて私以外に製作する人はいないだろうから、あえて作る意義があると考える。デザイン的にはお気に入りの1台だ。
改修自体はそんなに時間はかからなかった。電源トランスの配線を付け替えるのと抵抗を2本(実際には3本)交換するだけだからね。カソードバイパスコンデンサは実験で付けたままにした。
回路図に実測の電圧を赤字で記入した。+Bは137Vから169Vに上昇。5670Wの1ユニットあたりのプレート損失は0.48Wから0.64Wになった。それでも最大プレート損失の1.35Wの47％だから軽い動作だ。
詳細な特性を測定。1kHzの歪率5％における出力は0.56Wから1.11Wに倍増した。利得やDFは殆ど変わらず。消費電力は19Wから25Wに増えた。
Analog Discoveryによる周波数特性。改修前後で殆ど同じだった。
クロストーク特性。20Hz～20kHzでは-82dB以下となった。
Lchの歪率特性。0.2Wを境にカクンと曲線が折れている。なぜこうなるのかはわからないが、0.1％以下なので問題ないだろう。
Rchの歪率特性。こちらは0.3Wを境に曲線が折れている。5670Wのプレート電圧やプレート電流で変わってくるのだろう。5670Wの個々の静特性も影響していそうだ。
[10kHz方形波、ダミーロード8Ωでの出力2Vp-p、100mV/div(プローブ10：1)、20μS/div]
SP端子に0.047μF～0.47μFのコンデンサをつないで方形波観測し、リンギングは生じるがダミーロードをオンオフしても発振には至らず。
DEPP化しても特性上特に問題はないと思われる。出力は倍増したし、これでいいんじゃね？
電源トランスを交換し、電圧や電流を増やせば出力は増えると思うけど、そもそもプリアンプ用Rコア電源トランスM2-PWTで静かなミニワッターを作ろう！とスタートした企画だからね。
