‘アナログ’ カテゴリーのアーカイブ

OTLアンプ

2015 年 6 月 14 日 日曜日
R0141940
前回は測定器のお話をしましたが、今回はOTLアンプ。
ご存じない方のために、”OTL”とはOutputTransformarLessの略でアンプの出力段にスピーカーとのインピーダンスマッチングを取るためのトランスが使用されていない形式を言います。(昨今のトランジスターアンプは一部を除いて,殆どがOTLです。)
元々、オーディオアンプは真空管でスタートしたのですが、真空管の内部インピーダンスが高く(数百~数キロΩ)スピーカーのインピーダンス(4~16Ω)との整合がとれず,マッチング用のトランスを介してドライブしていました。このトランスが曲者でインピーダンスマッチングは出来ても、周波数特性が狭くなり、歪率も高くなりとあまり良いことは無く、数十年前のオーディオメーカーは高性能なトランスの開発に注力していました。(放送機器のタムラやLUX、海外ではMacintosh等)
ただ、高性能なトランスは高価で重く一般には中々手が出ないものでした。
元々、お金のないアマチュアはそれならトランスを無くしてしまえと言うことで開発されてきたのがOTLアンプです。メーカーでも様々な回路方式が研究され実用化されてきましたが、商品化されたものは少なく、USAのフッターマンH-3、LUXのMQ36,テクニクス20A等が代表的で,現代でもきちんと保守されているものは高く評価されています。
前置きが長くなりましたが、今回のOTLアンプは6台目!!です。出力管も色々で6080、6336A,17KV6A,6C19P等色々使ってきました。
今回のアンプは6CP19Aを上下4本パラレルで、ステレオで合計16本使用したフッターマン型のアンプです。6C19Pはロシア製の高信頼管で、定電圧電源に使用される内部抵抗の低い(規格では230Ω)3極管です。なぜ16本かというと、6C19Pのヒータ電圧が6.3Vなので16本シリーズにするとAC100Vで点火でき,電源回路の簡素化が図れる為です。
今回、制作過程の写真を撮っておきましたのでご覧ください。
回路図です。

回路図です。

アルミのサッシと板材から切り出し、穴あけをしたところ。

アルミのサッシと板材から切り出し、穴あけをしたところ。

仮組したところ。

仮組したところ。

シャーシーを塗装して組み立てたところ

シャーシーを塗装して組み立てたとこ

主要部品を取り付けたところ。

主要部品を取り付けたところ

配線途中

配線途中

 20cmx40cmのシャーシーに真空管を20本も並べると相当混み合います。内部配線もある程度ブロック化し、組み立て手順を考えておかないと後で苦労することになります。

今回の私の作業はここまでで、後の配線はお師匠様にお願いしました。何分、初段周りの配線はノウハウの塊で、抵抗やコンデンサーの位置やリード線の長さ一つで特性に影響を及ぼします。

自分でやらねばといつも思うのですが、ここは師匠の顔を立てて……….

で出来たのがこれです。

で出来たのがこれです。

 

主な特性は以下の様です。

主な特性

主な特性

入出力特性から、最大出力は約10W、残留ノイズは約1mV、歪み率は最低値で0.08%程度、各周波数とも良くそろっています。

周波数特性は5Hz~200KHzで0.3dB以内、低域が伸びているのはOTLのおかげです。高域がやや悪い(それでも200KHzまで伸びていますが…)のは、初段の負荷抵抗が1.3MΩと高いため,裸の高域特性が悪くNFBの量が減っているせいかと思います。高域の歪み率が少し高いのもこれが原因かと思います。全体に特に問題は無く、普段聴くには十分な特性です。

で、音はというと特性通り低域の良く伸びた,歪み感の少ないOTLらしい音です。この低音はトランス付き真空管アンプでは中々聞けないと思います。

暫くは我が家のMainシステムとして使っていきます。

オーディオ三昧

2015 年 3 月 2 日 月曜日

ブログの書き込みを一年以上もサボっており、反省しています。
足が不自由になり,外出も気が進まないので、休日は家にいる事が多くなりました。
この一年、機械工作とは遠ざかり,休みの日はもっぱらオーディオに専念していました。
昨年、3月はオルソンアンプと,Macintosh TypeのRIAAイコライザーなどをつくったのですが、その後OTL(これについてはまた機会をみて書きます。)45sアンプなどを作っていたのですが、その間測定器の整備を行い、大幅な入れ替え(散財?)をしてきました。入れ替えと言ってもオークションで中古の測定器を落札し、手を入れて整備する程度です。
測定の補助用のアクセサリーなども自作しています。

最近の測定ベンチ

最近の測定ベンチ

 

事のはじめはOTLアンプで、周波数特性が広いため手持ちのCR発信器(20Hz~1MHz)では十分でない事がわかり、色々探してDSS(デジタルシンセサイザー)方式のファンクションジェネレーターを購入しました。これなら0.001Hzから10MHz程度をカバーできます。垂直解像度も14bitなので、歪み率も0.6%程度に収まっており、CR発信器の置き換えとしては十分な性能です。10年くらい前なら数十万円したものが今ではその1/10の価格で新品が購入できます。
CR発信器の嫌なところは、アナログ回路で構成されているため、周波数そのものの精度がでていないのと、レンジをかえるとレベルがふらついたりするので測定精度に影響します。その点DSSの波形発生機なら安定しています。

次に手に入れたのは自動歪み率計。以前からシバソクの歪み率計を持っていたのですが、オークションにHP-8903Aを見つけてついポチ。以前から欲しかった全自動のデジタルオーディオアナライザーで、発信器の歪み率は0.003%程度と優秀で、真空管アンプなら十分な性能です。この手の中古測定器は当たり外れが大きく、全く使い物にならない物も出品されているのですが、今回の出品者は個人の技術屋さんで丁寧に面倒を見ていただき助かりました。

これ以外にも松下のアナログ歪率計の名器VP7721Aも持っており、精度の誤差が検証できるようにしています。

最後は2ch電子電圧計。これも以前からトリオ(今ではKenwood)の古い物を持っていたのですが、さすがに中古を手に入れて20年も経っているのでそろそろ引退させようかと言う事で、比較的新しい機種を手に入れました。やはりKenwoodの2針式で測定レンジは6db上がりました、デジタルの電圧計はもちろん持っているのですが、2針式のアナログメーターは、直感的にレベルが分かるので手放せません。

それ以外にも絶縁抵抗計(1000Vをかけて、10000MΩ単位で絶縁抵抗がはかれるんですが、こんなもの何に使うんだ?)や6.5桁のデジタル電圧計(hp3457A)なども手に入れました。6.5桁というのはAC100Vを計ると0.01mVの精度で電圧が測れると言うこと。凄いですねぇ。(こんなもの何に使うんだ?)

世の中には測定器マニアという人種がいるそうで、(私のことではありません!! )前記の hp3457Aや、hp8903Aを複数台所有している人がいるそうですが、泥沼にはまらないよう気をつけねば……。

とマアこの一年散財をしてきたのですが、自作のアクセサリーとしてはダミー抵抗(スピーカの代わりの抵抗、8Ωと16Ωを切り替えられる)、平衡不平衡変換機。測定用アッテネータ等は自作しました。
この1年間で自宅のオーディオ測定環境はかなり進歩したと感じています。

そろそろアンプの話をと思っているので、それは次回に…..

RIAA アンプ

2013 年 3 月 30 日 土曜日

昨年末のある忘年会で、アナログマニアが何人か参加されており、盛り上がりました。

その時、アナログレコードを聴く会を是非やりましょうとお約束したのですが、よくよく考えてみると、以前に製作したLPを再生するアンプは自室のプリアンプとして使っており、メインのシステムではLPが再生出来ないことに気がつきました。
考えてみれば昨年10月に Norah JonesのLPをアマゾンで買ったときも、聴けなかったし、この際、新しく真空管RIAAアンプを製作しようと思い計画を始めました。
RIAAEQアンプ(と言っていまどきは、知らない人が多いのかな?)だけなので、回路形式をどうするかで悩みました。(と言うより楽しみました。:-) )
真空管プリアンプと言えば、昔からMarantz#7,MacintoshC-22,Quad22が有名ですが、Quad Typeは以前に作って自室で使っています。Marants typeは興味があるのですが、3段負帰還で調整に手こずりそうなので次回に取っておくことにし、今回はMacintosh-C22typeを採用。学生時代に一度作って音がよかったのと、動作が安定していたのが決め手です。(Jazzと相性がよかったと思います。)
mc-22-回路

今回製作したマッキントッシュタイプのRIAAイコライザー回路

RIAAをご存じない方のために…. (WikiPediaの引用です。今時アナログレコードを聴く人も少ないと思いますが……..)
RIAA::Recording Industry Association of America
「機械的な振動を用いるレコードでは、自然の音声の周波数分布において、高音域は音圧レベルが低く、記録波形の振幅も小さくなり、ホコリの影響や電気的ノイ ズに記録音声が埋もれてしまいやすい。一方、低音域の音圧レベルは高く、波形の振幅が過大であると隣接する音溝にも影響し、盤面の溝の送りピッチを大きく する必要が生じて、収録時間が短くなる。そのため、レコードでは原盤のカッティング時に、低音域を減衰させ高音域を強調して記録し、再生時に記録時と逆の 周波数特性をもつ補正増幅器、すなわちイコライザアンプを通して再生することで、再生される周波数特性が平坦になるような手法を用いた。イコライジング特 性は、当初レコードレーベルごとに統一性のないものが用いられたが、後にRIAAの定めたカーブに統一された。この、RIAAの定めたレコード用のイコライザの特性のカーブを「RIAAカーブ」と呼ぶ。」とあります。
要は録音時に、振幅の大きい低音を小さく、高音を大きくしておいて、再生時に逆の特性で高音を下げて低音を持ち上げるという事で、アナログ再生の苦し紛れの規格です。録音時はレコード会社がRIAAの特性に合わせた特性で録音しているため、再生時に正確な逆の特性で再生しなければなりません。

 

まず電源から。
微小信号を扱うアンプは信号系以外は交流を入れないのが原則ですので、電源は外部電源とします。以前作ったQuadイミテーションで採用したTR式のリップルフィルターと定電圧レギュレーターを重ねた電源が安定しているので、今回も採用。
手持ちの部品で出来たのですが、ケースが少し小さく組み立てに苦労しました。
DC300V でリップルは1mV程度に収まっています。
電源内部

ケースが小さすぎて、組み立てが大変

さて、アンプ本体ですが回路は決まっています。
最近は今まで貯めこんだ部品在庫の処分が必須ですので、まず部品箱をかき 回し使えそうな部品をチェックします。足りないCRのみを通販で調達し、現物がそろってから部品のレイアウトを考えます。最短距離で配線するのが基本なの で、色々考えて、写真のような3次元構造に落ち着きました。
初段の出力に使ったデカイ四角いコンデンサーはZEUSの3KV耐圧のマイカコンデンサーで、20年ほど前オークションで手に入れたまま部品箱に眠っていたものです。ここで使わねば棺おけにでも持っていくしかないと思い、今回採用。右側の4個のコンデンサーはSPRAGUE社のその名もOrangeDrop。昔から使っています。
アンプユニット

左の四角いキャラメルのようなものが、マイカコンデンサーです。

RIAAアンプだけなので中身はシンプル。

配線が終わった時点で、ザーッと特性を取りましたが、オリジナルと比べてもあまり見劣りしていないようです。EQだけ取り出したシンプルな構成で、電源も強化しているので悪くは無いと思います。
入出力特性

入出力特性で、出力は22V程でクリップします。
左右ともよくそろっています・

SNについては初段の真空管に依存するので、手持ちの12AX7Aを10種類程選びノイズを比較しました。
当然差はあるのですが、メーカの違いや型番の差もありますが、同じメーカーでも真空管固体の差の方が大きく、計ってみて選ぶしかないようです。現状は選別して無信号時出力ノイズレベルは0.4mV程度です。
RIAA偏差

まあそこそこそろっています。
低域高域が少し上昇気味で少しドンシャリ傾向

歪率特性

右側の低域が少し歪が多いようです。原因は今のところ不明

RIAA偏差もそこそこで、+-0.5dB(-0+1dB)に収まっています。CRを追い込んでいけばもう少し偏差は少なくなると思いますが、あまり気にしません。(スピーカーや部屋の特性を考えればこの程度の差は問題ないかと思います。)Rchの低域の歪率が余りよくないのは部品のバラつきが原因かと思うので、例のマイカコンデンサーを疑っています。暇が出来たら交換してみますが、聴いた限りではその差が分からないので、暫くはこのまま。(我ながらズボラだなぁ)

ということでとりあえず音を出します。我が家のメインの再生装置に接続してもノイズは気にならないので、まずは一安心。

聴きなれたレコードや、最新録音のLPを再生しても、CDと比べてもずーと気持ちが良い音です。サックスやボーカルが前に出てくる抜けの良い音で、特に不満はありません。40年前に作ったアンプを思い出しました。

そばで聞いていた娘も気に入った様で、一応合格点をもらいましたので、お客様に聞かせることが出来そうです。

 

 

オルソンアンプ

2012 年 3 月 10 日 土曜日

Olson Type Amp

前回50年前のスピーカ(ゲンコツ)を鳴らしてみたので、今度は同じ時代のアンプを作りました。

表題の「オルソンアンプ」はRCA研究所のハリー・オルソン博士が、1947年に、ボストン交響楽団の生演奏と、スピーカ(RCA LC1A)からの再生音のすり替え実験を行うために、設計・製作されたアンプです。
当然その時代では真空管しかなく、出力もたかだか5W程度で、昨今の数十~数百Wクラスのアンプと比べると見劣りしますが、どの程度の音がするのか聞いてみたいと思っていました。
アンプの特徴は、出力段は五極管(RCA 6F6)の3極管パラレルプッシュプル、無帰還、45回転のレコード再生用のプリアンプが付いています。回路はシンプルで、まるで電子回路の教科書に出てきそうなくらいで、色々な資料に出てくる物理特性も今時のアンプに比べれば貧弱なものの様です。
今回製作にあたり、部品は極力手持ちの部品(ポックリジャンク)を使用することとし、細部まで拘ったイミテーションは諦めます。
(真空管等は、当時のものが手に入りますが、CRやトランスなどは手に入れることが出来ず、又手に入ったとしても経年変化が予想され、あまり使いたくありません。)その雰囲気を再現しようと言うことです。
マニアックな人から見ると「これはオルソンアンプとは言えない」と言われそうですが、所詮趣味の世界なのでお許し願います。
ステレオアンプとして製作するため、手持ちの部品ストックを調べ、以下のような方針で製作しました。
1)パラレルppは諦め、シングルpp ステレオアンプとする。
2)手持ちの電源トランスの関係で、電源電圧は345Vとする。(オリジナルは380V)
3)初段の6J5プリアンプは省略する。
4)電源にチョークコイルを挿入し、ノイズの低下をはかる。(これは手持ちのOPTと同型のチョークがあったため、デザイン上の好みで採用しました。)
5)  極力手持ちの部品を使用する。真空管6F6もRCAの新品が1ダース近くあるので、プレート電流が2%以下のペアーを2set確保できました。
トランス類も、タムラのF685が2個有り、チョークもしかりです。F685のインピーダンスが8KΩなので、あっさりパラレルプッシュプルを諦めました。
レイアウト図
最近は、シャーシレイアウトをMacで作り、原寸でプリントしたものをシャーシーに貼り付けポンチを打ち、穴を空けます。
回路図もCADを使うようになりました。
部品の取り付けがほぼ完成。ケース、トランスを含めて殆どの部品が手持ちで済んでしまうというのは我ながら驚き。いかに長期在庫が多いか…
回路はシンプルなので、配線はゆったりしています。
オリジナルの回路通り調整箇所は一カ所もありません。無調整です。
特性は、個々の部品の性能と、精々部品配置や配線に依存します。
簡単な特性を取ってみると
最大出力 3W x2  残留ノイズ 0.2~0.3mv
周波数特性 10~70kHz ±3db
歪み率 0.5% /1W時
歪みは典型的なソフトディストーション(出力に応じて歪み率が増加する)で小出力時の歪みが少なく、各周波数共に揃っているのが特徴です。又、残留ノイズが少ないのは球のバランスが良くとれているのと、チョークコイルのおかげかも知れません。無帰還アンプとしては良い方だと思います。
で、音は?
未だ十分に聞き込んでいないのですが、例のゲンコツとは相性が良いようで、ボーカルなどは雰囲気がでます。
MainのAltecを鳴らしても、常用の真空管OTLアンプと比べるとダイナミックレンジが狭いかなと感じることはありますが、結構朗々と鳴らしてくれます。
マア、3Wと言う小出力アンプですから、スピーカーは能率の高いものが必要ですが、あまり特性など気にせず、オルソンアンプのウンチクなどを読みながら、気楽に音楽を楽しむアンプと言えそうです。

 

ゲンコツ

2011 年 11 月 3 日 木曜日

久々の書き込みです。

5月の末にアキレス腱の手術を余儀なくされ、3ヶ月ほど休んでいました。
3週間の入院、その後の自宅療養、と外出できない日々が続き最近やっと、杖をつけば外出が可能になりました。

多くの方々にご迷惑をお掛けしていることをお詫びいたします。

その間、病院にもiPadとモバイルルーターを持ち込んでいたので、仕事を続けながら??? 持て余した時間を随分ネットオークションを楽しみました。(というかずいぶん散財しました..)
で、本題です。
”ゲンコツ”をご存じでしょうか? 私は学生時代を京都で過ごし、授業をサボっては河原町界隈のJAZZ喫茶に入り浸って4年間を過ごしていたのは良い思い出です。
その時代、(40年ほど昔ですが…)数ある京都のJAZZ喫茶の中でも、ビッグボーイ、ブルーノート、蝶類図鑑、シアンクレール等が有名どこでしたが、今は殆ど無くなってしまった様です。その中でマイナーですがオーディオ好きの人間がよく通った百万遍近辺のJAZZ喫茶(名前は忘れてしまいました)で鳴っていたのが通称”ゲンコツ”(正式には「8PW1]後に「20PW09」に改名)でした。校内放送用みたいな小さな箱に入っていたのですが、なぜか300Bシングル(真空管アンプ)でドライブしており、当時全盛のJBLMacintoshラインとは全く違う趣で、ボーカルをしっとり鳴らしていたのを覚えています。
8PW1と言うスピーカーは松下電器製の20cmダブルコーンのフルレンジスピーカーで、球形のイコライザーがゲンコツのような形で愛称になっていました。(実物は赤ん坊のゲンコツ程度ですが)発売されたのが1954年11月、生産販売の終了が1984年とされています。30年の長きに渡って”ゲンコツ”の愛称で親しまれ、使われてきた事になります。1984年の販売定価が3,900円だったそうです。当時のフ国産ルレンジスピーカーとしては、三菱ダイアトーンのロクハンP610Aと双璧の製品でした。

その”ゲンコツ”がオークションに出品されているのを見つけてしまい、懐かしさのあまり懐具合も考えず落札してしまいました。構内放送用のSPの保守用として保管されていた物らしく全くの未使用品、ターミナルやボイスコイル引き出し線もピカピカです。製造終了が1984年なので、少なくとも25年は眠っていたことになります。

 

30年の眠りから醒めた20PW09

25年の眠りから醒めた20PW09

入手したときは、例の「南アルプスの天然水」の段ボール箱にでも入れようと思っていたのですが、オーディオ仲間の連中が口をそろえてチャンとした箱に入れろとのお達しがあり、何年かぶりにスピーカボックスを制作する羽目になってしまいました。(身体障害者なのに…)
あまり手間をかけたくないので、材料は塗装済みの棚板(ゴムの木の間伐材とかで、結構重い割には、加工がしやすい。)これをホームセンターでカットしてもらい(0.5mm以下の精度でカットしてくれます。)接着剤と木ねじで組み立てるだけです。サランネットの工作も面倒なので、スピーカーにはアルミパンチングメタルのグリルを付けることに。
不自由な体で、他のこともやりながらの作業なので一月以上かかってしまいましたが、先週やっと箱が完成し音を出すことが出来ました。

ゲンコツの由来のイコライザー球が独特

あまり飾り気のない出来です。

 

自室で特性を測定してみましたが、まあカタログに近い特性です。容積が小さい分f0が上昇しているのは予想通りで、本来ならばダラダラ下がっていくはずなのですが、低音の50Hzにピークが出ています。小さい箱のせいなのか、部屋や測定系の原因なのかは今のところ分かりません。

周波数特性はPinkNoiseで計測

 

で、音はと言うと…
マア予想どおりと言うか、予想を上回ると言うか…。 所詮20cmフルレンジを40リットル程の密閉箱に入れただけなので、殆どノスタルジーで組み立てた物なのですが、予想通り女性ボーカルやサックスなどの小編成コンボなど、気持ちよくならしてくれます。ビッグバンドやオーケストラは最初から相手にしていないので、ナローバンドで十分です。最新の録音には合っていないようですが、50~60年代の録音を夜静かに聞くと言う目的は達成しています。低音の鳴り方に詰まったところがあるのは箱のせいかと思いますが、暫くはこのままで聞き込んでいこうと思っています。
しかし、50年前に設計されたスピーカーがこれほどの音を出してくれるとは…..、

次は50年前の真空管アンプですかね…