トロイダル電源トランスで12AX7-EL32シングル真空管アンプを設計してみた。2013/11/10 16:49

なんだか随分と久しぶりのような気がしますが、真空管アンプを設計してみました。


先日購入した EL32(CV1052)
先日購入した EL32(CV1052)

EL32 (CV1052) のペア封印作業
EL32(CV1052)のペア封印作業

蟲師 オリジナル・サウンドトラック 蟲音を聴きながら、また~りと設計作業してました。
蟲師 オリジナル・サウンドトラック 蟲音を聴きながら、また~りと設計作業してました。


それで、実際の設計は、以前に検討した 12AX7-42シングル真空管アンプ をベースにしました。


トロイダル電源トランスで12AX7-42シングル真空管アンプを設計してみた
http://valvolerosso.asablo.jp/blog/2013/03/03/6736066


 Toroidal Transformer
Toroidal Transformer

12AX7-42(41) Single Ended Amplifier (Tube Headphone Amplifier) using Toroidal transformer testing circuit トロイダル電源トランスを使用した真空管アンプ回路図
12AX7-42(41) Single Ended Amplifier (Tube Headphone Amplifier) using Toroidal transformer testing circuit トロイダル電源トランスを使用した真空管アンプ回路図


回路定数がほとんど同じ(!)なので、ソケットとグリッドキャップをどうにかすれば、差し換えできるかも。。。(汗

デカップリング抵抗と電源抵抗がちょっと異なるだけですので、この程度の差異だったら真空管のバラツキの方が大きいかもしれません。


EL32の三結特性図 (EL32 Triode Connection)
EL32の三結特性図 (EL32 Triode Connection)
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/154/e/EL32.pdf


12AX7の特性図 (6AV6/12AX7/6N2P-EV)
12AX7の特性図 (6AV6/12AX7/6N2P-EV)
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/093/6/6AV6.pdf


12AX7-EL32(CV1052) Single Ended Amplifier (Tube Headphone Amplifier) using Toroidal Transformer testing circuit トロイダル電源トランスを使用した真空管アンプ回路図
12AX7-EL32(CV1052) Single Ended Amplifier (Tube Headphone Amplifier) using Toroidal Transformer testing circuit トロイダル電源トランスを使用した真空管アンプ回路図


なお、シャーシは、カラーアルマイト処理したシャーシを使用する予定です。実は、グリッド・キャップのコードを通す穴をあらかじめ開けてあるので、しっかりとEL32に対応(!)するようになってたりします。。。(汗

いやさあ、41とか42でアンプ作っても、結局のところ、EL32の方が良い!とかテツさん言い出しそうだから、もしもの時の保険に穴を開けておきました。   ( なんじゃそりゃ。。。(^_^; )


カラーアルマイト・シャーシには、グリッド・キャップのコードを通す穴が開いてます。
カラーアルマイト・シャーシには、グリッド・キャップのコードを通す穴が開いてます。


このように準備が万全!なので、すぐに製作に取りかかるかと言いますと、実は。。。(汗


正直に告白しますと、この週末、アマゾンから書籍が来た!

テツさん、本を読みたくてウズウズしています!!


梨木香歩 冬虫夏草 と 上橋菜穂子 物語ること、生きること
梨木香歩 冬虫夏草 と 上橋菜穂子 物語ること、生きること


梨木香歩 冬虫夏草
http://www.amazon.co.jp/dp/410429909X

上橋菜穂子 物語ること、生きること
http://www.amazon.co.jp/dp/4062185687


梨木香歩 冬虫夏草 は、家守綺譚の続編ですし、上橋菜穂子の本はテツさんの心のオアシス(!)なので読みたくてしょうがないです。

おまけに、柏葉幸子 霧のむこうのふしぎな町 (新装版) と 帰命寺横丁の夏 まで購入してしまいましたっ!!


柏葉幸子 帰命寺横丁の夏
柏葉幸子 帰命寺横丁の夏


柏葉幸子 帰命寺横丁の夏
http://www.amazon.co.jp/dp/4062171732

霧のむこうのふしぎな町 (新装版)
http://www.amazon.co.jp/dp/4061486683


私は児童文学とかも普通に読む人間ですので、柏葉幸子の著作は以前より読みたいと思っていました。

特に、霧のむこうのふしぎな町 は、かな~り有名!ですよねー。


ジブリ『耳をすませば』DVD と 霧のむこうのふしぎな町
ジブリ『耳をすませば』DVD と 霧のむこうのふしぎな町


アマゾン・レビューにも書いてありましたけど、映画 『耳をすませば』 の劇中で聖司が読んでる本がコレですよね。(^O^)


『耳をすませば』で、聖司が読んでる本が霧のむこうのふしぎな町です。
耳をすませば』で、聖司が読んでる本が霧のむこうのふしぎな町です。


そんな訳で、テツさんこれから読書タイムですので、真空管アンプの製作は、もうちょっと後になります。


すみません。。。(汗


なお、パソコンの組立の方ですけど、今回はいろいろ予算を注ぎ込んでるので、やっぱり電源もちゃんとしたヤツにしようと考え直して、追加で電源も注文しました。


オウルテック 80PLUS BRONZE シーソニック電源 520W
オウルテック 80PLUS BRONZE シーソニック電源 520W


電源も届いたばかりですのでパソコンの組立の方も、さっぱり進展していません。

ホント、なにやってんだか。。。(滝汗


( なんじゃそりゃ。。。(^_^; )


秋月24V・ACアダプターFETハイブリッドアンプ(1)2013/04/07 19:50

さて、WE408Aハイブリッド・ヘッドフォンアンプ用のシャーシ(タカチ MXA3-11-16S)を、初音ミク色にするために専門業者様にカラーアルマイト中間色の調色をいろいろトライして頂きました。


WE408A hybrid Headphone Amplifier (Tube Headphone Amplifier) TAKACHI MXA3-11-16S COLOR-ALUMITE Emerald Green (= MIKU HATSUNE COLOR)
WE408A hybrid Headphone Amplifier (Tube Headphone Amplifier) TAKACHI MXA3-11-16S COLOR-ALUMITE Emerald Green (= MIKU HATSUNE COLOR)


それで、業者様にカラーアルマイト処理をお願いしている間、テツさんは、する事がなくて手持ち無沙汰だったので、WE408Aハイブリッド・ヘッドフォンアンプの実験をする事にしました。


今度のアンプのFETには、マイミクさまから頂戴した VISHAY IRF610 を採用する予定だったのですけど、FET品種が変更になるとゲート・ソース間電圧V(GS)が変わるので、その確認の為でした。。。(汗


VISHAY IRF610
VISHAY IRF610


VISHAY IRF610耐圧200Vあるので、真空管と組み合わせるハイブリッドアンプの場合は、IRF510よりもIRF610の方が良いのでは?と個人的に思ってたりしています。

耐圧200Vあれば、ハイブリッドμフォロワアンプにも使用できます。
IRF510よりもCissが小さいしDigi-Key価格も安いし、良い事づくめ。(^O^)


そこで、ブレッドボード上に回路を組んで、VISHAY IRF610ゲート・ソース間電圧=V(GS)を測定してみた所、V(GS)4.2V でした。


ブレッドボード上に回路を組んで、VISHAY IRF610のゲート・ソース間電圧V(GS)を測定してみた
VISHAY IRF610のゲート・ソース間電圧V(GS)を測定してみた


前回制作した、パナソニック(松下)2SK762Aゲート・ソース間電圧=V(GS)は、アイドリング電流50mA時、おおよそ3V(実測2.9V)でしたので、FETを VISHAY IRF610 に変更するとV(GS)1.2V大きくなります。


過去にパナソニック2SK762AV(GS)を測定した記事はこちら。(↓)
WE408Aハイブリッドヘッドフォンアンプ(3)
http://valvolerosso.asablo.jp/blog/2012/06/04/6468431



(ゲート電圧)-V(GS)=ヒーター点火電圧ですので、このままですと、WE408Aヒーター点火電圧が1.2V小さくなってしまいます。


低電圧でプレート電流が流れにくいですから、エミッションを減少させたくない(!)ところですので、ヒーター点火電圧が1.2V小さくなってしまうのは不味いかもしれません。

どうやら、FET固定バイアス抵抗を変更→分圧比を調整して、ヒーター点火電圧が落ちないようにする必要がありそうです。


うーん。


と、あれやこれや考えていた時に、フト思いついたのですが、『FETのアイドリング電流を増やせば、スピーカー出力できるのでは?』と、いまさらながら気がつきました。実に当たり前の事ですけど。。。(汗


そこで、仮にスピーカー(8Ω)で出力0.3Wとして、必要な電圧と電流を計算してみました。

必要電圧 Vo= √(0.3×8) =1.55Vrms =2.2V peak 

必要電流 Io= √(0.3÷8) =0.19Arms =0.27A peak


出力電圧について 鈴木雅臣 著『定本 続 トランジスタ回路の設計』P.117
出力電圧について 鈴木雅臣 著『定本 続 トランジスタ回路の設計』P.117

出力電流について 鈴木雅臣 著『定本 続 トランジスタ回路の設計』P.118
出力電流について 鈴木雅臣 著『定本 続 トランジスタ回路の設計』P.118


つまり、スピーカー(8Ω)で出力0.3Wを出すには、300mAのアイドリング電流が必要であり、電圧は片側ピークで2.2V
1~2V電圧マージン(余裕)を考えれば、2.2+2=4.2V peak 必要ということでしょうか???


300mAのアイドリング電流片側ピーク電圧 4.2V peak の数字は、この後に参照しますのでよく覚えておいて下さい。。。(汗



さて、ここまでが前フリなのですが。。。 (えっ? 前フリだったの!?)



一般的には、ACアダプターは『 秋月24V・ACアダプター 』が利便性が大変良いです。


ACアダプター 秋月24V 1.9A
秋月24V・ACアダプター


ハイブリッド・ヘッドフォンアンプには、秋月24V・ACアダプターを採用したい所ですけど、真空管にプレート電流を流すには24Vだと実際の所かなりキツイです。


けど、代表特性 《プレート電圧110V、バイアス-7.5V、プレート電流40mA》のようなプレート電圧100Vくらいで電流が40~50mA流れてしまう、いわゆる“低電圧大電流管”なら電源24Vでもプレート電流が流れるかも???と思いつきました。
“低電圧大電流管”は、7A5、12L6GT、12W6GT、35C5、35L6GTみたいな球です。


それで、上記の“低電圧大電流管”で、ヒーター電圧12~15Vくらいで、ヒーター電流300mAシリーズの球ってあったけ???とテツさん悩んだ。


それで、思いついたのが、『PL84/15CW5』です。


松下 PL84/15CW5
松下 PL84/15CW5

松下 PL84/15CW5
松下 PL84/15CW5


15CW5 は、6CW5の15V管で、ヒーター電流300mAです!


あまり見かけない球ですけど貴重だから見かけないのではなく、誰も買わないので真空管店がこの球をぜんぜん仕入れなくて市場では見かけない(!)のではないでしょうか???。。。(汗
6.3V球の6CW5でさえ一本350円で売られている(!)ので、そりゃあ誰も買わないでしょう。たぶん。(苦笑)
15CW5は、極めつけの“安球”かもしれません。


6CW5が好きな人は沢山いるかと思うのですけど、プレート電圧100Vくらいでプレート電流が40~50mA流れてしまって、かえって使いづらい球なので、私個人的にはとても苦手な球です。いやホラ、B電圧が100Vくらいだと、初段供給電圧が低過ぎて初段の設計がキツイ。。。(汗


ていうか、ぶっちゃけテツさんはフィギュアに優しい低発熱球ばっか買うので、6CW5のような“低電圧大電流管”は、実は敬遠してたりします。すみません。。。(汗


そんな訳で、早速、ブレッドボード上に回路を組んで、秋月24V・ACアダプターでもプレート電流が果たして流れるのか?実際に実験してみました。


秋月24V・ACアダプターで、15CW5のプレート電流が果たして流れるのか?実際に実験してみた。
秋月24V・ACアダプターで、15CW5のプレート電流が果たして流れるのか?実際に実験してみた。


1.2KΩのカソード抵抗に対してバイアス電圧1.172Vですから、プレート電流は 約1mA 流れています!

プレート電流1mAでバイアス1.2Vあったら、そりゃあもう通常の初段の電圧増幅なのでは???


いやはや、24V・ACアダプターでプレート電流1mA流れるとはスゴイ!さすが低電圧大電流球だっ!


なお、VISHAY IRF610 のゲート・ソース間電圧=V(GS)を測定してみた所、V(GS)4.7V でした。



以上の実験結果を参考にして、回路図をちょろっと書いてみました。


PL84/15CW5 VISHAY IRF610 hybrid Amplifier (Tube Headphone Amplifier) TESTING CIRCUIT
PL84/15CW5 VISHAY IRF610 hybrid Amplifier (Tube Headphone Amplifier) TESTING CIRCUIT


ちなみに、ドレイン-ソース間電圧が9Vしかないので、ドレイン損失が小さいです。要するに、ドレイン-ゲート電圧を 4.3V しかとっていない為です。

前出の通り、必要なのは 300mAのアイドリング電流片側ピーク電圧 4.2V peak です。


FET固定バイアスを電源電圧の半分に取ると、出力電圧は最大(p-p振幅max)取れますけど、使用しない電圧の為にドレイン損失(=FET放熱器の発熱)が増大します。


えーと。


つまり、オリジナル回路の Millett The "Starving Student" hybrid headphone amplifier よりも、アイドリング電流は増えているのですけど、FET放熱器の発熱量が少なくなっているのではないでしょうか?


うーん。


24VのACアダプターを採用して、アイドリング電流を増やした上で、FETの発熱量を少なくする。という設計思想にしてたりするのですが、この回路を組み立てたら、ちゃんと音楽が聴けるのでしょうか? ( おい。。。(^_^; )


ハッキリ言って、実際に組んでみないと解りません。。。(汗


元々は、業者様にカラーアルマイト処理をお願いしている間のWE408Aハイブリッド・ヘッドフォンアンプの実験だったので、PL84/15CW5アンプを組み立てる予定は、実はなかったりします。 (いまさらかよっ!)



いやまあ、“低電圧大電流管”を使用すれば、秋月24V・ACアダプターでも、Millett The "Starving Student" hybrid headphone amplifier タイプのFETソースフォロワ・ハイブリッドアンプを、どうやら製作できるみたいよ?と言いたかった訳で。。。(汗



本日のブログは、なんかもう、どうしようもない事を長々と書いてしまったのですけど、アンプ製作のアイデアというかヒントとなり、このブログをご覧の皆様のお役に立てれば幸いです。(^O^)


( なんじゃそりゃ。。。(^_^; )


真空管ヘッドフォンアンプを、みっくみくにしてやんよ♪2013/04/06 17:05

テツさんはTVを観ない人間で家にTVがない(!)ので、今まで視聴できずにヤキモキしていたのですが、やっと ガールズ&パンツァー 11・12話 (最終回) を観る事ができました。

私が入会しているネット環境では、4/5(金)から11・12話の配信だったです。

ていうか、バンダイチャンネルで4/12まで期間限定無料配信してますけど。。。(汗
http://www.b-ch.com/ttl/index.php?ttl_c=3463  ☆4月12日 09:59まで


ガールズ&パンツァー 11・12話 最終回
ガールズ&パンツァー 12話 最終回


3ヶ月待った甲斐がありました。アツい展開に燃えました!
久しぶりに良いモノを見せて頂きました。
感無量です。(^O^)


。。。。。


さて、こうして制作が遅れていたガルパンも無事に放映した事ですし、やはり制作が遅れていたテツさんのネクスト・ジェネーレーションの真空管アンプも何とかしたい所です。


という訳で、やっとシャーシが出来上がりました!(^O^)


実は、WE408Aハイブリッドヘッドフォンアンプとトロイダルトランス用のシャーシを、レッド/ブルー/エメラルドグリーン色カラーアルマイト処理するために専門業者様に依頼していたのです。。。(汗


レッド/ブルー/エメラルドグリーン色カラーアルマイト処理
COLOR-ALUMITE RED / BLUE / Emerald Green (= MIKU HATSUNE COLOR)  レッド/ブルー/エメラルドグリーン色カラーアルマイト処理


カラーアルマイト処理 (赤)レッド
カラーアルマイト処理 (赤)レッド

カラーアルマイト処理 (青)ブルー
カラーアルマイト処理 (青)ブルー


赤)レッドと(青)ブルーは標準色ですので特に問題はありません。

問題なのは、初音ミク色です!

ミク色は、ターコイズブルーからエメラルドグリーンにかけての青緑色ですけど、もちろん標準色ではありません。。。(汗


ていうか、それ以前に、初音ミクを知らない人にミク色を説明するのが超ムズカシイ!です。

とりあえずターゲット色をエメラルドグリーンに設定(!)して、figmaミックミクかがみを“
カラーサンプル品”にしました。


ターゲット色をエメラルドグリーンに設定(!)して、figmaミックミクかがみをカラーサンプル品にした。
ターゲット色をエメラルドグリーンに設定(!)して、figmaミックミクかがみをカラーサンプル品にした。


あと 東北新幹線 はやぶさ の色とか、いろいろ説明した。。。(汗


それで、専門業者様にカラーアルマイト中間色の調色をいろいろトライしていただいて、なんとかエメラルドグリーンぽいのができました。


Tube Headphone Amplifier COLOR-ALUMITE Emerald Green (= MIKU HATSUNE COLOR) MXA3-11-16S カラーアルマイト中間色の調色をトライして頂いて、初音ミク色ぽい(?)MXA3-11-16Sシャーシができました!
Tube Headphone Amplifier COLOR-ALUMITE Emerald Green (= MIKU HATSUNE COLOR) MXA3-11-16S カラーアルマイト中間色の調色をトライして頂いて、初音ミク色ぽい(?)MXA3-11-16Sシャーシができました!


なお、パソコンのモニターのカラーバランスによって色の見え方が異なりますし、私が撮影した写真はどうも青っぽくなる傾向がありますので、カラーアルマイトの色合いについてはご参考程度になさって下さい。。。(汗

私自身のパソコンのモニターでは、一枚目の写真が一番近いように見えるのですけど。。。


まあとにかく、カラーアルマイトシャーシができましたので、これから真空管アンプ&真空管ヘッドフォンアンプを製作していきたいと思います。



追伸


次回ブログは、秋月24V・ACアダプター駆動 FETソースフォロワ・ハイブリッドアンプ実験結果の予定です。


ACアダプター 秋月24V 1.9A
ACアダプター 秋月24V 1.9A


業者様にカラーアルマイト処理をお願いしている間、する事がなくて手持ち無沙汰だったので、ACアダプター24Vで駆動するFETハイブリッドアンプ実験をしていました。実は。。。(汗


( なんじゃそりゃ。。。(^_^; )