アンティーク大好き -32ページ目

１０１D シングルアンプの製作その４（電源ユニット）

　年越し準備も終わったので、電源ユニットの製作を始めました。

１．電源トランスの選定

　当初は、スイープジェネレータについていたAC80V(0.15A)出力のトランスを使って3倍電圧整流で240V程度の電圧を得る予定でしたが、同じくスイープジェネレータ(米国製）についていた別のトランスがあることに気がつき、比較してみることにしました。

　左が米国製スイープジェネレータのトランスとそれに付属していた整流ボード

右が日本製スイープジェネレータについていたトランス

　米国製スイープジェネレータのトランスは出力電圧等不明ですので、付属の整流ボードをはずして回路を確認してみました。(下の図）

　上図と使用していたコンデンサにつけたメモ書きによるとこのボードにAC200～240VまたはAC100～120V入力を入力して +32V, -32V, +12V, -24Vの整流出力を得ていたようなので、入力の複巻巻線を並列接続しAC100Vを入力して開放出力電圧を測ってみました。

　　［実測値］

　　　入力　10+8 と9+7：AC100V

　　　出力　14-15（ﾁｬ－ﾁｬｱｵ）：AC136V

　　　　　　16-19 (ﾐﾄﾞﾘｼﾛ－ﾐﾄﾞﾘ)：AC28V

　　　　　　18-17（ｱｵｼﾛ－ｱｵ）：AC28V

　一方、日本製スイープジェネレータのトランスは

　　　　　　80V(0.15A)　：AC87.5V

　　　　　　24V(1A)　：AC25.4V

　電流容量は不明ですが、米国製スイープジェネレータの方が高い電圧が出るので、その14-15（ﾁｬ－ﾁｬｱｵ）巻線を使い倍電圧整流で高圧を得ることにしました。

２．高圧電源ボードの製作

　使用する部品はすでにそろえてあったので、今回は配線のみの作業でした。

　奥が高圧電源ボード、手前はとりあえず配線だけしたフィラメント電圧レギュレータボード（未テスト）

　回路及び配線パターンは上のとおりです。

　今回評価しようとしている101Dは、本来電圧増幅管でプレート-フィラメント間電圧は130V～160Vで使用（下記のデータシート抜粋を参照）するものですが、電力増幅管として使用している例も散見され（下記のアンプメーカー動作例を参照）、この場合プレート-フィラメント間に250V近くかけています。

　WE101Dデータシート抜粋

　WE101D　WE104D アンプ動作例

　今回の評価では、250V近くかけた時と170Vくらいかけた時の両方を調べたいので、倍電圧整流出力(H)と通常の整流出力(L)を切り換えられるようスイッチをつけました。　

３．高圧電源ボードの試験

　H 出力時の試験の様子

　L 出力時の様子

　無負荷の場合と５KΩの抵抗を負荷としたときの出力電圧は次のとおりです。

ただし、負荷抵抗が1分もしないうちに触れないくらい熱くなるので、負荷試験は1分

以下しかしていません。

　　H 出力時：

　　　無負荷　３５８V　　５KΩ負荷　３１５V

　　Ｌ出力時：

　　　無負荷　１８４V　　５KΩ負荷　１７４V

　Hに切り換えた時の電圧が高すぎるのは後段の平滑回路の抵抗で調整する予定です。

　とりあえず高圧電源ボードの製作が終わったので、次はフィラメント電圧レギュレータボードの試験を予定しています。

４．101Dフィラメント電源レギュレータの試験

　　この項目は、2023.1.1に追加しました

　LM338Tを使用したフィラメント電源レギュレータ

　直熱3極管のフィラメント電源については、104Dアンプで結構苦労したので今回は3端子レギュレータを使って電圧調整することにしました。上の写真は秋月電子キットの回路をデッドコピーして作ったものです。

　入力、出力の接続のために模型工作で使う2.5mmのバナナプラグ接続端子を使いましたがプリント基板に使うには大きすぎた感があります。2mmのものを使えばよかったと反省してます。

　使用した回路（片チャネル分）

　　ユニバーサルボードに部品を取り付け錫メッキ線（抵抗、コンデンサの足を切り落とした）で配線しているので間違いも多いので、パターン図を作ってチェックしました。

　その結果3か所も未配線（紫色の線）を見つけ修正しました。取り外した部品を使っているので足が短くて蛇の目基板の穴からほとんど出てこないので見落としてしまいます。

　なんとかチェックが終わったので、試験をしてみました。

入力DC電源としては、6.3V３A×２のトランスのAC90V端子に100Vを加えて、6.3V出力をブリッジダイオード S4VB10 50で整流し、10000μ 16WVのコンデンサーで平滑したものを使いました。LM338Tの入出力電圧差は３V以上必要ということで本当は7.5V以上の端子があるトランスが良いのでしょうが。

　試験の様子

　出力端子に８Ω 100Wと書いてあるダミー抵抗をつないで、1KΩボリュームを回して4.5Vに調整し、ついで８Ω抵抗を並列に追加して出力電圧の変化を確認しました。

　101Dのフィラメントは4.5V 1Aなので、4Ω負荷ならほぼ同等になります。

　結果の詳細は、回路図の下に書いてありますが、0.5A程度の負荷電流の変化に対して電圧変化は0.05Vに収まっているのでレギュレーションはできていると考えてよいと思います。この時の入出力電圧差は3V以上あるので仕様は一応満足していると考えますが、トランスの 6.3V 3A ×２出力の片側しか使っていないので、両方使って101D2本分のフィラメント電流計２Aを取り出した場合、電圧差が小さくなることも考えられます。現状でも１A負荷時の電圧差は3Vちょっとなので。

　この状態でも10分も動かすと、LM338Tはやけどしそうなくらい熱くなりますし、ラジエータを取り付けてある放熱板もかなり暖かくなります。

　LM338Tのデータでは無限大放熱板で25Wですが、今の3W程度の発熱でも結構熱くなるので、長時間運転ではどうなるかやや心配なところです。

　片ユニット、1時間程度の使用では温度は定常状態になっているようには見えましたが。

　発熱は、入出力電圧差に比例しますので、３Vを超える範囲でできるだけ小さい方がいいわけですが、３V以下ではどうなるか試験してみました。

　ヒータートランスのAC入力をトランスの100V入力端子に加え、他の条件同一で測定したところ、１A負荷時の電圧差は2.3Vくらいに減りましたがレギュレーションはできているように見えます。（負荷電流の0.5A変動に対して、電圧変化は0.06V）

　このヒータートランスは前段真空管12AX7(または12AT7)2本のヒーターも賄うので各巻線AC0.3Aの電流増加になります。大雑把にいうとトランス全体の負荷が3割増しになるので、100V端子を利用するとLM338Tの入出力電圧差は2.3Vをさらに下回ることになりそうです。

　それやこれやありますので、アンプ組み込み時にはまた検討することにします。

アメーバのおみくじを引いたらこれが出ました。

いつもと違う道を使えというご託宣ですが、

実行できるかどうか

１０１D シングルアンプの製作　その３（シャーシ加工）

　このところ寒い日が続き、屋外でするシャーシの穴あけ加工が遅れていましたが、ほぼ終了しました。ラグ板を取り付けるためのビス穴などは実体配線図を作ってその位置を決めてから開けるつもりなのでまだ穴あけしてませんが。

　穴あけしてから金属たわしで磨きました

　このアンプは、真空管101D の評価用なのでその回路は非常に単純ですが、いつものように実体配線図を作ってから配線作業にかかるつもりです。

　実体配線図があると配線作業の間違いが少なくなるし、配線が終わった後のチェックにも便利なので。

　そのために、トランス以外の小さな部品を取り付けて、シャーシ内の写真を撮りました。

　小物部品を取り付けたシャーシ上面

　シャーシ内部

　取り付けた部品についてですが、101D系の真空管の脚は、ST管と同じピン配置（UX）ですが脚の太さとか長さがちょっと違っておりモールド製とかタイト製のソケットでは接触が悪いことが多いのであえてベークライト製のものを使いました。

　本当はバヨネット式の真空管の脚の先端がソケット端子に接触するものを使うのが正式ですが持っていないので。（下の写真のもの）

　すべての部品がありあわせの取り外し品なので、部品取り付け前に個別のチェックが必要でした。

　また、評価用のアンプなので、プレート電圧、プレート電流、フィラメント供給電圧が測定できるようメーターを2個つけています。また、バイアス電圧を測定するためのチェックポイントを貫通端子を使ってシャーシ上面に出すつもりです。

　2個のメーターは5Aと20Aの直流電流計ですが分流器をはずし直列抵抗を入れて電圧計として校正して使おうと思ってます。

　実体配線図を作るためのword初期画面

　今回撮ったシャーシ内の写真を、WORD文書の背景にセットしてその上にWORDの図形を使って配線図を作っていきます。

　電源関係（倍電圧整流とフィラメント電流レギュレータ）のサブボードは半導体を使っていて細かい配線になるので別にパターン図を作るつもりです。

始めに廃シャーシ..新たにアンプ作りたくなりました

　終活整理していたら下の写真のような古いシャーシを見つけてしまいました。

真空管ソケット、トランスを取り付けるための穴がたくさん開いていますが、じっと眺めていたらうまくすれば真空管アンプのシャーシとして再利用できるなと考えてしまいました。

　アンプ作りは、今取り掛かっている101Dシングルアンプで最後にしようと思っていたんですが。

　そこで、手持ち部品を仮置きしてみました。真空管としては、電話中継機材に使われていたCZ-504D（42に類似）、CZ-501D（WE310に相当）を考えています。両方とも5極管ですが、比較的使いやすいという話なので。

　さっそく不要部分のカットとトランス用の穴、入力端子板用の穴を開けて、切り取った側に不要部分から外した側板を散りつけました。側板はアルミリベットで止めてあったので、ドリルでリベットを削り取ってその穴を利用してビス止めしました。

　トランス（Sansui P-20）を載せてみたところ

　このトランスは5極管シングルのステレオアンプには大きすぎるのですが、5.5Vヒーター巻線が２セットついているのでこれを選びました。CZ-504Dのヒーターは5.5V 1A、CZ-501Dのヒーターは3.5V 1Aと変則的なので。

　実はちょっと失敗したところがあって、5.5V巻線の容量が0.7Aしかないことが後でわかりました。

　トランス全体の容量（高圧巻線は210V 210mA 両波）がかなり大きいので、長時間でなければ規格オーバーも耐えられるだろうと勝手に決めて、今のところこのまま使うつもりです。

　真空管のヒーターまたはフィラメントは思ったより大切なんだと最近痛感した例があります。

　一番最初に作った104Dアンプの例ですが、毎日のように聞いていたらこのところ音量が落ちて来た感じがしました。そこで改めてプレート電流をチェックしてみたら、規定値より１５％も落ちています。さてはエミッション減少かな、電話中継用真空管なので数千時間OKと聞いていたのにといろいろチェックしてみたらフィラメント電流が１０％ほど減っています。

　フィラメント電流調整用のレオスタットを調整して規定値（4.5V １A）に戻したところプレート電流も規定値に戻り、音量ももちろん直りました。

　そういえば、電池駆動の初期の3極管アンプは使い始めにフィラメント電流を調整することが大切な手順で、音量調整はフィラメント電流の増減でしていたという話を聞いことがあります。

　104Dアンプもそれにならってフィラメントはレオスタット調整とし、電流監視メータも付けていたんですが、メーター切替（R/L)用のスライドスイッチの接触不良とメーターそのものの応答の悪さもあって、メーター指示をあまり気にせずに操作していました。今は、メーターのガラスをコツンとしたり切替SWを何度か切り替えてみたりして電流監視は確実にするようにしています。

　フィラメント点火正常時の様子、このメーターはプレート電流監視

　この104Dアンプは、真空管を101Dに挿し替えできるようにカソード（フィラメント）抵抗を切り替えられるにしていましたが、今回101D専用のアンプを作ることにしたので、今回のフィラメント電流調整作業の機会を利用して切替機構と切替抵抗を取り去りました。

　切替機構を取り去った後のアンプユニットのシャーシー裏

　シャーシー再生に戻りますが、不要な穴をビスナットやベークライト板で埋めたりして一段落としました。仕掛中の101Dアンプが完成してから（たぶん年開けになりそう）再度作業開始するつもりです。

　真空管ソケット、出力トランスは置いてあるだけで取り付けてありません

　RCA端子を取り付けてあるベークライト板とビス穴隠しを兼ねた貫通端子2個のみ取り付けてあります。この貫通端子は、CZ-501Dのトップグリッドへの配線をするためのものです。グリッドキャップは持っていないので、たぶん帯状銅板を加工して作ることになると思います。また、オーディオ周波数なのでCZ-501Dのシールドケースは要らないと思っているんですが、発振したらなにか作らないといけなくなるかもしれません。

　使用予定の真空管、左から整流管６X5GT、CZ-501D、CZ-504D

101D シングルアンプの製作その２（部品配置検討）

　いろいろと迷うことは多いのですが、とりあえず基本構想の検討は終わらせて、シャーシ内の部品配置検討にかかることにしました。

　まず真空管と出力トランスの細部位置を決めるため、ST管用の穴を２つ開けました。それぞれシャーシパンチとホールソーを使って開けてみたのですが、大きさが微妙に違っていて修正に手間がかかりました。

　ST管ソケット用の穴を２つ増設、

　手前にあるのは銅板にMT管ソケットを取り付けたアダプター

　基本構想と違って、上の写真ではドライバー管としてGT管が載っていますが、基本構想どおりに12AU7などのMT管にするか、GT管６N7にするか迷っています。

　実は、他の部品を探して部品保管箱を漁っているうちにGT管の６N7を2本見つけてしまい、使いたくなってしまいした。

ただ、6N7は同じ双3極管とはいえもともとB級プッシュプルで使用する出力管でもったいない気がするのと、2つの3極管ユニットのカソードが共通になっているのでドライバー管として使う場合は２ユニットのパラ接続に限定されてしまいます。また、メーカーがTung-SolとRCAなので見た目と高さが少々違います。（上の写真でもわかるほどです）

　迷っていてもきりがないので、最終的にMT管12AU7にするときのことを考えて、MT管ソケットがつけられるアダプターも作りました。

　家探しの結果、抵抗、コンデンサーなどの小物部品は別として主要部品が集まったので、シャーシー内の配置を決めるため、部品をおいてみました。

　概略位置を決めるため部品を仮に置いてみたところ

　シャーシー内部品の細部位置は、シャーシー上に置く部品のねじ穴を開けてから、現物合わせで決めていくつもりです。上下の部品の止めねじが他の部品と競合、干渉することがよくあるので。

　上の写真のフィラメントレギュレータですが、これはユニットの大きさそのものが

決まっていません。細部位置を決めるにはまずこのユニットを作ってからということで、外形だけ作ってみました。

　といっても、使い古しのユニバーサルボードと「LM338T＋放熱器」２つをL字型の取り付け金具につけただけですが。

　フィラメント電源（4.5V 1A 二組）用のレギュレータICには手持ちのLM338Tを使うつもりですが、各ICが３W程度の発熱をする計算なので放熱が必要になります。

　小さな放熱器だけでは不足する気がするため、黒色の取り付け金具を介してシャーシーに熱が伝わるように工作しました。テスターでチェックしたところLM338Tの放熱板/取付穴は内部電極に接続されていたため、放熱器には絶縁して取り付けなければいけません。絶縁用のマイカ板、スリーブなどを探し回ってやっとできましたが、時間がかかりました。

　今になってから考えると、ICを放熱器に直接取り付け、それぞれの放熱器を電気的絶縁状態で取り付け金具兼放熱板に取り付ける方が良かったかなとも思います。

　熱伝導的にはあまり良くないですが、特別な材料は使わなくて済みそうですし。

[写真について..]

　写真って便利ですね、昨日PCのファイルホルダーを整理していたら下の写真を見つけました。2008/2/25撮影で、今使おうとしているシャーシを使って別のアンプを作ろうと部品を置いてみた所みたいです。ここに載っている部品は、出力トランス以外すべて別のアンプに使うか処分してしまっていて今は残っていません。

　忘れてしまったことを思いだすのに写真はいいですね。日記をつけている人は別ですが。