2021.02.06

サーミスターはＥＰＣＯＳと言うドイツの会社のＮＴＣ（負特性）タイプです。

次にサーミスター近傍の写真を掲載します。

☆．ネオン管

ＤＣ化の第２のポイントは増幅２段目と出力管を結ぶカップリングコンデンサーの部分に交流信号だけでなく直流を通す事です。

トランジスターと違って真空管にはＰＮＰがありませんので２段目の出力点直流電圧からＳＥＰＰの上段と下段のグリッド電圧まで電圧をシフトしなければなりません。

シフトの手段には高圧のツェナーダイオードを使っても良いのですが、今回は半導体を使わないと決めたのでネオン管を使いました。

しかし、調べたところ、ネオン管の信号通過特性が２０〜３０ｋＨｚ以上で急激に信号が通らなくなる（Ｆ特が落ちる）事が分かりました。

クロスオーバー式に小容量を付加しても良いかも知れませんが、可聴周波数全域を通す容量のコンデンサーを付け、ＤＣから超低域のみをネオン管で伝送するという形にしました。

この為、見かけ上はカップリングコンデンサーＣ１５、Ｃ２１が容量が変わらずに残存する事になりましたが直流伝送用のネオン管が並列していますので、グリッド抵抗との組み合わせで生ずる時定数からは解放されています。

ＲＹ６１、ＲＹ６３はネオン管の励起終了用で、電源投入から約２０秒後にＯＮします。

これは電源投入時にはネオン管に規定電圧より２０〜３０％以上高い電圧をかけて励起する必要があるからです。

ネオン管励起終了用の遅延回路は後出の電源制御図内に『信号基板』と書かれている部分に書かれています。回路本体は信号基板内に置きました。

今回使用したネオン管ですが、テーブルタップなどのＡＣ１００Ｖの表示用に使用されている小型のものです。

ネオン管の定電圧特性を調べる為にまず５個購入し電流対電圧特性を調べました。その結果の図を次に掲載します。

ツェナーダイオードに似た特性である事が分かりましたので、さらに３０個を購入し電圧の分布を調べました。その結果の図表を次に掲載します。

この図を見ると電圧が５６Ｖから７９Ｖまでの広い範囲に分布することが分かります。

そこで、２００Ｖ程度の直流電源を使い直列抵抗を接続して微少電流を流し１本１本の電圧を測り、ネオン管にビニールテープを貼って電圧を記入し区別しました。その一部を次に掲載します。

なお、ネオン管の電圧は方向により変化するものがありますので、その場合は極性を表示する必要があります。

結果的には上段用には５本、下段用には９本を必要なシフト電圧を勘案しながら選択して直列し、さらに不点灯防止の為に各々に１ＭΩを並列しました。

ネオン管にはバイアス電流として約０．７ｍＡ流しています。

実際に点灯している状況の写真を次に掲載します。

☆．ブートストラップ

ＤＣ化の第３のポイントですが、ＤＣアンプでもＣ０９、Ｃ１１のコンデンサー使用によるブートストラップを残しました。

これは音質重視の為に＋側出力と−側出力が共にプレートフォロアーになるようにした為です。

これによる音質の違いは非常に微妙で、違いがあると言えばあるという程のものです。

しかし、最後のワンステップではないかと思います。

ツェナーダイオードやネオン管を並列してバイアス電流を流して直流まで結合させても良いのですが、ＮＦ付加後の仕上りのＦ特としては１００ｋＨｚ付近を除けばブートストラップの有無で０．１ｄＢの変化もなく、コンデンサーが開放する直流域ではブートストラップではなくなるものの、ＤＣアンプであることに変わりはありません。

つまり可聴周波数を大切にしたＤＣアンプであると考えます。

次にＬ−ＣＨの信号回路基板の写真を掲載します。但し、温度対策前のものです。

２．電源回路

先ず、トランスや大型コンデンサーを含むＬ−ＣＨの電源回路図を掲載します。

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電源回路は出力管のバイアスが固定バイアスではなくなりますが、当初はネオン管にどの程度の励起電圧をかけなければならないかも分からない時に電源回路を設計しトランスを発注しましたので、必要以上に高い電圧を作り半固定ＶＲで電圧を決めるようにしました。

現在バイアス電源はカソード電圧を基準にして−２６０Ｖにしていますが、これはバイアス電圧が−９０Ｖと仮定した時に探し求めた値です。

６Ｃ３３Ｃ−Ｂのバラツキにより、例えば−１００Ｖが必要とすれば、バイアス電源は−２７０Ｖで良いかも知れませんが、−２９０Ｖにしなければならないかも知れません。

次にＬ−ＣＨの電源回路基板の写真を掲載します。

３．突入電流緩和回路とネオン管励起終了回路

次にヒータートランスや突入電流緩和回路とネオン管励起終了回路を含んだＬ−ＣＨの電源制御図を掲載します。

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この図の上から２段目辺りにある『プロテクター基板』という括りの中にあるのが突入電流緩和回路です。

また、同じく中段の『信号基板』という括りの中にあるのがネオン管の励起終了用の遅延回路です。

この回路の為の電源、＋７．４Ｖと−７．４Ｖを出す為にプロテクター基板を改造しましたが、省略します。

４．プロテクター回路

次にＬ−ＣＨのプロテクター回路の回路図を掲載します。

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このプロテクタ回路はアンプの出力端子にプラスでもマイナスでも約６００ｍＶのＤＣが現れた場合にスピーカーをリレーでカットしますが、電源ＯＮ時の遅延回路も内部に含んでいます。

真空管回路は裸利得がトランジスターより低いため、出力点ＤＣ電圧は結果としてＡＣアンプの固定バイアスより変動が大きいことが分かりました。

この為、ＡＣアンプの時のＲ１３とＲ１４をショートしました。

安全面は大丈夫と思います。

ＤＣアンプは出力真空管のペア性の程度により出力点ＤＣ電圧の安定までに非常に長い時間を要します。

この為、ＯＮ時間調整用の時定数はＲ２３を大きくして更に長いものにしました。

スピーカーリレーのＯＦＦ側にも８．２Ωの抵抗がつけてありますが、真空管ＯＴＬは出力端開放時と負荷時で出力点ＤＣ電圧の変動が大きい可能性があるので負荷を同等化しようとしてつけました。

これはＡＣアンプの時には必須でしたが、ＤＣアンプでは必須ではないかも知れません。

☆．全体回路図

全体回路図をＢＭＰとＰＤＦで掲載します。

☆．Ｌ−ＣＨ

回路図は縮尺されていますが、図中で右クリックして、更にボタン操作をしてダウンロードするとＡ４で見る事が出来ます。

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Ｒ−ＣＨは電源のスイッチ、突入電流緩和回路とＡＣアウトレットがないだけですので省略します。

☆．測定データ

今回はブートストラップのコンデンサー容量を『無し』、『１μＦ』、『１０１μＦ』と変えてみて違いがどのように出るか試してみました。

１．周波数特性

次に縦軸を拡大した周波数特性を掲載します。

２．歪率特性

先ず２０Ｈｚの歪率を掲載します。

次に１ｋＨｚの歪率を掲載します。

次に２０ｋＨｚの歪率を掲載します。

３つのグラフを較べてみると容量が中間の１μＦの時の歪率カーブが周波数によって１０１μＦに近かったり『無し』に近かったりします。

また１０１μＦの２０Ｈｚの歪率は同容量の１ｋＨｚの歪率とほぼ同等であることが分かります。

この２点から１０１μＦあれば可聴周波数内の歪率に問題がない事が分かり、同時に直流域や超低周波域でも歪率がやや悪くなる程度の違いであることが分かります。

☆．音質について

２０１９年１２月の江川工房でこのアンプと研究テーマ１２の真空管プリアンプを組み合わせて聞いて頂きまして、音楽が聞こえた、水準以上の音だという評価を頂きました。

ブートストラップを残したＤＣアンプであることで得られた音質であると考えます。

☆．ご注意 その他

当回路に使用している１２ＡＴ７、ネオン管および６Ｃ３３Ｃ−Ｂは直流的なバラツキが大きいので回路図通りに製作しても期待通りに仕上がる可能性は薄いと思います。

ＮＦは２０ｄＢ程度かかっていますが、バラツキを吸収出来る程ではないようです。

また、６Ｃ３３Ｃ−Ｂは過電流により内蔵のヒューズが切れる可能性があり、十分な注意が必要です。

例えば、最初は６Ｃ３３Ｃ−Ｂは挿さずに通電し、Ｖ１１とＶ１５のカソード電圧が２４０〜２６０Ｖになるように球を選別するかＲ２３やＲ２５を調整すると良いでしょう。

筆者は十分な数の１２ＡＴ７を用意出来ず、最良範囲を逸脱したままになっています。

ネオン管は例えば平ピンのＩＣソケットを利用（一列に加工）して差し替えを容易にして出力管のグリッド電圧がカソード電圧より９０Ｖ程度低くなるのを確認してから出力管を挿すのが安全です。

ただし、出力管のバラツキにより必ずしも９０Ｖが適切という訳ではありません。

筆者は基板写真にあるようにＩＣソケットを利用しませんでした（思いつかなかった）ので、ネオン管の差し替えに非常に手間がかかり、最良点を出すことが出来ませんでした。

☆．Ｖ０５・Ｖ０７のカソード抵抗を抵抗＋サーミスターに変更しました。