オールWE真空管式DCプリアンプの製作～その6・EQアンプの改善～

2020年1月25日の日記

さて，今週はリベンジです!!

先々週，ようやくオールWEのMT管を使ったDCプリアンプが完成し，特性を測定しました.....が，EQアンプの偏差が大きく，今週は改良します。

低周波部での偏差が大きく，200Hzくらいから大きくずれ，最大で4dBくらいにもなっています.....orz。

原因はすぐにわかりました。

音量調整には，iruchanは昔ながらの信号経路にAカーブのVRと，バランス用にM-NカーブのVRを入れています。回路図はこちらです。金田氏は音が悪化する，ということでNF回路に入れておられます。

金田氏のオリジナル回路

ただ，この方法だと，どうしても音量は0にできないので，ミューティングSWが入っている，と言う設計です。また，バランス調整用VRは入っていません。

やはり音が0にできないのも，バランス調整ができないのも，ちょっとこれは困るな～，と言うことでiruchanは昔ながらの方法を踏襲しています。特に，iruchanはGoodman AXIOM80を使ったフルレンジ1発で聴いているのですけど，これはバランスにシビアで，少しでも左右のレベルがずれていると気になるので，バランス調整は必要です。

ところが，うっかり，音量調整に，100kΩのVRを使用していました。

カップリングコンデンサが0.08μFなので，少し小さく，この状況だとカットオフが19.8Hzなのですが，それでいいや，と思ってしまいました。

もちろん，これは，間違いで，負荷インピーダンスは音量調整用VRだけじゃなく，バランスVRの500kΩと，フラットアンプのグリッドリーク抵抗750kΩがパラに入りますから，負荷インピーダンスはこれらの並列合成値，ということで75kΩにしかなりません。これだと計算上，カットオフは26.5Hzです。こりゃあかんわ。

うっかりこの並列の抵抗値を忘れちゃっていました。

ともかく，一番小さな抵抗値である，可変抵抗を交換する必要があります。

ここにはiruchanお気に入りのVIOLETの100kΩ（A）2連を使っていました。VIOLETのボリウムはとてもよかったですが，10年以上前に廃業し，もう手に入りません。

となると，いまは東京コスモスのRV24YGがいいです。金田氏もRV30YGを使っています。ただ，さすがにφ30mmは大きすぎるよな～という感じです。これらはJIS規格品で，大量に生産され，高品質の割に値段が安いので愛用しています。特に，日本は湿度が高いせいか，VRは要注意の部品で，すぐにガリオームになっちゃいますから，いい部品を使う必要がありますが，本品は密閉式で中に空気が入りにくいので，いいと思っています。某社のオーディオ用は基板用になっているのですが，なぜか端子部分に開口部があり，敬遠しています。

RV24YGは通信機用と称していることからもわかるとおり，高信頼で，iruchanはいつも真空管アンプに使っています。ただ，同じ規格品ですけど，VIOLETの方が，回転時の感覚はよく，スムーズに回るのでiruchanはお気に入りでした。ちょっとCOSMOSは堅いです。

ところが.....。

カタログには500kΩや1MΩのAカーブ2連が載っているんですが，秋葉ではもはや入手不可能。TOCOSのオンラインショップもBカーブ品だけです。他社製のずっと小型の安価な2連のVRは入手可能なんですが，さすがにあまりにもチャチで，ちょっと自作アンプには使いたくない感じです。

それに，どうもCOSMOSのRV24YGのシリーズはとても値が上がっているようで，安いところでも2,500円で，高いところだとプラス1,000円以上します。

こんなに高かったっけ......!? って思っちゃいました。昔は1,000円前後だったように思います。それに，先にも書きましたとおり，秋葉ではせいぜい100kΩ品が入手可能なだけで，もっと高抵抗なものは入手不可能です。

困ったな.....。

と言うことでネットを探してみても，国内では500kΩや1MΩ品は入手できないようです。Yahoo!で気長に待つ，と言うのも手でしょうが，出品されていません。

仕方なく，結局，またeBayを検索します。と，台湾の業者がほぼ昔の値段で新品未使用の1MΩ（A）の2連を売っていました。Buy it Now! なので即落札。

と言う次第で，先々週の火曜に落札し，昨日，届きました。台湾からでも送料は$6.50でしたし，早かったです。とはいえ，お隣の大きな国の人も出品していましたが，TOCOSなどの刻印がなく，フェイクと判断して台湾から買いました。こちらは本物でした。

 台湾から届きました謝謝台湾!

さて，ようやく今日，VRを交換します。

ついでに，金田氏が昔やっていたように，ケースマイカにパラにスチコンをハンダ付けします。47000pFという大きな容量のものを入手したので，追加します。おまけで7500pFもつけちゃいました。合計で0.143μFと言うことになります。VRに1MΩを使うと，並列合成値は230kΩですから，カットオフは4.8Hzとなり，十分低くなりました。

☆LTspiceによるシミュレーション

さてと，以上のことを踏まえ，まずはSpiceで確認してみます。

シミュレーション回路です。

当初，完成させた状態では，VRは100kΩ，カップリングは0.08μFです。

完成直後の状態

──が実測値で，‥‥がRIAAカーブ，‥‥がLTspiceによるシミュレーション結果です。驚くほどLTspiceのシミュレーション結果はほぼ実測と一致しています。

VR交換後の状況（予測）

今度はVRを1MΩに取り替え，さらにカップリングにスチコン54500pFをパラにしてみます。低周波での偏差は前回の半分程度に改善されることがわかります。

☆改造

さて，早速改造します。音量調整のボリウムを1MΩに交換し，カップリングコンデンサにパラにスチコンをハンダ付けしました。

 VRを交換しました。

やはりコスモスのRV24YGはよいですね～。密閉式なので，湿度の影響も受けないでしょう。

ただ，残念なのはバランス用のボリウム。本当はRV24YGを使う予定だったのですが，どうしても408Aとぶつかっちゃうので，小型のに交換しました.....orz。

それに，驚いたんですけど，もうM-Nカーブのものは絶滅危惧種なんですね。秋葉では見つかりません。仕方なく，Bカーブにしようかとも思ったのですけれど，それじゃ，ゲインが6dB損するし........，と言うわけでMOUSERで1種類だけ見つけたので使いました。ただ，BOURNS製の256円の安物で，かなり小さくてちゃちなもの..... あるだけマシ，という感じの部品です。おまけに米国の会社なので，シャフトはφ1/4"。幸い，今まで使っていたツマミが入ってよかったです。もはやバランス調整のVRまで入手困難なんて，オーディオ工作はますます難しそうです。

 スチコンをパラりました

実測結果です。

実測してみると，大幅に改善されていました。ほぼ，30HzまではRIAAカーブと一致しています。40Hz以下くらいはサブソニックフィルタの役割もあるので，これなら問題ありません。

　　　　　　　☆　　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆

ようやくこれで完成です。次はいよいよレコードを聴いてみることにしましょう。ここまで，道は長かった.....（遠い目）。

KOWA製LEDスタンド EK213用調光器＋ファンレスPC用電源の製作

2020年1月20日の日記

 あかるい～～

　　年末に作ったファンレスPCの電源も兼用しています。

KOWAのLED製デスクライトEK213を使っています。面発光の優しい光がとても気に入っています。明るさという点ではGENTOSなどの製品の方が明るいと思いますが，明るいものほどLEDが1灯のものが多く，本を読むくらいだといいですけど，メモ書きしたり，iruchanみたいに工作をするには，どうしても手の影ができてしまって見にくいです。

かといって，今もデスクで使っている，インライン式のLEDランプの場合は，チップのLEDが多数並んでいて，影ができにくいのですが，今度は多数の薄い影が周囲にできてしまい，単灯式のものよりマシですけど，やはり見にくいです。

KOWAのLUPINASシリーズはアクリル板に反射させて，液晶モニタみたいに何枚かフィルタが入っていて，面で発光するようになっていて，こういう影ができにくく，本を読むには最適です。今時珍しい，Made in Japanというのもうれしいです。

ということで，本機を使っているのですが，ちょっと買うタイプを間違えて，普通のデスクライトのように，卓上型のタイプじゃなく，クリップ式を買っちゃいました。こっちの方が便利，と思ったのですけれど....やはり通常のデスクライトタイプの方が便利です。

今さら買い直すのもなんだし，やはりACアダプタが邪魔だな～と思っていたので，電源一体式のデスクライトに改造することにしました。

ついでに，調光機能があると明るさを変えられて便利なのでつけることにします。実際，市販のデスクライトにも6段階など調光機能がついているものがありますね。でも，これらはボタンを押して制御するんですが，簡単にVRを回して調整，と言う機能ではありません。いまはそういうものを作るとかえって金がかかるのでしょう。今回は昔ながらのアナログ制御? 式です。前回，インライン式のLEDランプの調光器を作った際に基板を量産していて，手持ちもありますしね。

それに......。

ここまでは以前から考えていたことだったのですが，年末にファンレスPCを製作したんですけど.....。

ファンレスPCの場合，電源はDC12VのACアダプタを使うことが多く，筐体の中で，ATX電源として機能するよう，DC-DCコンバータがついていて，12Vと5Vの電源を作るようになっています。

それで，前回はACアダプタを買って使っていたのですが，今回はLEDデスクライトと兼用で電源を作ろうと思いました。

☆電源

電源はスイッチング電源ですが，COSELのTUHS25F12を買いました。値段は通常の基板型のスイッチング電源の3倍位しますけど，フルモールドタイプの極めて小型なスイッチング電源です。容量は12V，2.1Aで，Nゲージのコントローラなんかに最適ではないかと思います。実はそれ用に買ったものですけど.....。今回，1個，流用することにします。

 COSELのTUHS25F12。小さい～～っ!!

容量的には，今回自作したファンレスPCは12V，2AのACアダプタで快調に起動しているので，このスイッチング電源でも動作するはずです。

なお，TUHS25F12は外付けヒューズが必須です。基板式のものは基板上についていますけどね。定格は3.15Aのスローブロータイプと規格表に書いてあります。何でそんなに大きいのが必要なのか.....と思っていたら，かなりラッシュカレントが流れるためのようです。残念ながら，その定格のヒューズは入手できなかったので，通常タイプの3Aを使いました。

LEDスタンド用としては，ケースが問題なんですけど，Hammondの小型アルミダイカストケースがちょうどいい大きさなのでそれにしました。以前，たまに，メーカ製のパワーアンプなんかで音量調整用のボリウムがないものがありますけど，そう言うものをテストするときに便利なアッテネーターボックスを作るときに使って，なかなか具合がよいので再度，使います。赤の縮み塗装がとてもきれいです。

さて，早速，ケースを穴開けして作ります。ものの30分もあれば穴開けは終了です。電源SWは照光式ロッカーSWを使いますが，これでドツボにはまっちゃうんですけど.....

☆回路

LEDスタンド用の回路としては，PWM式調光回路となります。出力電圧は12V固定ですが，パルス式にして，パルス幅を可変してLEDの明るさを調整します。スイッチング周波数は20kHzにして，ちらつきを抑えるとともに，耳にスイッチング音が聞こえないようにします。

ファンレスPC用の電源としては，外径5.5mm，内径2.5mmのACアダプタジャックを設けて，そこから出力することにします。当然，こちらの方はSWは設けません。うっかり切ると大変なことになりますので.....。

なお，調光器内部の回路は，前回の調光回路と同じです。回路についてはこちらをご覧ください。

回路です。

☆組み立て

さて，ケースの穴開けが終わったら，配線します。今回，調光器の基板は前回量産したものですし，買ったものはほとんどありません。手持ちの部品で済んじゃいました。

 調光基板です。

　　タイマ555で発振し，NJM2903コンパレータでPWM波を作ります。

さて，回路が間違ってないことを確認してスイッチオンします。

ん，あれ？

一応，KOWAのLEDライトの部分はちゃんと点灯し，調光することも可能なので成功のようです。ところが....。

ロッカーSWのLEDが点灯しません。あちゃ～～。

実は，最初にDC12Vの電源と，SWを配線し，その段階でテストしたときには点いていたのですが.....。

使用した日本開閉器（今はNKKスイッチズと名前を変えちゃったようですが.....。どうにもなじめません）製のロッカーSWは何度も使っていて，お気に入りなんですけど，照光式のLEDが別配線になっていて，必ずしもAC100Vではなくてもいろんな電圧で動作できるのがメリットです。むかしのネオンランプ式なんかだとAC100Vしか使えませんでしたけど.....。いい時代になりました。

ところが，おそらく，うっかり，LEDのところに直接12Vがかかっちゃったのだと思います。抵抗も介さずに12VもLEDにかけちゃうと壊れます......

困ったな～～～。

今からまたSW買いに行くの面倒だし.....と言うことでSWを分解して，LEDだけ，交換しちゃいましたようやるよな......

意外に簡単で，無事に幅3mmの角形LEDに交換できました。うっかり，スイッチの樹脂が緑色なので，LEDは白で，樹脂で色が緑になっているんだ，と思っていましたが，切れたLEDは緑色だったようです。日開のSWにはない，白色の照光式SWになっちゃいました.....。

ま，これも珍しくていいかと放置プレイです。

 ロッカーSWのLEDを交換しました。

無事にLEDが点灯し，調光回路が動作すればOKです。VRで微妙な光量に調整できてゴキゲンです。

 

　　　ケースの中身です。空いたスペースは電源です。

 調光機能もつけました。

☆PC用電源のテスト

さて，いよいよ年末に作ったファンレスPCに接続してみます。

ところが.....。

なんとかBIOS画面までは立ち上がって，例のくるくる回るWindows起動中のアニメーションまでは出てくるのですが.....。そこまでで，やはりWindows10は立ち上がりません。途中でHDDが止まり，画面は真っ暗になりました。

といって，容量不足が原因ではなさそうです。もし，容量不足なら，スイッチング電源の保護回路が動作して，電源を遮断してLEDスタンドは消えてしまうはずですが，そうではありません。PCも画面が真っ暗ですけど，パイロットLEDは点灯したままですから，電源は入っているようです。

とすると......。

おそらく電源の質によるものだと思います。リップルが大きいとか，出力の変動が大きいとか，あと，根本的に微妙に電圧が12Vでないとか，そういうことが原因で，Windowsが立ち上がらないのだと思います。

困ったな.....

ということで，改めてCOSELの規格表を見てみると，+BC，ーBCの端子にコンデンサがいるようです。

うっかり，ちゃんと規格表を読んでなくて，この端子は空けてありました。この端子は平滑用の端子で，標準で120μFのコンデンサを接続しておく必要があるようです。ここになにもつながないとリップルが大量に出力されてしまい，PCは電源の変動を検知して起動しないんですね。電圧を測ってみると，80V以上の電圧がかかっています。コンデンサの耐圧は160V以上が必要です。

ようやく160V，100μFの電解コンデンサを接続したら無事に起動しました。やれやれ～～。

PCを起動してもスイッチング電源自体はほんのり温かくなるだけで，問題なさそうです。

オールWE真空管式DCプリアンプの製作～その5・測定編～

2020年1月13日の日記

 ようやく完成しました.....

またまた前回から2年も経っちゃいました......orz。

やはり11球式なんて大がかりなアンプは作るのが大変です。おまけに，金田氏の原設計は電源別筐体ですが，それではあまりに大きいし，配線がめんどいので，どうしても電源一体型にしたかったのと，iruchanはいつも何でも小さく作るのが好きなのがたたり，やはりケースが小さすぎて，残りの配線を仕上げるのに時間がかかっちゃいました.....。

正月休みに，入出力の配線を片付けました。やはりプリアンプは大変ですね.....。配線そのものは半日で終わりましたけど，いざ，電源を投入してみると音が出なかったりして，配線ミスを見つけるのに結構時間がかかっちゃいました。うっかり，入力側のGNDを配線していなかったりしたくらいですけど，やはりプリアンプはトラブルが多くて大変です。

今日は特性を調べてみます。

☆EQアンプ

iruchanはまだレコードを聴くので，やはりEQアンプは必要です。今回は奮発して，EQ素子や位相補正にSEコンを使っています。カップリングもいつもお世話になっている河童さんからいただいた，往年の長野日本無線製のケースマイカを使っています。金田氏もZeusのケースマイカ0.47μFを最初の頃，使っていましたね.....。そんなこと知っているのはジジイ。一体，いくらしたのか.....。昔から，一度，使ってみたいと思っていました。河童さん，どうもありがとうございました。

 ケース内部

電源は一体式にしました。EQアンプの電源はリップルフィルタを使ったので，レギュレータは1段です。

真空管はオリジナルは403A，396Aですが，396Aが最近はとても高いので，ヒータ電圧違いの408A，407Aで作っています。整流は412Aですが，ヒータ電力が6.3Wもあって，それが2本ですから....夏はケースが熱そう.....412A代用整流ダイオードというのも買ったので，夏は交換しようかと思っています。SEコンも熱に弱いようですからね。

 EQ特性

ゲインは金田氏の設計のとおりです。MC用なので，ハイゲインで，35dB程度あります。残念ながら，左右のゲイン差が2dBほどあり，また，200HzくらいからRIAA特性から離れてしまいます.....orz。

ゲイン差はこれくらいは出るものですが，RIAA偏差の原因は，音量調整用のVRです。

金田氏はずいぶん前から，信号経路にVRを入れず，フラットアンプのNF抵抗を可変して音量を調整していますので，フラットアンプの入力インピーダンスを高くできる（原設計では750kΩ）のですが，iruchanは昔ながらのVRを挿入して音量調整しています。回路はこちらです。どうにもNF回路にVRを入れるのには抵抗を感じます。音量を0にできない，と言うのもありますけど，音量によってNFB量が変わるのと，VRをNF回路に入れるのは信号経路に入れるのも同じじゃないか，と思っています。

問題は，ここに貴重品のVIOLETの100kΩ（A）を使いましたが，要はカップリングコンデンサのCとHPFを構成しますが，抵抗が小さすぎ，カットオフが低くなってしまっているようです。次回，再調整したいと思います。

☆フラットアンプ

次はフラットアンプ。

f特を測定してみて驚き。なかなか高域の減衰がはじまらず，なんと1MHzでも2.2dBしか落ちていなくて，高域のカットオフがわかりませんでした.....。こんな広帯域のアンプは見たことがありません。真空管アンプとはとても信じられない特性です。もちろん，DCアンプなので，直流までゲインがあります。

 フラットアンプのf特です。

測定してみてびっくり!! なんと，1MHzでもゲインがあります。カットオフ周波数はiruchanのテストオシレータでは1MHzまでなのでわかりませんでした。－1dBで，DC～750kHzといったところです。

また，入出力特性を測定してみると，最大出力電圧はなんと，35～45Vrmsくらいもあります。パワーアンプ並ですね。

 全景です。

右側面のTO-3のTrはヒータのレギュレータ用です。ヒータは407Aのh-k絶縁を考慮して，-40Vで点火しています。

 LED

ついでに，パイロットのLEDは3種類つけました。金田氏はφ5mmのLEDを使っていますが，iruchanはいつも，φ3mmを使っているのに，今回はφ5mmにしました。やはりちょっと大きすぎます....。

ピンクはAC100V，電球色はヒータ，赤は高圧を示します。ヒータ回路と高圧回路はリップルフィルタを使っているので立ち上がりが遅く，整流管412Aを使っているせいもありますが，高圧は30秒ほど経たないと点灯しません。

　　　　　☆　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆

ようやく完成したと思ったら，EQアンプは再調整が必要です。

と言う次第で，また次回へ続きます..........