カソードマイナス給電型6BQ5 Singleアンプ

(概要)ちょっとかわった真空管アンプを作りました。

　・安価・シンプルで調整不要

　・現代的なソース・小型・低能率のスピーカとも好相性

(方針)

下記のような方針でアンプを作ることとしました。

　・自分の手持ちのスピーカ(ユニウェーブ型、4Ω・低能率だけど気に入っている)や、近代の小型・低能率スピーカでもまともに聴ける音にする。
ただし、それほど大音量は求めない。

　・初心者でも容易に作れるよう極力シンプルにし、細かいチューニングが不要な設計とする

　・ソースはCD,DVDを想定する。

・オーケストラ曲をよく聴くので分解能や、定位感はしっかりしたものが欲しい。

そこで、

　・５W程度のシングルアンプとする

　・高DFを得るため、PK帰還で多量の安定的なNFBをかける

　・上記仕様を実現するため高増幅率の初段と出力段との２段構成とする

　・シャーシは無理に小型にせず、雑音を拾いにくい構成にする

いろいろな球がある中で、出力段は手軽に高音質が得られそうな6BQ5を、初段はポピュラーな6AU6を選択しました。

(回路図)

(回路の特徴)

１．NFBはOutputTrans1次側からかけます。
これにより、下記のメリットが得られます。

　・時定数が１つだけなので、多量のNFB(20dB以上)を安定的にかけることが出来る。
→出力管の内部抵抗が小さくなる(1kΩ程度)ので出力トランスの低域特性も良くなるはずです。

　・スピーカの逆起電力の影響を軽減できる。

２．出力段についてはOutputTrans側を接地し、カソードにマイナス電源を供給します。
これにより、下記のメリットが得られます。（詳しくはここ！）

　・NFB回路中に直流カットのコンデンサーを挿入する必要がない。
　最終的に時定数がコンデンサ×1個なので発振の心配が皆無で、NFBの精度を上げることが出来る。

　・電源リップルによる雑音がNFBループに出にくい(はず?)。

　※不安要素は、カソード〜グリッド間のリップル成分が高感度の出力管で増幅されてしまうこと。対策は下記３番参照。

３．-B電源・-C電源のCR時定数を合わせて出力段のG-K間の残留リップルをキャンセルさせます。

４．出力段のカソードバイパスコンデンサは直接出力トランスに接続し、カソード−出力トランス間のコンデンサーを
　　１段で済ませています。(通常は２段になります)

５．増幅段B電圧の供給先として、6AU6と並列に固定抵抗を配することで、コンデンサに電荷が残り続かないようにする
　　とともに、わずかながらプレート電圧の安定を図っています。

６．電源トランスは出力段と増幅段を別にし、出力段用は余裕のある容量の絶縁トランスを倍電圧整流させています。

７．電源の整流回路はLRのクロストーク特性を重視し、リップルフィルターを独立させました。

　・出力段B電源用のチョークコイルはLR独立。
　　100mAのチョーク×1個よりも50mAのチョーク×２の方が安価なので価格には影響なし。

　・初段B電源用のリップルフィルターは2段とし、2段目をLRに分岐させている。
　→初段のリップルフィルターはオーバースペック。普通に1段で十分であった。

８．その他の基本的な電圧や抵抗値は既存の動作例をそのまま適用し、細かい測定・調整を不要としました。

　・6AU6の抵抗容量結合は出力段Rg=470kΩ以下の中で最も低ひずみでゲインが取れそうなパターンを選択しました。(下表)

6AU6抵抗容量結合

　・6BQ5の動作例からは、球の定格に余裕があり、より高DFが期待できる7kΩ負荷のパターンを選択しました。(下表)

(実装図)

(実装の特徴)

１．シャーシは電源部,L,Rの3つに分け、まな板の上に配置しました。
　電源部は銅版の上に配置し、シャーシはカバーの役割のみを担っています。

　これにより、下記のような効果を狙いました。

　・左右クロストーク特性の向上

　・電源部のリーケージフラックスの影響の低減

　・重いトランス類を安定して設置できる

　・電源トランス類が見えないので、視覚的にすっきりする

２．出力段のカソード抵抗は電源部に配置しています。

　・出力段付近に配置するよりも放熱が楽。これによりソケット周辺のコンデンサーが高熱にさらされない。

(調整)

特に調整は必要ありません。

もし出力段のプレート電圧を変えたい場合は、8S50Wの端子が、一次側は90V/100V/110V、二次側は100V/115Vと豊富にあるので
適当な組み合わせを探れば調整可能です。

また、増幅段のプレート電圧は並列接続の抵抗値の変更で調整する方法も可能です。

(特性)

１．残留リップル

・SP出力(4Ω)でL/Rchとも0.3mV。

値としては十分でしょう。低能率の我が家のスピーカでは全く気になりません。

・始めは50Hzのハムが1V以上も出ていました(初段の6AU6を取りかえるとレベルが変わったのでその周辺の配線か6AU6そのものに
原因があったと判断しています)が、いつのまにか小さくなりました。

２．クロストーク

・測定限界以下(50Hz最大出力時でも残留リップルの変動範囲以下でした)

※　クリップ状態でも逆側のスピーカ出力の電圧に変動はありませんが、このときアンプ本体から、かすかな(ヘッドホンから漏れるような)音がします。

３．ダンピングファクタ(DF)

　・Lch/Rchとも9.6　(1kHz -20dB入力/Volume最大時)

　トランス2次側からのNFBがないにも関わらず非常に大きな値を実現できました

(音質)

　あくまでも主観ですが、気に入った点・不満点をまとめると下記のようになります。

　１．気に入った点：

　・音がストレートに前に出てくる

　・低音が良く出る

　・木管楽器・ギターなどの音色は特につややかで生々しい

　・打楽器・ギター等の立ち上がりが明快

　・定位感は抜群

　２．不満な点

　・特になし。

(自画自賛)

　ポータブルのCDをつないで、Etherケーブルをスピーカケーブルとして音出ししてみました。
何の調整もなしに予想以上に生々しく美しい音が出ました。
ただ、ハムがひどく、どこか失敗したか。。と焦りましたが、6AU6の球そのものが原因だったようで、しばらく使うとハムは気にならないレベルまで下がりました。

　ダンピングファクターは真空管の多極管シングルアンプにしては異例なほど高く、低音も非常に良く出ます。
おかげでマーラーなどの大編成の曲でも各パートが手に取るように聴こえてきますし、ドラムの音などはスピーカーから飛び出てくるようなパンチ力があります。
しっとりした曲よりも元気の良い曲の方が得意です。

　ついついボリュームを上げたくなる音質のため、調子に乗ると当然クリップしますが、通常の家庭での再生では十分な音量だと思います。

　音色は基本的に艶やかで美しく響きますが、球によって子音やブレスの音が強調されたり、暗めの音色になったりと、音色は変化します。

　しばらくはサンスイの石(トランジスタ)のアンプはセレクタに成り下がっていましたが、数ヶ月ほどして冷静に聴き比べてみると、
イージーリスニング風な曲は石の方が聴きやすいようです。
また、音場感は奥行き方向が狭くなるようです (それだけすべての音が近めに聴こえ、生々しいということでもありますが) 。

　まぁ自分で作ったものはよくきこえるもんでしょうけど、材料費が2万5千円程度にしては信じられない音質だと思います。

(反省)

　最初はうれしくて自己満足していたのですが、第２作と聴き比べたりして、冷静に考えるといろいろな反省点があります。

・まず、カソードにマイナス給電を与えたのは正解だったと思います。
詳しくはここに書いていますが、当初考えていた「多量にNFBをかける」というだけでなくいろいろなメリットがあることがわかりました。

・リップルフィルターは増幅段(プラス)、出力段(マイナス)ともに過剰だったようです。
たとえば回路図のR1,C2は省略しても問題ないです。
また、R12をショートさせても残留雑音に全く変化がなかったので、R12,C12も省略可能です。

　それでいながら残留雑音が0.3mA以下に下がらないのは、別の問題があるといわざるを得ません。
電源部と増幅部が離れていることもあるので、アースラインとヒーター線をもっと太くすべきでした。

・LR別シャーシでまな板に配置したのは音質に効果があるのかどうかわかりませんが、保守性は非常に悪いです。
普通のアンプと同じスタイルの方がチューニングしやすくて良いと思います。

・低域の力強さに比べて高域の伸びがあまりよくありません。
音場感が出にくいのはそのためだと思います。
原因としては、トランスの二次側からNFBをかけていないのが大きいと思いますが、6AU6抵抗容量結合のパターンの選択ミスも大きそうです。
トランスの容量・ゲインともに十分余裕がありますので、Rp/Rg2= 0.1M/0.27MΩのパターンにすべきです。(参考)

(球・ケーブル・CDプレイヤー)

アンプに一応満足となると、周辺をあれこれいじりたくなってきます。

あくまでも気分的なデータですがご参考までに。

球を替えてみました

もともとはTungsram(ハンガリー)の中古品を入れていましたが、試しにSvetlana SV83 (ロシア)を買ってみました。
6BQ5/EL84互換ということだったのですが、特性が合わず出力が出ませんでした。
苦情を言ったところ親切なことにSOVTEKの6BQ5/EL84に交換してくれました。

また、やはり本場のAmerica製ということでGeneral Electoricの6BQ5を購入。
さらに、安かったのでユーゴスラビアのEi製のEL-84も衝動買いしました。
Ei のニッケルプレートのものがあり、珍しいので買いました。
さらに、ロシアCCCP製の6BQ5も安かったので買って計６種類で視聴しています。

感想をまとめます。

　Tungsram ：☆音色が艶やか・まろやかで美しい。低域の分解能は甘め

　SOVTEK ：音色は暗めで太い音　低音が力強い

　GE ：☆派手で細かい音までくっきり聴こえる　何を聴いても楽しい

　Ei ：艶が少なく、枯れた味わい　地味で控えめ

　Ei(ニッケル)：通常タイプよりはバランスが良い

　CCCP ：☆派手でGEと似た分解能があるが、少し子音が強調される傾向がある

※　現在は本アンプはバラしてしまいましたので、新たに購入した球も含めて、第２号機での視聴結果をご参照ください。

SPケーブルを替えてみました

最初はただで入手できたこともあり、LAN用のEtherケーブルの撤去品を利用しました。
特徴は低コスト(撤去品をただで入手しました)、8芯のツイストペアケーブル(4対使用)で100MHz(1GHz)も通る線のため好みのストレートな音質が狙えそう、ということでうまくいけばのリッツ線のような特性になるかな？という期待がありました。
SANSUIのアンプに取り付けていたSAECの太めのケーブル(ちょっと高価)も試してみました。
また、基本は単線だということで手持ちの0.4mm, 0.8mm,1.0ｍmの安物も試しました。

感想をまとめます。

　Etherケーブル ：明るくハイスピード、低音がやや軽く音色に癖がある

　SAEC製品 ：太く柔らかい音　細かい音がもやつく

　0.4mm単線 ：☆ハイスピードで低音も良く出る　タイトな音だが癖は少ない

　0.8mm単線 ：聴きやすいが、やや中音域がふくれ、最低音域が聴こえにくい

　1.0mm単線 ：太く柔らかい音　SAECよりも分解能はあるが艶がない

最近まで音のスピード感をとってEtherケーブルにしていましたが、今は0.4mm単線にしています。

なお、LineケーブルもEtherケーブルを使ったものを自作しました。

こちらは少しややこしいですが下記のように接続します。

　　1ペアをHot/Coldとして使用。

　　残り６芯は、PowerAMP側はColdに接続しPreAMP側はピンプラグ内で切断

音の傾向はSPケーブルとほぼ同じです。

※　２号機では、1.0mmの銀メッキ単線(オヤイデ)を撚らずに使用しています。
ワイドレンジで分解能も良く、気に入っています。
ピンケーブルも同じ銀メッキ単線で0.8mmくらいのものを撚って自作したものを使っています。

CDプレーヤーを替えてみました

最初CDプレーヤーとして、松下のポータブル、DENONの据置型(DCD-1650AL)、VictorのDVDと持っていました。
現在はDENONとVictorは処分してMarantzのDVD(DV-1)で聴いています。

感想をまとめます。

　松下ポータブル ：Ni-Cd電池で聴くとさわやかで良い　バイオリンの音などが細くなる

　DENON 据置 ：重厚　透明感がない

　Victor DVD ：音色は美しい　低音が甘く細かい音が聴こえない

　Marantz DVD ：☆少し固めの音色だが、艶やかで明確、力強い

※　現在はMarantzのDVDプレーヤーで聴いています。DENONとVictorは処分しました。
　アンプもSANSUIのプリメイン・本アンプともに処分しました。

(参考)物品リスト

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