多くのスイッチング電源ICは、参照電圧Vrefが一定になるようにスイッチングをON/OFFもしくはPWM制御してくれる。
基本は、「ほしい電圧になる抵抗の組は何か？」「特定の抵抗を組み合わせたとき、何Vを作る電源になるのか？」の2つが知りたい。
オームの法則で簡単に解けるけど、いちいち紙に書いたり電卓を使うのすら面倒なので、一発で計算してくれるツールを作った。
https://codepen.io/ullah/full/wBBpXxM
個人的には相当便利だと思うので、試してみていただきたい。
Champ 5F1もどきがうまくいったので、次は5C1を作ってみる。
というのも、Mini 5F1はMT9→MT7という並びがちょっとアンバランスに見える。
また、今まで5F1しか作ったことがないので、プリが5極管のときの音も聞いてみたい。
■真空管の選定
本家は、プリ6SJ7→パワー6V6GTという構成。5極管＋5極管。
プリに使えそうなMT管を調べてみると、6AU6ファミリがちょうどよさそう。
パワー管は12AQ5を使いまわしたいので、プリ12AU6→パワー12AQ5の組み合わせに決定。
■回路図、実態配線図
回路図はhttps://www.google.com/search?q=5C1+schematicで探してください。
よくあるシングルアンプだが、初段はグリッドリークバイアスによって部品点数を削減しているのが面白い。
プレートがそのまま接地され、第1グリッドにはグリッドリーク抵抗5MΩをつけて、コンデンサを挟んで入力を受けている。
このカップリングコンデンサを除くと、初段のバイアスが崩れるので要注意。
■実物
で、できたのがこれ。
前作と違い、パワー管を少し左にオフセットさせている。
5F1で感覚をつかんだので、相当早く作れるようになった。
1番時間がかかったのは、プリ管に採用した12AU6のオークションでの到着待ち。
はらわたはこんな感じ。
だんだん感性がマヒしてきて、まだまだスペースがあるように感じてしまう。
今回は、3Dプリンタの活用範囲をさらに広げた。
FET固定だけでなく、コンデンサの固定台も作成。
OPトランスのネジと共締めできるようにしている。
手乗りアンプができた。音もいい感じ。ちゃんとFenderの音がしている・・・気がする。
実態配線図。実際に作ったものとは配置が微妙に異なるが、回路は同一。
ぺるけさんの真空管式とトランジスタ式ミニワッターが完成してオーディオ環境は十分になった。次は真空管のギターアンプが欲しい。
実家に昔作ったChamp 5F1のデッドコピーはあるものの、音もボディも大きすぎる。
また、ずいぶん昔からB電源にスイッチング電源を試したいと思いつつ何度も挫折してきたので、そろそろリベンジしたい。
というわけで、信号は5F1系のフルチューブ、B電源は自作のチョッパー、A電源は12Vのスイッチング電源という構成で考えてみる。
■参考文献
真空管は熱い！さん：https://vacuumtuber.com/2024/10/29/post-2161/
前者は小型化、チョッパーの実装が大変参考になる。使うコイルの種類や値、FRDを1JU41にするなど、色々真似させていただいた。小型ケースに詰める技術も凄まじい。
後者は球と回路定数の選定で参考にさせていただいた。6V6系の選択肢として6AQ5があると知り、その家族の12AQ5を使うことにした。
■回路の実験
電源は12VからDC-DCチョッパーで250Vを作る。6V6よりも6AQ5のほうが耐圧が低いみたい。6Vを作るのが面倒なので、12AQ5にする。
定数は5F1と先人のものをほぼ踏襲。
ブレッドボードで試作。結構いい音。スピーカーは昔作ったFE83Eで、相性いい。
ケースを加工していく。TENTECさんに刺激され、タカチのHammond 1590A互換で組む。
真空管とトランスを載せたところ。
手乗りサイズなのに立派に真空管アンプなのが面白い。
VRを9mm角に付け替えたいのと、1.5kΩの抵抗が材欠なので、残りの実装は部品が来てから。
エフェクターを繋ぐため、386スモーキーアンプよりもクリーンで癖のないパワーアンプが欲しくなった。時間をかけず、手頃なIC一発で組むことに。
大したものではないが、完成した回路は以下の通り。
■パワーアンプ部分
ネットで参考になりそうな事例を漁っていると、NJM2073の回路がいくつか見つかった。NJMのものはディスコンで秋月でも手に入らないが、M2073というセカンドソースは今でも入手可能のよう。こちらはLM386/NJM386によく似たパワーアンプICだが、ゲイン調整ができない代わりに2回路入りというもの。
2回路あるので、それぞれから逆位相の信号を出すようにし、スピーカーを挟むBTLというつなぎ方もできるらしい。出力用のカップリングコンデンサが不要になるのと、理論上は倍の電流でスピーカーを駆動し大きな音を取り出せることがメリットのよう。
■入力インピーダンスのケア
2073は386系と違って入力抵抗が100kΩと高く使いやすいが、ギターのピックアップやウクレレのピエゾを繋ぐにはまだまだ低インピーダンス。試しにブレッドボードでBTLアンプを組み、7ピンの入力に直接ウクレレのピエゾ出力を繋いでみたが、やはりローがすっぱり消えてしまってキンキン音にしかならない。なので、2SK30Aのソースフォロワを前段に据える。
ソースフォロワ部分は、バイアスをかけず、コンデンサも入れず、入力抵抗も無しにした。試しに1MΩの入力抵抗をつけたが、それでも音痩せしてしまう。ピエゾを受けるには数十MΩが必要なのだろう。入力抵抗無しでも特にノイズが乗ったり等は無かったので、電気回路としてあるべきかはわからないがひとまず無しにした。バイアスとカップリングコンデンサもお作法としては入れるべきなのだろうが、手持ちの楽器を繋ぐ分には特に音割れすることも無かったので割愛した。
本来はソースに固定の抵抗を繋ぎ、コンデンサで交流だけを取り出してから可変抵抗で分圧する。可変抵抗を直接ソースに繋ぐと、ボリュームを絞るほどRCのバランスがハイパスフィルター寄りになり、ローが通らなくなるが、聴覚上問題なかったのでこの構成にしている。
■コンデンサの定数およびの検討
検討といっても、オームの法則とハイパスフィルタ・ローパスフィルタの基本原則くらいしか知らないし、安いテスターしか持っていないので、理論や計測ではなく現物を耳で聞いて自己満で判断しているだけ。
5ピン8ピンの間の104は、データシートだと10uFになっている。これをタンタル10uFにすると、低音も高音もしっかり出るようになった。ケミコン10uFだとローは同じくらいだが、高域が少し濁った感じになる。104だと、程よくローカットされてすっきりする。オーディオアンプとしてはタンタルが1番な感じだが、楽器として使う場合は好みでよいと思う。
5ピンに繋いだ103はデータシート通りだが、これもセラミックにするかフィルムにするか、定数を下げるか等がチューニングのポイントになる。
最後に、スピーカと並列の抵抗＋コンデンサがあるが、こちらは発振防止のためのよう。元は1Ω＋0.22uFだが、音痩せしすぎるので10Ω+104にしている。
■試運転と雑感
回路図通りにブレッドボードで組んでVOX MINI3のスピーカに直結し、ウクレレとギターで鳴らしてみたが、本当に素直な音がする。足し引きが無いという感じ。
VOX MINI3は音を変えて軽く遊ぶ分には面白いけど、ノイズが多いし弄り回した音になってしまう。エフェクターを繋いでもキャラクターがわかりづらい。対して、2073アンプならエフェクターの個性がよくわかる。
ワンコイン以下で、ウクレレの練習用＋ギターのエフェクター試験用アンプという目的達成できたので非常に満足。
ハムバッカー4芯化で学習した内容を実践してみる。
スイッチ増設するか迷った末、安さと実装の楽さからピンヘッダ方式に決定。どうせライブで使うわけではないので結果十分だった。
最初は、4芯化して2回路3ポジションのスイッチでシングル⇔ハム⇔パラレルシングルの切替をできるようにしようと考えていたが、できるだけボディを加工したくないし、まずはシングルの音が使えればいいと割り切った。
この場合、2つのコイルを結んだ部分とGNDを短絡するかどうかを切り替えるだけでよい。
原理は以下の図に示す通り。
A-～B+の結線を、B-が繋がっているGNDに図右側のオレンジの線で短絡させると、Bのコイルの信号はすべてGNDに吸われるので、Aの信号だけが出る"シングルコイル"として使えるようになるというわけ。
元々はこんな状態。
ボディの加工に比べると数段楽で、気軽に試せる範囲と思う。
http://www.op316.com/tubes/mw/mw-6dj8pp-2017.htmの6DJ8全段差動PPミニワッター2017を作った。
■回路
回路、ラグの配置は原典をほぼ踏襲。
ラグは配置の問題から10+10の2枚に分けて、30V ZDの部分だけを片ラグに置き換える。
また、MT9ピンソケット周りも片ラグを排して空中配線する。
原典より小さい100x50x200mm程度のシャーシを使ったので、クリアランスがかなり厳しかったので、もう少し大きいシャーシがオススメ。
電源と無線系はシャーシの側面に配置し、電源トランスやアウトプットトランスの上にも基盤を配置するなど結構無理やり詰め込んでいる。
■費用
トランスが非常にお高く、電源用とOPT2つで3万近くなり、今回の構築費用の7割程度を占める。
真空管はヤフオクで旧ソ産2本2,300円のものをゲット。
■写真など
まずは電源を作ってテスト。
