KT88pp 制作奮戦記その１ ― 2019年12月04日 22時33分30秒
前回8月27日付の記事で掲載した暫定版の回路で作ってみたのだが、いつものことながら一筋縄ではいかず、一難去ってまた一難の連続。やっと本日、完成の日の目を見た。
まずは最新版の回路図を公表。まずは増幅部から。
次に定電圧回路部。
そして電源回路。
実機近影。
まずは最新版の回路図を公表。まずは増幅部から。
次に定電圧回路部。
そして電源回路。
実機近影。
KT88pp 制作奮戦記その2 ― 2019年12月06日 21時23分03秒
まだエージンが始まったばかりなので、本領発揮はまだ先。調整中に故あって KT88を２本を壊してしまい、一週間前に新たに１ペア購入したばかりなので、それもあってエージングには余計時間がかかる。
写真はKT88のプレート電流を調整しているところ。回路図でおわかりの通り、初段と終段は直結である。半導体は温度の影響を受けやすく特性が無視できないほど変化する。そのためアイドリング電流は結構変動する。これをいかに小さくするかが今回の課題の一つになった。とにかく実用範囲には収めたつもりだが、、安全を考えるなら直結は止めた方が良いというのが正直な感想。
次に矩形波入力時の出力。f=10KHz, 負荷は８Ω。
-3dBポイントは29KHz。NFBをかけているのに、高域が伸びないのは明らかに出力トランスの影響である。
NFBをはずして初段だけの周波数特性を測定すると、200KHzを超えている。これはプローブの容量（18.5pF）の影響を受けた結果なので、実際はもっと高いだろう。
負帰還をかけているので位相補償が必要と思っていたが、補償なしでもリンギングが見えない。
写真はKT88のプレート電流を調整しているところ。回路図でおわかりの通り、初段と終段は直結である。半導体は温度の影響を受けやすく特性が無視できないほど変化する。そのためアイドリング電流は結構変動する。これをいかに小さくするかが今回の課題の一つになった。とにかく実用範囲には収めたつもりだが、、安全を考えるなら直結は止めた方が良いというのが正直な感想。
-3dBポイントは29KHz。NFBをかけているのに、高域が伸びないのは明らかに出力トランスの影響である。
NFBをはずして初段だけの周波数特性を測定すると、200KHzを超えている。これはプローブの容量（18.5pF）の影響を受けた結果なので、実際はもっと高いだろう。
負帰還をかけているので位相補償が必要と思っていたが、補償なしでもリンギングが見えない。
Laptech水晶を使った発振器 ― 2019年12月06日 21時47分37秒
Laptec水晶発振子を入手したのは本年の１月だった。その後、周辺部品をそろえてはいたが、いろいろあってそのまま放置していた。
CirclotronとKT88ppが一段落したので、やっと手をつけることにした。専用基板はdiyAudioでandrea_moriさんがGBで配布してくれたのでそれを使わせてもらう。
写真は部品を載せた状態。右半分はサイン波を矩形波に変換する部分で、発振回路の動作を確認してから実装する。ここにはPOTATOのPO74GU04A（アンバッファタイプ7404）を使うのだが手元になく、いまeBayで購入して送ってもらっているところ。来週あたり届くと思う。
昨夜、電源を入れてみたらうんともすんとも反応せず。こんな簡単な回路なのに電圧もおかしい。一晩寝て頭を冷やしてよく見ると、部品一個付け忘れていた。これをつけたら一発で発振してくれた。部品は水晶を除いてすべて表面実装部品。特にやっかいだったのは半固定抵抗器。これは一番最初に半田付けしておくべきだった。
発振周波数は45.1584MHz。ほかの発振器のことはよく知らないが、高い周波数の割には正弦波らしい波形に見える。
POTATOの7404が届くまで24時間エージングをかけておく。きちんとした電源もあつらえておかなければ。当然GaN素子を使ったTaylor型である。年明けの1月中にはDACに投入したいものだ。
CirclotronとKT88ppが一段落したので、やっと手をつけることにした。専用基板はdiyAudioでandrea_moriさんがGBで配布してくれたのでそれを使わせてもらう。
写真は部品を載せた状態。右半分はサイン波を矩形波に変換する部分で、発振回路の動作を確認してから実装する。ここにはPOTATOのPO74GU04A（アンバッファタイプ7404）を使うのだが手元になく、いまeBayで購入して送ってもらっているところ。来週あたり届くと思う。
昨夜、電源を入れてみたらうんともすんとも反応せず。こんな簡単な回路なのに電圧もおかしい。一晩寝て頭を冷やしてよく見ると、部品一個付け忘れていた。これをつけたら一発で発振してくれた。部品は水晶を除いてすべて表面実装部品。特にやっかいだったのは半固定抵抗器。これは一番最初に半田付けしておくべきだった。
発振周波数は45.1584MHz。ほかの発振器のことはよく知らないが、高い周波数の割には正弦波らしい波形に見える。
POTATOの7404が届くまで24時間エージングをかけておく。きちんとした電源もあつらえておかなければ。当然GaN素子を使ったTaylor型である。年明けの1月中にはDACに投入したいものだ。
KT88pp 制作奮戦記その３ ― 2019年12月09日 12時20分13秒
KT88ppのエージングが進むうちに音がこなれてきて、当初キンキンと妙にうるさかったり、低音域も団子状になってさえなかったのがだいぶ様になってきた。
一方、課題も見えてきた。右チャンネルの初段に使っているE88CC（Siemens)が不定期にノイズを出す。また両チャンネルともに、ツイーターに耳を近づけるとシャーというノイズがやや多い。このe88ccは数年前に4本ペアで中古で手に入れたもの。
実はアンプを組み終えて調整に入るときに、この真空管がトラブった。1本は指でたたくと盛大にアイドリングが変動してしまいNG。もう1本は、双極管の偏差が大きすぎてホットとコールドのバランスが全くとれず、これもNGに。残った2本でやっと完成にたどり着く始末。
直結式は初段の安定度が命なので、相当よいものを使わないとKT88を一瞬にして召天させかねない。白状すると、実際に2本を召天させてしまった（涙）。
その点、Circlotronに使っているWE420Aはすばらしい。一度出力電圧をゼロポイントに調整すると、スイッチオンからのドリフトは極小で、これにはいつも驚かされる。
もう一つの課題は、少々ハムが多いこと。あまり能率の高くないYAMAHAのブックシェルフスピーカNS10-PROでさえもハムが聞こえる。原因はわかっていて、マイナス電源のリップルを抑え切れていないためである。これは近々対策予定。
さて、一度作ったものは時間とともに記憶がこぼれ落ちていく。自分が何をしたのか備忘録代わりに、基板の表面と裏面を載せておく。 まずは表面から。
基板の真ん中ではちまきをしているのは2N4403。温度差があるとホットとコールドのアイドリング電流がずれてしまうので、一応熱結合してある。
そのはちまきの上側と下側にそれぞれ二個ずつ見えるのがNFBとして使っているVishayのVAR 抵抗で、KT88ppの実力を追求するためにこれを使うことにこだわった。
次に裏面。
基板の真ん中あたりに見える水色のワイヤーはヒーター線である。いつものとおりに、何度も回路を修正したので最適な配置とはなっておらず、ジャンパーが何本か見える。
一方、課題も見えてきた。右チャンネルの初段に使っているE88CC（Siemens)が不定期にノイズを出す。また両チャンネルともに、ツイーターに耳を近づけるとシャーというノイズがやや多い。このe88ccは数年前に4本ペアで中古で手に入れたもの。
実はアンプを組み終えて調整に入るときに、この真空管がトラブった。1本は指でたたくと盛大にアイドリングが変動してしまいNG。もう1本は、双極管の偏差が大きすぎてホットとコールドのバランスが全くとれず、これもNGに。残った2本でやっと完成にたどり着く始末。
直結式は初段の安定度が命なので、相当よいものを使わないとKT88を一瞬にして召天させかねない。白状すると、実際に2本を召天させてしまった（涙）。
その点、Circlotronに使っているWE420Aはすばらしい。一度出力電圧をゼロポイントに調整すると、スイッチオンからのドリフトは極小で、これにはいつも驚かされる。
もう一つの課題は、少々ハムが多いこと。あまり能率の高くないYAMAHAのブックシェルフスピーカNS10-PROでさえもハムが聞こえる。原因はわかっていて、マイナス電源のリップルを抑え切れていないためである。これは近々対策予定。
さて、一度作ったものは時間とともに記憶がこぼれ落ちていく。自分が何をしたのか備忘録代わりに、基板の表面と裏面を載せておく。 まずは表面から。
そのはちまきの上側と下側にそれぞれ二個ずつ見えるのがNFBとして使っているVishayのVAR 抵抗で、KT88ppの実力を追求するためにこれを使うことにこだわった。
次に裏面。
KT88pp 制作奮戦記その４ ― 2019年12月09日 12時56分46秒
今回のアンプの設計仕様のポイントは以下の通りである。
１）初段から終段までバランス回路とする。
２）出力トランスの高域特性を改善するためにNFBを2次側からかける。
３）初段と終段を直結することで、カップリングCを排除する。
以下、これを実現するために試作段階で遭遇したトラブルについてまとめる。
トラブル一覧表
１）出力トンスの２次側の処理について
２次側をGNDから浮かせてはならないことは知っていた。それで回路としてはNFBの抵抗を介し、初段のバイアス電圧部で2次側出力がGNDにつながるように設計した。
ところが、KT88のアイドリングを上げていくと発振し、最初は原因がつかめず迷走するも、結論として２次側がGNDから「浮いている」ためと判明。
先人の知恵を拝借すると、バランス回路では4Ω端子をGNDに落とすケースと、100Ω程度の抵抗で0Ωと8Ω（もしくは16Ω）をGNDに落とすケースとがあることがわかった。Dynacoトランスは4Ω端子があるのでこれをGNDに落とせばシンプルに解決するはず。しかし、シミュレーションしてみるとなぜかひずみ率が悪化するとの予想。
手持ちの関係から最初は510Ωで試してみるとIp=25mA以上で発振してしまう。結局、270Ωで安定することがわかった。（前回掲載の基板には510Ωのときのものが写っている）
2）MOSFETの温度特性
当初、定電流回路にDN2540を使うことにしていた。ところが試作してみるとスイッチオンの後のドリフトが大きく、プレート電流が大きく変動し、全く実用にならない。
TL431のような温度補償された定電圧素子を使えば解決するであろう。しかし、できるだけ手元にある部品を使いたいとの主旨から結局サブミニチュア真空管7963に登場願った。結果、ドリフトは実用範囲に収めることができた。
3）初段の高域特性が極端に低くなる現象
初段はカスコード増幅回路を構成しているので出力インピーダンスがかなり高い。しかし、KT88と直結させても周波数特性にはさほど影響が出ないだろうと踏んでいた。
ところが測定してみると予想以上に高域が早く落ちてしまう。当初ほかに何か原因があるのではないかと悩んだが、結局KT88の入力容量が影響しているとの結論に至った。
となると対策は、カソードフォロワーかソースフォロワーを入れるしかない。実機では、定入力容量のMOSFETであるLND150を使うことにした。小さな部品なので基板に実装しやすかったことも決め手となった。
NFBをはずしてKT88のグリッド部分の周波数特性を測定すると、-3dBポイントは200KHz以上となり、満足できる結果となった。
以上のトラブルは、ベテランの方々から見れば設計段階ですぐに見抜ける程度の話であろう。しかしNFBをかけて出力トランスを使った真空管アンプのノウハウは皆無に近い私には、貴重な体験であった。
今回のことをとおして、「本物の知識は痛い目に遭わないと身につかない」、言い換えれば「身銭を切らなければ自分のものとならない」との真理を改めて学ぶ機会となった。
昨今はネット検索で手軽に情報を手に入れられるたいそう便利な世の中になったが、本物の知識を蓄えている人がどれだけいるのか、老婆心ながら心配になってくる。
１）初段から終段までバランス回路とする。
２）出力トランスの高域特性を改善するためにNFBを2次側からかける。
３）初段と終段を直結することで、カップリングCを排除する。
以下、これを実現するために試作段階で遭遇したトラブルについてまとめる。
トラブル一覧表
１）出力トンスの２次側の処理について
２次側をGNDから浮かせてはならないことは知っていた。それで回路としてはNFBの抵抗を介し、初段のバイアス電圧部で2次側出力がGNDにつながるように設計した。
ところが、KT88のアイドリングを上げていくと発振し、最初は原因がつかめず迷走するも、結論として２次側がGNDから「浮いている」ためと判明。
先人の知恵を拝借すると、バランス回路では4Ω端子をGNDに落とすケースと、100Ω程度の抵抗で0Ωと8Ω（もしくは16Ω）をGNDに落とすケースとがあることがわかった。Dynacoトランスは4Ω端子があるのでこれをGNDに落とせばシンプルに解決するはず。しかし、シミュレーションしてみるとなぜかひずみ率が悪化するとの予想。
手持ちの関係から最初は510Ωで試してみるとIp=25mA以上で発振してしまう。結局、270Ωで安定することがわかった。（前回掲載の基板には510Ωのときのものが写っている）
2）MOSFETの温度特性
当初、定電流回路にDN2540を使うことにしていた。ところが試作してみるとスイッチオンの後のドリフトが大きく、プレート電流が大きく変動し、全く実用にならない。
TL431のような温度補償された定電圧素子を使えば解決するであろう。しかし、できるだけ手元にある部品を使いたいとの主旨から結局サブミニチュア真空管7963に登場願った。結果、ドリフトは実用範囲に収めることができた。
3）初段の高域特性が極端に低くなる現象
初段はカスコード増幅回路を構成しているので出力インピーダンスがかなり高い。しかし、KT88と直結させても周波数特性にはさほど影響が出ないだろうと踏んでいた。
ところが測定してみると予想以上に高域が早く落ちてしまう。当初ほかに何か原因があるのではないかと悩んだが、結局KT88の入力容量が影響しているとの結論に至った。
となると対策は、カソードフォロワーかソースフォロワーを入れるしかない。実機では、定入力容量のMOSFETであるLND150を使うことにした。小さな部品なので基板に実装しやすかったことも決め手となった。
NFBをはずしてKT88のグリッド部分の周波数特性を測定すると、-3dBポイントは200KHz以上となり、満足できる結果となった。
以上のトラブルは、ベテランの方々から見れば設計段階ですぐに見抜ける程度の話であろう。しかしNFBをかけて出力トランスを使った真空管アンプのノウハウは皆無に近い私には、貴重な体験であった。
今回のことをとおして、「本物の知識は痛い目に遭わないと身につかない」、言い換えれば「身銭を切らなければ自分のものとならない」との真理を改めて学ぶ機会となった。
昨今はネット検索で手軽に情報を手に入れられるたいそう便利な世の中になったが、本物の知識を蓄えている人がどれだけいるのか、老婆心ながら心配になってくる。
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