Dynaco MK3の改造(25)三結・無帰還に変更2018年01月03日 21時35分49秒

みなさま、あけましておめでとうございます。

元旦は仕事が入り、我が家は昨日から3日間の休みをいただいている。この時期としては気温は高めで吹雪にもならず、まことに静かな正月である。近くの公園では小さな子供がソリ遊びをしている声が聞こえてきた。

さて、「年の初めのためしとて♪」の懐かしい歌にあるように、昨年からの課題に挑戦する。
ターゲットはDynaco MK3。改造当初はメリットに目が行ったが、時間が経つにつれデメリットが目立ってきた。音が前に出るのは良いのだが、どこか詰まっている印象がつきまとう。気になり始めるとどうにかしたくなるものだ。

それで結局、三結、無帰還になった。
改造は簡単で、片チャンネルなら30分もかからない。KT-88のスクリーングリッドは一般に100Ωから1KΩ程度の発振防止用の抵抗をシリーズで入れる。以前は510Ω抵抗を入れていた。今回は、省スペースの目的もあってちょうど手元にあったファインメットビーズを使ってみた。
回路図は以下の通り。

U1とU3のカソード抵抗270Ωはそのまま残してカソード同士をジャンパー線で接続する。こうすると初段は差動増幅となり、ゲインが増大する。測定したら仕上がりゲインは31dBとなった。ちょっと高めであるが、ゲインが高いと音も躍動感が増すように感じるのでこのままとする。

作りっぱなしではいけない。早速歪率を測定する。
周波数による歪率の差はわずかで、ほぼ揃っている。カーブは典型的な無帰還アンプそのものである。スピーカーシステムの能率が高いので5Wまで測定しておけば十分である。
シミュレーションと比べると実測値とおおよそ一致した。
ちなみに、このときに KT88のアイドリング電流は55mAに設定している。
周波数特性を測定したら、-3dBポイントは35KHzであった。

さて、出てきた音はどうか。
実にいい。何か今までつっかえていたものが取れ、のびのびしていて気持ちが良い。心まで晴れやかになってくる。やはりアンプは無帰還に限るのか。それとも、高帰還アンプで良い音に仕上げるためにはそれ相応のノウハウが必要だということだろうか。

ただ気になるのは、ダンピングファクターが小さいためなのか、低音がボンつく場合がないでもない。これを抑えようとすると、おそらく全体に活気が失われていく可能性がある。これは今後の課題だろう。

Dynaco MK3の改造(24)実装と矩形波2017年11月26日 20時46分18秒

最終的な実装状態は以下の写真の通り。
リップル抑制回路は当初の設計にはなく、後から追加してしまったので、おさまりが今ひとつである。

抵抗は、AMRG、デールの巻線、ビシェイなどを使い分けている。
配線は、ヒーター回路を除いてWEを使った。配線の種類で音の出方が大きく変化することは経験済みである。
また、アース母線には2mm径の裸銅線を使った。これはオヤイデ電気から購入したもの。アース母線を張る実装方法は初めてである。やってみるとおもしろい。工夫すれば布線がもっと美しくなるだろう。ついでに言えば伊藤喜多男氏の本を参考にしてレーシングにも挑戦してみた。

10KHzの矩形波を入力したときの出力波形は以下の通り。このときの負荷抵抗は4Ωである。

Dynaco MK3の改造(23)回路図の改訂2017年11月26日 20時17分05秒

使っているうちに、幾つかの改善点が見つかったので追記しておく。手を加えたのは以下の4箇所。

(1)SG1, SG2からの帰還コンデンサーC11, C12は従来120pFであったが、これを100pFに変更。

(2)初段部のB電源につながるリップル抑制回路に、寄生発振防止用のゲート抵抗R25を追加。

(3)同回路に、Vgsが定格を超えて素子が故障するケースがあったので、G-S間にツェナーダイオードD2を追加し、定格電圧以内におさまるようにした。

(4)同回路のソースとグランド間に120pFのコンデンサーC13を追加した。

(2)(4)の処置を行ったのは、実は左チャンネルで発振が観測されたためである(なぜか右チャンネルは発振していなかった)。ソースフォロワは発振しやすいことに以前から気がついていたが、今回もやっぱりであった。発振周波数はオシロで観測すると28MHz付近。

(3)については、回路を設計したときから不安があって、頭の隅にひっかかっていた。詳細なシミュレーションをしてみると、完全にアウトであることが判明。これでMOSFETを三個壊してしまった。幸いにしてここが壊れても初段にはきちんと電圧がかかるので動作には支障が出ない。ただし、ハム音が増大するので異常であることがわかる。

対策を行う前は、どこか高音域に引っかかりを感じてお尻がむずむずして落ち着かなかった。対策後は、安心して聞いていられる音に変身。Dynaco本来の音がやっと出るようになった。根強いファンがいる理由がよく分かる。

次に目標としては、サークロトロンの初段を真空管化し、最終的にはDynacoを凌駕したいと考えている。

Dynaco MK3の改造(22)意外な落とし穴2017年11月15日 20時09分46秒

ところで改造作業の最終段階に入った時、思わぬ落とし穴にハマってしまったので、記録として残しておく。

現象はこうである。それまで左右チャンネルともに正常に動作していた。SG-Kコンデンサを付け加える作業にはいる数日前に、左チャンネルの音量が突然に小さくなった。電源を入れ直すと正常に戻ったりする。初段真空管のせいかと思い、交換したら何事もなかったかのように動いた。これで問題は解決したものと思った。

その後、右チャンネルのシャーシをひっくりかえし、SG-K帰還コンデンサを実装し、波形観測して問題ないことを確認した。
次に左チャンネルについて同じ作業をおこない、波形観測しようとした。ここで問題発生。奇妙な波形が出てくるではないか。それに出力が異常に小さい。

まず最初に疑ったのは、配線間違いである。しかし右チャンネルとくらべて確認してもミスがみつからない。次に疑ったのは真空管。正常動作している右チャンネルの真空管と入れ替えてみた。しかし現象は変わらず。こうなると部品が怪しくなる。もしも出力トランスが壊れているのなら致命的である。そう考える頭がくらくらしてきた。

ここで気を落ち着かせる。そうだまずは電圧を測定してみよう。何かわかるかもしれない。答えはすぐに出た。初段の電圧がまったくおかしい。カスコード増幅段のトップがわにある6DJ8のプレート電圧が異常に低い。160V程度あるべきところが120Vしかない。同じ真空管のグリッド電圧もほぼ120Vになっている。ますますおかしい。ここは部品が壊れない限り絶対に81V近辺になるはずのところ。つまり部品が壊れているのだ。どこか。回路図で言えばR16 20KΩ抵抗が犯人であった。テスターで測定したら無限大を指す。

驚いた。ジャンク品とか酷使した中古品を使ったのではない。新品の2Wカーボン抵抗である。消費電力はどんなに多く見積もっても500mWである。外観を見る限り、焼けたところやクラックもない。表面が光り輝いている。
これまでいろいろな抵抗を使ってきたが、こんなことは初めてである。あえて不良品とは言わない。こちらの使用方法に瑕疵があった可能性は否定できないから。ただ故障したことは事実であるので、このように記録として残しておく。

Dynaco MK3の改造(21)2017年11月15日 19時44分39秒

帰還アンプでの位相補正と言えば、NFB抵抗にCをパラにするのが一般的である。
ところがMK3ではこれと併せて、終段KT88のスクリーングリッド (SG)と初段のカソードを120pFでつないでいる(SG-K帰還と呼ぼうか)。このテクニックは管見にして他に見当たらず、Dynaco独特のようである。MK4になってからは、NFB抵抗にパラるCを削除し、SGからの帰還Cだけになっている。それほど強力に効くということなのだろう。実際、試した結果もそうであった。

さてその効果について言えば、とにかく音が前に出てくる。加えてホールの残響音が豊かに聞こえてくるのも特徴。ただし、まだエージング不足のせいか低い音域がやや薄れがちで、ここが豊かになれば言うことなし。

古くから根強いDynacoファンがいるのは、プアマンズ・マッキントッシュと言われるほど価格が手頃であったばかりではなく、価格を超えた音が多くの人たちを引きつけてきたことにあるのだろう。その魅力的な音を出す要因の一つは出力トランスにあるだろうし、私の推測では、SG-K帰還もその一翼を担っているように思う。

最初手にしたオリジナルの音は、どこかまったりとして良く言えば「豊かで緊張感のないどっしりとした音」であったが、いっぽうもう少し解像度と奥行きがあればと感じた。
改造版ではこれらの不満がほぼなくなり、見違えるほどの繊細さを見せてくれる。エージングが進んだらまた印象が変わってくるだろう。

写真は、例のSG-K帰還に使われているモールド・マイカコンデンサ。耐圧は500V。このようなキャラメル型のコンデンサを手にしたのは何年ぶりだろう。小学生時代、兄のジャンク箱を漁ってこの形のコンデンサを探し出し、ラジオを作ったことが懐かしく思い出される。