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  1. ニャさんのオーディオ掲示板(0)
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KT88アンプ改造(1)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 7月14日(木)04時47分7秒
返信・引用 編集済
  今回やった6GB8アンプの改造が良好な結果だったので気を良くしてメイ
ンとして使っているKT88アンプの改造にトライする事にした。

回路はドライブ段を差動1段から差動2段に変更することにした。以前
の印象では非安定化電源と差動2段ドライブ回路は地味な感じで有った
が6GB8アンプでは安定化電源と差動2段ドライブ回路の相性が頗る良好
であった為改造を思い立った。

安定化電源と差動1段ドライブでは音が前に出過ぎる傾向があり前後感
の調整に苦労したが差動2段回路の地味さが上手くマッチした様でメイ
ンに使っているアンプの改造を始めた次第である。

改造用のドライブ回路基板の設計が終わり基板やさんに試作の手配をし
た。前回の6GB8の様に部品が詰まっていないので比較的設計は楽であっ
た。6GB8アンプ基板で得た知見は全て盛り込んである。
 
 

測定系の整備

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 7月12日(火)05時05分42秒
返信・引用
  重畳ノイズの関係でもう大分長い間使っていなかった交流安定化電源を
整備して測定器ラックの重しとして棚に入れた。目方が凡そ50kgで
一人で持ち上がる限界に近い。

今回、商用電源の接地の取り方を変えたので交流安定化電源のノイズが
どの様に変化したかを確認する為も有って測定系に復活させた。
ノイズは可成り改善された様で今後必要に応じて使って生きたいと思っ
ている。

簡単な試験をしているが結構面白い事が判った。例えばシングルアンプ
に於ける商用電源の変動に因る影響等。

 

治具の製作(3)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 7月 3日(日)14時30分14秒
返信・引用 編集済
  やっとパネルが出来上がった。
メーターは100uAフルスケールの物を外付け抵抗で表示の電圧、電流で
フルスケールの合わせる事にした。メーター表示は以前にも書いた通り
元のメーターの目盛りをCADで描き直して作った。

本体のパネルはインクジェットプリンターでフォト印刷用紙に高精細モ
ードで印刷しクリアラッカーで表面保護とインクの固定をしてアルミ板
の貼り付けて作った。

此の一枚のパネルを作るのに試行錯誤で10枚位テストした。まあ時間
とエネルギーは掛かるが上手く出来上がると嬉しい物である。

部品を取り付けて眺めていると素人デザインなので所々間が抜けている
が自家用で有れば上出来の部類と云う事で之でパネルは完成とした。

次は回路基板の試作である。今回もルータ加工で作る積もりである。
 

測定系ノイズ改善対策

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月30日(木)09時12分29秒
返信・引用
  今回6GB8アンプの作成、実験中に気づいた測定系の問題点を改修した。

パワーアンプの測定ではオーディオアナライザの入力をバランス受けにし
ている。之は山水のアンプの測定をやる必要があって調べた処、出力がバ
ランスアウトでアンバランス受けでは測定出来ない事があったのでアンプ
の出力形態に拘わらず測定を出来る様にした為である。

残留ノイズを比べるとアンバランス受けとバランス受けでノイズ量に違い
があった。バランス受けの方が悪く出る。

原因は誘導ノイズであった。写真(上)、(中)にあるAP SYS2522Aのバラ
ンス受けをバインディングポスト端子で受けていた事にあった。

メジャリングジョインター(測定用負荷器;アンプの負荷になる。)の測定
器への送り出し端子はBNCである(一応フローティング2端子になってい
る。)のでAP入力側でBNC-バナナプラグの変換アダプターを使ってバラン
ス受けをしていたのだが(-)側端子が剥き出しになり此処に誘導ノイズが
乗って来ていた事が判明した。

試しに剥き出し部分に銅箔テープを被せてシールドをするとノイズレベルが
20dB位減る事が判った。

対策を考えたが、蓋し今更メジャリンギジョインターを改造するのは大変で
気が重いのでBNC-CANONの変換ケーブルを作る事にした。
唯、之もなかなか工作が難しそうである。

CANON側は(+)2ピン、(-)3ピン、シールド1ピンに対しBNCはHOT(同
軸線の芯線)、COLD(シールド網組線)なのでBNCのHOTをCANONの2ピン、
BNCのCOLDをCANONの3ピンに接続し、CANONの1ピンシールド線は無接続に
する必要がある。

3C2V用のコネクタでは内部の配線処理が難そうである。特にシールド線が
BNC内で短絡しない様にして引っ張り強度を出すのが難しい。然し中継変換
器を作るのも不細工で面白くない。

色々試行錯誤した結果、5C2V用BNCネクタで略問題なく作れる事が分かった。
写真(下)が出来上がったケーブルである。

残留ノイズが45uVから4.9uV(Lch)~3.9uV(Rch、略、APの内部残留ノイズ)
に改善出来た。
Lchはまだ誘導ノイズが残っているがメジャリングジョインター内部で拾
っている様子だ。実用上は問題無さそうなので当面はこのまま使う事にし
た。
 

治具の製作(2)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月28日(火)09時46分1秒
返信・引用
  パネルシルク印刷図面が出来上がった。暫く眺めて問題が無い様で有れ
ば印刷をする。
インクジェットプリンターでフォト印刷用紙に原寸大で印刷してクリア
ラッカー表面を固定して貼り付けて出来上がりとなる。本格的にやるに
はUVプリントなどがあるが¥4500-位掛かるが今回はそれ程まで
する事は無いので上の方式と相成った。

メーターパネル面は現物から寸法を拾いだして図面を描いた。凡その所
用時間は30分位掛かった。
後はレーザープリンターで紙に印刷して表面をクリアラッカーで固定し
て仕上げる。後は糊付けして完了。

この時木工ボンドで貼り付けると失敗しても水に濡らせば剥がれるので
簡単に修正が出来る。乾けば非常に強力な接着剤となる。
 

AVR基板

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月23日(木)15時36分13秒
返信・引用 編集済
  写真のAVR基板を欲しい人が居ればお譲りします。
お譲りするのは基板(右の方)のみです。(部品実装しているのは参考
の為お見せしています。)
回路図、基板実装図は定数の入っていない物を提供します。従ってちゃ
んと動作させる為には回路設計をする必要があります。

見本ではCANタイプのMOSFETが搭載されて居ますが、プラスチックモール
ドの石でも使用出来ます。
当方は300Bシングルアンプ、6GB8PPアンプでこの基板を使用してい
ました。保護回路は垂下型リミッタが搭載されています。

もしご希望の方がいらっしゃればご連絡下さい。
 

治具の製作(1)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月22日(水)17時19分54秒
返信・引用 編集済
  資料整理の合間に以前から作りたいと思っていた電源回路試験用の治具
を作る事にした。大方2年越しの懸案である。

ケースは用済みのタカチのアルミサッシケースを再利用する事にして見
える処だけ新調した。
部品類も以前入手していた物で捨てるのが勿体ないので倉庫に寝かせて
いた物をチェックして使用する積もりである。

取り合えず昨日と今日2時間位掛けて孔を開けてパネルの板金加工が出
来た。さて文字入れをどの様にしようか思案中である。出来るだけ安く
て見栄えの良い物にしたい。写真は裏側から見た物で表側には傷が付か
ない様に保護フィルムを貼ってある。
 

雨の日曜日

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月19日(日)16時05分36秒
返信・引用 編集済
  6GB8アンプが一段落したので音楽を聴きながら資料の整理をしていた。

ふと窓の外を見ると田圃の中に茶色い大きな鳥がいる。
我が家の隣の荒れ地に雉が住んでいるのでこの雨の中で雉も元気な物だ
と思ってよく見るとカルガモであった。

最近、早朝にカルガモの飛行を見る事があるが間近に見たのは初めてで
あった。雨が強く降っているので安心して田圃の中で餌取りをしていた
のであろう。左側がメス、右側がオスである。なかなか警戒心が強い。

鬱陶しい雨の日もそれなりに楽しみがある物だと思った次第である。

急なカルカモの出現でカメラをセットする暇が無かったので日頃オシロ
スコープの波形写真を撮影しているデジカメで撮った。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(13)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月15日(水)07時54分32秒
返信・引用 編集済
  前項の最大出力VS負荷データではRL=6Ω(1次換算で3.8kΩ)の方
が出力が取れそうなのでRL=6Ωオーム時のTHD+N VS Poのデータを測定
してみた。
亦、負荷の変化に因る周波数特性の変化も調べて見た。

RL=4Ωの時は歪みの増加が大きいのでNG、RL=11.4Ωの時は最大出力が下
がり歪み率の悪化も有ったので1次換算でRL=4kΩ位が最適負荷に成りそう
だと考える。安定化電源を使用しない場合はRL=5kΩ位が最適負荷だった様
に思うので妥当な処かと思う。

参考までに非安定化電源の時の最適負荷が1~2割増加する件(負荷が高い
方にずれる)については武末一馬氏の著作の中に解説があった様に思う。
安定化電源を使うと真空管メーカの発表動作例に近づくそうな記事も有った
様に思う。

以下写真(上)がRL=6Ωの歪み率データ、写真(下)が周波数特性の
変遷図である。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(12)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月13日(月)09時32分17秒
返信・引用 編集済
  残りのデータ測定として、負荷最大出力特性、電源ON/OFF時の色ノイズ
特性を測定した。

負荷最大出力特性は2%歪み率時の最大出力を2次負荷を変えて測定し
た。測定は両チャンネル同時駆動で測定した。定電圧安定化電源を搭載
すると低いインピダンス負荷の時の最大出力が非安定化電源搭載アンプ
と比べると可成り増大する様である。これは再度確認の為の試験をした
いと考えている。

次に、電源投入、投入解除時のスピーカ出力端子の発生するショックノ
イズの測定をした物であるが、ON時、OFF時共0.3mV以下で全く問題に成
らないレベルであった。

以下写真(上)が負荷最大出力特性、(下)が電源ON/OFF時のショック
ノイズデータである。
尚、(下)のショックノイズグラフの横軸は10mm/Secである。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(11)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月12日(日)13時55分11秒
返信・引用
  データの測定が大分出来てきた。

内、出力インピ-ダンス、ダンピングファクターの測定が終わった。
電流注入法の方が僅かに値が小さいようである。
ダンピングファクター(DF)は周波数1kHzで約20であった。2号機の
データは提示していないが帰還量が凡そ1dB弱小さいので数値も小さい
が傾向は同じであった。詳細はグラフを参照されたい。


処で超低域周波数のピークについて前項では分からないと書いたが低い
周波数の音楽が入るとボン付く様な感じがある様で、ピークを消すと略
DF値から納得の行く軽い音になりブーミー感は無くなる様だ。従って
前項の後ろ3行は抹消した。

同じアンプを2台作っているのはこの様な比較検討の為である。

此のアンプは昨年の秋から弄っているのだが当初持ち上げた時非常に重
くて寄る歳には勝てず体力の落ちた事を痛感したと思ったのだが、アン
プの目方を量ってみて5kgも重い事が判り体力の落ちよりもアンプの方が
重かったと言う事で安心した訳では無いが落着した。体力維持の為の運
動をせねば成らぬと思った次第であった。

写真の通りで概ね良好かなと思っている。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(10)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月11日(土)16時41分15秒
返信・引用 編集済
  SPICEのシミュレーション結果を基にアンプの低域時定数の改訂を行っ
た。スタガレシオを16倍取って低域でのピークは解消された。

写真(上)が2号機、写真(下)が1号機改の周波数特性である。
2号機では低域のカットオフ周波数が1.8Hz、1号機改では1.2Hzであ
った。

考えて見れば普通の測定器では此の様な低い周波数でのアンプの特性
を測定するのは無理であろうから一般的には顧みられる事は殆ど無か
ったのが現状で無かろうかと思う。
天下の名機のオーディオプレシジョンを持ってしても残念乍ら此処等
の測定は出来ない。
最近はサーボアナライザも中古品がお手軽価格で出回っているので之
をゲットするのも悪く無いのではと思ったりする。

幸いにして超低域特性の管理はボード線図なり伝達関数を正確に求め
て描いて検討すれば殆ど間違う事は無いので部品に不良品が混ざらな
ければ或る程度は出来る様に思う。
亦、普通は之だけ高帰還を掛ける事は無いので無視しても問題無い様
に思ったりもする。

 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(9)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月11日(土)08時38分0秒
返信・引用 編集済
  やっと1号機改が完成した。と思ったらそうは問屋が卸さなかった。

資料整理のため最終データの測定を始め、NFのFRAで超低周波領域
のF特を測定していた時、F=1Hzで+0.3dBのレベルの盛り上がりを発見し
た。普通、FRAでのF特の測定は1Hz~1MHz迄測定している。

考えてみればNFBが20dBも掛かっているのに安定度に関する机上計算をし
ていなかった事を思い出した。
帰還量が増えたので一応検討する必要を感じていたのだが今までの慣れ
と2号機では低域特性が素直に減衰していた様な測定結果だったので問
題無いと勝手に判断し気にも留めていなかったのが実際の処であった。

2号機では入力にローカットフィルタを入れていた為に低域のレベルの
ピークが消されていたので見落とした訳である。

紙上計算とSPICEによるシミュレーションの結果、現状の定数ではF=0.6Hz
に2.5dBのピークが出る事を確認した。SPICEでの計算は時定数とアンプ
ゲインを合わせた簡易シミュレーションでアンプの内部挙動までは見て
いない。

処で此の様な低域周波数でのF特の上昇はスピーカのモーショナルイン
ピーダンスが殆ど0になっているので極力排除しなければいけない。
少しの過渡応答でレベルが変動してもスピーカの振動板は大きく動き他
の周波数での信号に混変調歪みを発生させる原因となるからである。

此処からはSPICEによるシミュレーションを使ってピークの発生しない低
域時定数を求めた。此の場合アウトプットトランスのインダクタンスが
変動するのでインダクタンスの最大/最小値について計算する必要があ
る。

現状の低域時定数のスタガ比は凡そ4で有るので、北野進氏公開の資料
から3dB位のピークが出る事が判る。略実測値に近い値である。
この資料(ラジオ技術全書011p286)からピーク出ないスタガ比
は16位と思われる。

出力トランスの時定数は弄れないので段間時定数で調整する事になる。
カップリングのキャパシタの値を小さくする事で実現出来そうだ。

以下、写真(上)実測周波数特性(上図:1号機改、下図:2号機)
周波数を0.1Hzから測定した。1号機改では0.6Hzに2.5dBのピークが観
測されている。2号機ではローカットフィルタの為ピークは見えないが
内部帰還ループにピークがある事には変わりは無い。


写真(中)現状の時定数でのSPICEでの計算結果
レベルのピークが確認できる。

写真(下)スタガ比を対策した時の時定数でのSPICEでの計算結果
略ピークは解消されているのが判る。
後は実機で部品交換して確認する予定である。





 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(8)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月10日(金)05時16分13秒
返信・引用 編集済
  やっと1号機改が完成した。
作業は略終わっていたが最後になって伏兵が出て来て2日程テストを
して改善していた。
通電後2時間位でサーマルシャットダウンが起きる事が発生した。

一応ヒートシンクの温度が70℃になるとパイロットランプが点滅し
て凡そ1分後に出力が遮断されて音声が出なくなる様に設定してある
のだがパイロット点滅開始温度が低すぎるしシャットダウンが起きな
いので調べた処、制御回路のコンパレータの設計を見直して70℃で
性格に回路が作動する事を確認した。

次に矢張り2時間位でシャットダウンが起きるので空冷ファンの制御
回路の定数を見直して冷却効果を高めた。

1サイクル4時間掛けてヒートシンク、内部雰囲気温度を測定して最
終的にはヒートシンクの温度上昇がΔt=30℃に設定した。
雰囲気温度のΔtは25℃で収まる様である。トータル3サイクルで
12時間の試験と相成った。従って室温が30℃迄上がればヒートシ
ンクの温度は60℃迄上がる事になる。例えば安全保安法(PS法)に
そって考察してみるとPS法では室温の最高温度を35℃と規定してい
るのでヒートシンクの温度は65℃まで上がる事になる。
通常は室温は此処まで上がると真空管アンプで音楽を聴く気には成ら
ないだろうと思うが。

冷却ファンはヒートシンク温度が上がるとファンの回転数も上がり冷
却効果を高める様にファン回転数可変制御にしている。
尚、静穏対策としてファンはヒートシンクの温度が35℃迄は回転し
ない。

此の2台は自家用のTADの2ウエイスピーカのマルチ駆動用として使
う積もりだ。

写真は1号機改と2号機の運転テスト写真である。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(7)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月 7日(火)05時37分0秒
返信・引用 編集済
  現在アンプの調整中である。
2号機よりオープンループゲインが1dB程高いのとOPTの高域周波数特
性が劣る様で2号機の位相補償方式だけでは容量負荷のみの時の安定度
が取れない。無理して安定度を取ると高域周波数での歪み率や周波数特
性が見窄らしい感じになる。

土日の二日を掛けて正確にボード線図を書き直して安定度を取る定数を
探した。高域周波数での歪み率を悪化、即ちオープンループゲインを下
げれば安定度は確保出来る。亦不安定と云っても純容量負荷で安定度を
どの程度取る必要が有るかの問題でもある。

結論として歪み率を悪化させる事無く純容量負荷で1nFから2.2uF迄の
間で発振を生じる事は無く安定度を取る方法が解った。
擦り切れたボロ雑巾の様な我が頭で有るがそれなりに搾れば知恵は出て
来る物だと我乍ら未だ未だ使い物に成るわいと思った次第である。

今回の補償方法は2号機にも応用が出来るので早速2号機も改造したい
と考えている。

以下の写真は(上)が周波数特性、(下)が歪み率vs出力である。
歪み率の方は未だ高域周波数でのACバランスを取っていない状況である。
トータル帰還量は凡そ31dB(1kHz)で有った。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(6)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月 4日(土)07時08分31秒
返信・引用
  出力管6GB8のペア組をやった。
アンプで供給される+B電圧相当を掛けて規定のiBを流した時の
Vg(グリッドバイアス電圧)を測定して先ずDCペアを作る。
次にこのVgに交流電圧を重畳してgmを測定する。Vg、gm
が出来るだけ近い物を最終的にペアとする。

手間が掛かり面倒臭い作業だがこれをちゃんとやらないと良い特
性は得られない。経年変化で特性もずれて劣化して行くが完成し
て直ぐの時位は最高の特性を実現したい物である。

以下選別の為並べられた球の様子写真である。

季節の経つのは速い物で我が家の前の田圃にも水が張られた。
早速、日が落ちると蛙の大合唱が始まった。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(5)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 6月 2日(木)05時36分53秒
返信・引用 編集済
  6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改の配線が完了した。
途中ミスで線材を間違って切って仕舞ってプリント基板を外す羽目にな
ったり少々のアクシデントがあった。

取り敢えずドライブ段までの球を挿して通電チェックをした。DC電圧は
概ね良好な測定値を得た。元々動作していたパーツを再組み立てしてい
るので当たり前ではあるのだが、。

以下の写真はこのアンプの配線の変遷で(上)は今回の改造品、(中)
は改造前、(下)は30年前の配線(今回の一連の改作分解前)の写真
である。

段々と良くなる法華の太鼓では無いが少しずつ学習効果が現れ配線がす
っきりして来たのが見て取れる。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(4)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 5月31日(火)05時26分15秒
返信・引用 編集済
  定電圧安定化電源(AVR)の入力部の配線が完了した。
1号機と比べると大分すっきりした様に思っている。
AVRが故障した時に簡単に外して修理出来る様に引き出し線を
ある程度確保しておかないと配線を切らないと外せない事にな
るので切らなくても修理出来る様に工夫した。

写真(上)は1号機改良後、(下)は改良前の配線引き回しの
状態である。見て分かる通り1号機改良の主目的は電源トラン
スの換装で、これで各プリント基板間の配線引き回しが頗る合
理的になった。

プリント基板とに配線の接続はモレックスのベースポストにハ
ウジング無しでコネクタを挿し半田付けで固定した。外すのも
半田を溶かせば簡単に外れるし再使用も全く問題無い。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(3)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 5月21日(土)17時07分30秒
返信・引用 編集済
  1次電源回路の配線している。
サブトランスの取り付け方法をリーケージフラックス、他を考慮して
変更した。
サブトランス用のヒューズホルダも交換のし易さを考えて変更した。
シャーベンダの御陰で取り付け補助金具を簡単に作れるので助かる。
使用したアルミ板は以前作って使わなかった物を勿体ないので再利用
している。

写真(上)が今回の1号機改、(下)が2号機の1次電源周りの様子
である。大分変わったが配線は今回の方が楽であった。
リレーの載ったプリント基板とホーロー抵抗はインラッシュ電流を抑
える為のミューティング回路である。ミューティング時間は約7秒に
設定してある。
 

6GB8UL-PPステレオアンプ1号機改(2)

 投稿者:ニャ  投稿日:2016年 5月19日(木)07時35分10秒
返信・引用 編集済
  メイン安定化電源の動作試験をした。
試験準備中にユニットを机の上から床に落として部品が破損した
ので予備の基板を作成したが壊れた基板も部品交換でちゃんと動
作した。折角であるので予備基板もユニットとして完成させた。

出力電圧は壊れたユニットのC電源が-144.2V、+B電源
が+415.2V、予備ユニット電源がC電源が-143.4V、
+B電源が+413.4Vで負荷電流はアクティブ負荷の容量の
関係で450mAまでしかテスト出来なかったがデジタルマルチ
メータの4桁目迄は負荷による電圧の変動は観測されなかった。
設計では700mAでフォールドバック保護回路が動作する事に
なっている。C電源は65mAで垂下型保護回路が動作する。

以下予備基板、AVRユニットの写真である。
 

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