現段階での回路図は下の通り。 負帰還がたすきがけになるので注意が必要だ。
負帰還抵抗として 68kΩを取り付け、ゲインが下がることを確認し、これでよいと思って周波数特性を測ったところ、波を打ってのたうちまくる理解できない特性であった。 オシロでみたところ 15kHz できれいに発振している。
負帰還が多すぎるためと考えて、負帰還抵抗を 100kΩとしたところ、オシロでの発振波形は消えた。 周波数特性でも波を打ってのたうちまくることはなくなり、補正コンデンサがない状態で150kHz に 3dB 程度のピークがある周波数特性であった。 このピークを取り去るために、負帰還抵抗に抱かせるコンデンサをいろいろ試したのが下図である。 6.8pF では 200 kHz にピークがあるが、10pFではこのピークが消える。 22pF まで増やすと、高域特性が悪化するので、10pF に決定した。
これで完成だと思ったら大間違い・・・とわかるのはもうすぐ。
to be continued….
今回は、Arito’s Lab のトランスを使っており、周波数特性が公開されている。 高域の伸びが悪いのは、もともとの設計の悪さに決まっている。
まず、ドライバの周波数特性をはかってみたら・・・。 下のように、-3dB点が、20kHz 未満という悲惨な状況であることがわかった。 ぺるけ師匠も私も、周波数特性が一番狭いのが終段になるようにしている。 これは絶対にだめだ。
ドライバ段の負荷抵抗が 47kΩなのに対して、後段のグリッド抵抗が 100kΩで負荷が重すぎるのであろう。 よく考えれば、カスコードブートストラップ回路での出力インピータンスは負荷抵抗と同じと考えて良いのだから、この結果は当然（^^;）
対策は 6G-A4全段差動アンプと同様にエミッタフォロワで受けて後段に渡すことだ。 すでに平ラグはいっぱいなので、平ラグをとめるネジ穴に 7P の立てラグをたてて利用することにした。 エミッタフォロワには 1mA 流した。 年末でパーツ屋が休みなので、200kΩ 1/4W を２本並列とした。 対策は効果があって、下のように、-3dB 点が 300KHz超のところになった。
後は負帰還抵抗を配線して、抵抗に抱かせるコンデンサの量を調節すればできあがりだろう。 無帰還で聞いても、結構いい感じ・・・
to be continued….
設計にあたり、終段の動作はぺるけ師匠の平衡型EL34全段差動アンプを踏襲した。 ぺるけ師匠の設計で１番端子がアースされていたのは、どうしてなのか最初わからなかったが、KT88/6550ではシールドであるためと思われる。 EL34などでは１番端子がG3なので、となりのカソードとつなぐつもりになっていた。 また、B型10kΩの二連ボリュームが手には入らなかったので、バイアスのかけかたは、6AQ5全段差動アンプと同じにした。
ドライバは構想編で述べたように、6G-A4全段差動アンプと同様に、2SK117 のカスコードブートストラップによる。 終段と直結にしないので、カソードフォロワがなくてもいいだろうと考えた。
電源トランスはぺるけ師匠の記事にある TANGO MX-280 で、オークションで購入したときにいっしょに売られていた MC-5-250 をチョークトランスとして利用する。 チョークトランスの直流抵抗が、ぺるけ師匠がモノラルアンプで使用したチョークトランスの倍以上で、電流も倍なので、電源電圧が10Vちょっと下がってしまう。 出力がやや小さくなるかもしれないが、まあいいだろう。 電源のコンデンサはぺるけ師匠の記事より耐電圧が高いものを選んだ。 500V 耐圧の電解コンデンサはなかなか手にはいらず、JJ製のブロックコンデンサとなった。
以上から設計した回路は以下の通り。 出力管は、EL34 / KT88 / 6L6GC など互換性のある真空管がたくさんあるはず。
最初に、定電流源を組み立て、実験用安定化電源で 120mA 流れるように抵抗値を調整した。 次にカスコードブートストラップに利用する手持ちの E-301 定電流ダイオードの電流値を測定し、LM334Z の制御抵抗値を調節して、2SK117 に流れる電流が 2.0mA になるようにした。 LM334Z の制御抵抗値は、抵抗をRset(Ω)、電流をIset(mA)とすると、Rset=70/Iset でよいとの記事があったが、おおよそということで、現物合わせの調整が必要であった。
ここまでくれば、あとは組み立てるだけ。 今回はぺるけ師匠のように平ラグを利用してみたが、平ラグパズルは楽しい。 2SK117 はぺるけ師匠からの配布品を利用した。 2SK117のバランスを取るための半固定抵抗はなくてもよかったようだ。 2SC3209 のコレクタ間の電圧がゼロになるようにすればよいのだが、ほぼ中央でバランスした。
とりあえず、無帰還で周波数特性を測定してみたら、上図の通り。 なんと高域の -3dB 点が 50kHz と驚くほど低い。 だめだ、こりゃ。
to be continued….
ヤフオクで Softone Model 7 を、気がついたら購入していた。 Softone Model 7 は、技術解説によれば、２本の出力管を独立定電流回路を設けたカスコード差動単段増幅で、各種の真空管を調整なしで使用できる。 私が購入した商品には、オリジナルEL34に加えて、ElectroHarmonix の EL34EH、Golden Dragon 350B、Tube Amp Doctor 6L6GC/KT66、東京電気商会 KT88、CCI EL156 も付属していた。 これで大出力の全段差動アンプを自分で作成せずともよいと思っていたが、手元の全段差動アンプのほうが良いような気がしていた。
ぺるけ師匠の掲示板の過去ログをみていたら、ぺるけ師匠は独立定電流回路では、全段差動らしい良さに欠けるところがあるという書き込みがあった。 既にその掲示板の過去ログは失われているが、やはり自分で作って比較してみようと考えた。
当初は、Softone Model 7 と同じ出力トランスを使うことを考えたが、メインスピーカーのインピータンスが4Ω であることから、ARITO’s Audio Lab の DE-8K20W を使用することにした。 置き場所を節約する意味でステレオ構成と考えた。 電源トランスは Tango MX-280 をヤフオクで購入した。 ケースは、Lead MK-400 だ。 真空管がむき出しになっているほうが見栄えは良いが、子ども（孫たち）が触ってやけどしたりするのは困る。 それに、真空管破損もあり得る。 実際、先日 6G-A4 が被害にあった。
メインシステムで使うことを考え、バランス入力は当然だが、回路構成はどうしようか迷った。 ぺるけ師匠による 平衡型EL34全段差動プッシュプル・モニター・アンプ をデッドコピーすることも考えた。 手元に 5687 もあることだし。 しかしながら、へそ曲がりの私は同じはつまらないかなぁとすぐ思ってしまう。 デッドコピーは無理というぺるけ師匠の本音爆裂・神経逆撫は存じておりますが・・・
6G-A4 全段差動アンプで採用した 2SK-117 ＋カスコードブートストラップによる２段増幅アンプが頭をかすめた。 ２段増幅アンプは、上記のデッドコピーの３段増幅アンプより、位相回転の点から安定しているからだ。 6G-A4 全段差動アンプでは直結アンプにしたが、今回のアンプでは終段のプレート電圧が高いため、直結アンプは 500V 以上の電圧を扱うことになるため避けたい。 段間をコンデンサで切ることになる。
6G-A4全段差動アンプでは、電源トランスから出力トランスへの誘導ハムが存在していた。 このような影響を避けるために、入念にトランス位置を考えた。 ぺるけ師匠の 6AH4GT 全段差動アンプのデザインを踏襲することを考えたが、出力管のスペースが狭すぎることから断念した。 左右対称型で真ん中に電源トランスをおき、その前にチョークをおくことにした。 こうすることで、出力管同士のスペースを広くできるので、放熱対策として有効だ。 一次側 P-P管の誘導ハムを最小にできる場所も確認した（下図）。
完成した Class AA ミニワッターを、自宅で100時間程度エージングしてから、知人宅に持ち込んだ。 村治佳織のギターでテスト！ 禁断のClassAAヘッドホンアンプのように、目の前に広がる絶妙な空気感がでるかどうか？
何しろ、こちらの利点はやや出力が大きいことと、保護回路に小信号用のリレーではなく、MOS-FET を使っていることだが、Rコアトランスを利用できていないし、使いやすいようにゲインを少し上げており、ひずみ率特性はやや悪い。
最初の一音が出た瞬間に合格だとわかった。 この絶妙な空気感は、ClassAA回路とテクニクスのスピーカーで織りなす音なのだろう。 我が家のスピーカーでは出ない。 また知人宅の Mcintosh のアンプと組み合わせても出ない。
無事に合格できてよかった～～～ このアンプは知人宅にお嫁入りだ。 自作派にとっては、この上ない喜びといえる。 何しろたくさんの市販アンプをお持ちの知人宅で、他のアンプより、はっきり優れた組み合わせだからだ。 ２台の ClassAAアンプが共通した音色であることから、これは回路の音といえるのだろう。
左右差の理由として考えられ、高域特性に大きく影響するものといえば、NFBの補正コンデンサである。 思い切って、補正コンデンサをはずして、周波数特性を再度図ってみると、フラットになっているではないか。 基板だけで測定しても、最終的に測定してみないとだめということ。
歪み率特性は、左右とも類似した特性になった。 100Hz が一番よく、周波数が上がるにつれて、悪化している。 禁断の ClassAAヘッドホンアンプと比較すると、NFB量の低下と負荷抵抗が下がったことが影響しているのだろう。 そうはいっても、一番良いところでは、0.01% を切っており、とても立派な特性といえよう。
ここまで作り上げて、自分でヒアリングしてみる限りでは、それなりによいアンプに仕上がっていると思われた。 なにしろ、Dynaudio Contour 3.3 相手なら、軽々とドライブして、リファレンスの音源をきれいに鳴らしこめるのだから。
to be continued…
２代目ということもあって、簡単ねぇと思いながら、手持ちのシャーシに穴あけして組み込んだ。 ボリュームは、手持ちのアルプスRK-27 ２連 10kΩを用いた。
入出力特性を調べてみると、たった1.5W しか出ない。 おかしいと思って電源電圧を図りながら入出力特性を測定すると、電源のレギュレーションが悪く、最大出力時には、8V程度まで電圧が下がってしまうことが判明した。 よって、トランスを 115V/12V２回路、50VA のものに変更した。 このことによって、おおむね 4W 程度の出力が確保できた。 無信号時の電圧はおよそ ±15V で定格内に抑えられている。
音は出るが、ノイズ感がある。 おかしい。 幸い、入力はQIコネクタを用いているので、QIコネクタに直接入力すると問題ない。 ひずみ率測定をすると、1kHz, 10kHz に比べて、100Hz が一桁以上悪い。 今回は、過去のアースラインの失敗（HPA-1000、禁断のClassAA ヘッドホンアンプ）は対策済みだ。 どうしてなのかわからない。
RK-27を用いたボリューム回路に何らかの問題があるに違いない。 このときに考えたのは、アンプ部の入力インピータンスである。 簿ボリュームが 10kΩで、アンプ部の入力インピータンスが 10kΩではだめなのではないか。 たまたま、たかじんさんのホームページのコメントに、「東京光音電波の説明だと、全抵抗値の10倍以上の値で信号を受けてくださいと書いています。50kのボリュームなら500kΩ以上の入力抵抗のアンプで受ける必要がある。」とあった。 東京光音電波のホームページには、20倍以上がよいとあり、その理由は、アッテネータ特性（減衰量）が狂うからという説明であった。 音質的な影響等はどうなのかをたかじんさんに尋ねたところ、次のコメントがあった。
それ以外にも摺動子に流す電流を抑えた方が音質的に優れていると感じます。 アルプスRK27を使った個人的な感想としては受け側インピーダンスが10kΩ程度では高域がうるさく、音場が狭いというか音の見通しが悪くなります。 100kあたりまで上げるとそれらの不満はかなり解消されます。 そんなこともあって、HPA-1000では330kΩ受けにしています。
なるほど～！ 作例をみれば、解答が推測できるというのを忘れていた。 よって、このアンプも 受け側入力インピータンスを330kΩに変更した。 この変更で、100Hz の歪み率が、1kHz、10kHz より大幅に悪いという現象は消失した。
安心して、歪み率測定を始めたところ、今度は、10kHz のひずみ率が、左チャンネルで、右チャンネルに比べて、一桁高いという現象が発生した。 なぜだ～。
to be continued….
禁断の ClassAA ヘッドホンアンプは難産だったが、今回はそれをよりよくコピーしようというものなので、アンプ基板の作成は短時間ですんだ。 設計上の変更点は、NFBの定数のみである。 ただし、電源供給はPRT-02の端子をうまく利用できるように大電流部分は左右別とし、前段のV-AMP については、別途電源部から取り出した。 そのうえで、S-GND も左右別にした。
難航したのは、PRT-02のほう。 調整できない。 今回はたかじんさんに聞く前によく考えてみたところ、電源電圧が±10V 程度と低いため、チェナーダイオードを手持ちの 4V 程度のものに変更したところ、無事に動作するようになった。
アンプ基板ができたところで、NFBの並列コンデンサの容量を決定するために、周波数特性を測定した。 左チャンネルでは、1.5pF が適正と考えた。 また、右チャンネルでは、上図の左チャンネルのCなしに見られる 200kHz のふくらみがなかったため、 補正なしとすることにした。
to be continued…
難産の末に生まれた禁断の ClassAA ヘッドホンアンプは、知人宅の Technics SB-MX100D を驚くほどの空気感で鳴らした。 知人はMcintosh のセパレート、Soulnote sa1.0、EL34全段差動アンプなど各種のアンプを持っておられるが、彼が驚くほどの出来であった。 曰く、手持ちのアンプでは出ない音とのこと。 面白いことに、その空気感は、我が家の Dynaudio や Linaeum、Tangent のスピーカーでは出せない。 村治佳織のギターが目の前に浮かび上がるのだ。
自作派としては、同様のアンプを作って驚かせたいところだ。 禁断の ClassAA ヘッドホンアンプは、あくまでヘッドホンアンプであって、スピーカーを鳴らすものではない。 例えば、スピーカーの保護は小信号用の OMRON G6A リレーであり、スピーカー保護には向かない。 たかじんさんの基板を利用するなら、PRT-01/02 を使う必要がある。 ここでは、PRT-02を採用したい。
また、ミニワッターとしたいので、電源電圧を少しは上げておきたかったり、出来上がりゲインを多めにしたいなど、修正箇所は多数あるはず。 また、たかじんさんの基板は、大電流を流すGND と信号系の GND を分けているので、それを理解して配線することも必要になるだろう。 当初の設計は下記の通り。
電源トランスは、禁断の ClassAA ヘッドホンアンプと同じにしたいが、このアンプはヤフオクでジャンクとして購入したRコアトランスであり、同じものは手に入らない。 とりあえず、手持ちの RS のトロイダルトランス 9V x 2 50VA を用いることにした。
to be continued…
電子工作部屋では、10cm 2way の Tangent Evo E4 を使っている。 密閉型でぺるけ師匠も使っておられたようだ。 サイズのわりにしっかりした低音がでる。 メインのシステムでもサブウーファを使って満足したとなれば、こちらにも足してみたくなる。 実際、寝室では、Tangent Evo E4 に Evo E8 を追加して良い結果を得ている。
しかしながら、電子工作部屋は狭い。 Evo E4 も机の上においており、Subwoofer を置くスペースはあまりない。 Evo E8 は余りに大きい。 小さい Subwoofer を探していたところ、Fostex PM-SubMini2 をみつけた。 ローパスフィルタ、ボリューム付きだが、スピーカー入力はない。 メインのシステム用のハイローコンバータ（平衡ー不平衡コンバータ INA2134）のみで使える。 こちらのシステムは、6R-HH2 バランス入力全段差動ミニワッター なので、入力される電圧は最大でも2Vだ。 手元の Rコアトランス、メインシステム同様の電源部で作成して、早速試してみた。 ただし、電源電圧は±9V と低めだ。 ミニワッターの出力は1W未満（4Ω）なので、低めの電源電圧でもだいぶ余裕がある。
置き場所は、ディスプレイのかげで、スピーカ全てはみえない。 条件的には良いとは言いかねる。 Crossover 周波数は、設定できる最低の 60Hzとしてみた。 Evo E4 のウーファー面と、PM-SUBmini2 のウーファ面は10cm 程度しか異ならないので、位相は 180° に設定して調整してみた。 メインシステム同様に、Robert Schumann Missa Sacra Op.147（EBS EBS6078）と大西順子 ピアノ・クインテット・スィート（東芝EMI TOCJ-5576）で試聴してみると、メインシステムのような重低音は無理でも、Missa Sacra では、オルガンの低音進行がはっきり聞こえる。 一度聞いてしまうと、PM-SUBmini2 なしには戻れない。 大西順子 ピアノ・クインテット・スィートのほうでは、雰囲気感がよく出る程度の差違だが、よく聞き込むとベースの沈み込みがよくわかる。 PM-Sibmini2 のボリュームは、クリックがあるボリュームなので、設定の再現性は楽に思えた。
低音を豊かにするテクニックとしては、私のようにサブウーファを使う方法もあれば、電流帰還アンプやバスブーストイコライザ もある。電流帰還アンプは、高域も影響してしまうので、特定のアンプと特定のスピーカーでないと採用しがたいが、バスブーストイコライザは、手軽で良い方法だと思う。 ただ、バスブーストイコライザとサブウーファは、得意とする音域が違うように思う。 いかにバスブーストイコライザで周波数特性を変えても、10cm 2way の Tangent Evo E4 から、30Hz 前後の低音を歪みなく出すのは困難だ。 サブウーファならなんとかなるといったところだろうか。 繰り返すが、サブウーファで低音のボリューム感を向上させるのではない。 雰囲気感の向上である。 サブウーファが鳴っているのが、ちょい聞きではわからない程度に使って、満足しているのだ。