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6R-HH2 ミニワッターを平衡入力に改造・・・完成

最終回路図(クリックで拡大)

最終回路図を上に、周波数特性を下に示す。 
周波数特性では、60kHz 付近にわずかなふくらみがあるが、NFC を増減させると、500kHz前後のふくらみが急激に盛り上がってくるので、これで最終特性とした。

左チャンネル 周波数特性 (クリックで拡大)
右チャンネル 周波数特性 (クリックで拡大)

歪み率特性は、バランス入力改造前と測定環境が異なるので比較できない。 理由は不明だが、これまで使用してきた ESI juli@Xte にて、低歪みでの測定ができなくなってしまい、Motu M2で測定したためだ。 しかしながら、最低歪み率は左右ともに0.1%を大幅に下回っており、良好な特性といえるだろう。

残留雑音は、A-weight なしで、左チャンネル 0.048mV、右チャンネル0.049mV であった。また、ON-OFF法によるダンピングファクタは、11.8(1kHz)であった。

聴感上は、7DJ8 と 6R-HH2 との真空管の差が目立たなくなったようだ。 どちらもバランス化する前の 6R-HH2 に近い。 微妙なニュアンスの表現がどちらもうまくなった。 自分の好みでは、6R-HH2 のほうが圧倒的に良い。 リファレンスのピアノのキータッチの差が一層わかりやすいうえに、ダイナミックレンジが上がった感じがする。もともとはミニワッターとして使用されていなかった 6R-HH2 が使えるかどうかのプロジェクトだったわけだが、バランス入力化してみると、低出力という難点はあるものの、デスクトップオーディオ用途では、むしろ推奨されるべき真空管であるように思えてきた。 ただし、この評価はバランス入力プリアンプと Tangent Evo4 の環境によるもので、使用機器との相性がよいのかもしれない。 いずれにせよ、バランス改造は正解だった。

6R-HH2 ミニワッターを平衡入力に改造・・・トラブルシューティング

前段回路の基板を取り出し、実験用電源につないで、電圧測定をしてみると、両チャンネルともバイアス調整ができない。 どこかが壊れているのだろう。 電圧をチェックしてみると、ひとつを除いて2SC2240GR の BE間が 0.6V前後から大きく外れていた。 これは壊れていると考えて交換したところ、当初正常だった側ではバイアス調整は可能となった。 最初に異常になった側はバイアス調整が出できない。 ぺるけ師匠が頒布してくださった貴重な 2SK117 の異常がないことを願って、発振器で入力しながら、オシロであたってみたら、なんと 2SK117 に信号が届いていない。 どこで途切れたかを探すとグリッド帰還抵抗であった。 はんだ付け不良である。 はんだを吸い上げて、再はんだしたら、バイアス調整が可能になった。 オシロで調べた限り、発振はしていなかった。

先の失敗の経過では、当初正常動作していたチャンネルも、壊れていったところから、何らかの設計不良があると考えざるを得ない。 ここでぺるけ師匠の平衡プロジェクトの記事を確認すると、FET差動バランス型ヘッドホンアンプが、この改造と同じタイプ(第1案)であることがわかった。 よく比較してみると、RNF の先のスピーカー(ヘッドホン)側を抵抗でアースに落としている。 第2案の場合は、NFの基準抵抗がアースに落ちている。 失敗した改造案では、2SK117 のゲートの電位はアッテネータを通してのみアースに接続されている点が大きく違っていた。 想像するに、スピーカーあるいはトランスからの逆起電圧が加わった際に不安定になったのではないだろうか。

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恐る恐る、電源をいれてみる。 何も起こらないことを確認して音を出してみると、問題ないように見える。 加えて、バイアス調整もきちんと働く。 よかった~。

さっそく、Analog Discovery で周波数特性などを図ってみると、NF量が上記の案では、NFが十分かかっていないことがわかって、NFR を 27kΩに変更して、NFC の調整をしてみた。

NFCなし(黒)では、500kHz の盛り上がりが目立つ。この盛り上がりは 10pF(橙)でも改善しないが、22pF(青)ではだいぶ解消される。 しかし容量を増やして 47pF(緑)とすると、また盛り上がりが目立つようになる。 グラフの生データをみると、NFCなしでは可聴帯域の 15kHz付近 で0.3dB程度盛り上がり、 10pF(橙)でも改善しない。 47pF(緑)ではさらに目立つ結果となった。 つまり、22pFが最適値だ。

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6R-HH2 ミニワッターを平衡入力に改造・・・改造失敗

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さっそく上記のように考えて、改造してみた。 5kΩの4連ボリュームはないので、この部分はアッテネータにしてある。 音出しをしながら、NFが正しくかかることを確認してバイアス調整をしたところ、片チャンネルで調整がうまくできない。 そうしているうちにバイアス調整ができないチャンネルの音が出なくなり、あれっと思っているうちに、煙がでてきた。 急いでコンセントを引っこ抜いて、焼損した場所を特定しようとしたが、どこもない。 電源電圧を確認しながら電源を入れると正常である・・・ どうしたのだろうかと考えているうちに、また煙が出て、トランジスタ側の電圧が出なくなった。

よく見ると2SK3067のゲート抵抗が焼損していた。 ゲート抵抗と2SK3067 を交換して、正常側だけつないで電圧測定をして、故障側の参考にしようとしていたら・・・ なんと、ヒューズが切れてしまった。 今度は、真空管側の2SK3067 が焼損していた。

こうなると、すべてダメということになる。 ぺるけ師匠のページには、前段回路が類似している6DJ8全段差動ミニワッターでは原因不明の発振に見舞われたとある。 やはりだめなのか。 この日は電源回路のすべての半導体を交換して、正常な電圧がでるのを確認して、寝た。 少し頭を冷やさないと。

6R-HH2 ミニワッターを平衡入力に改造・・・改造にむけて

電気工作作業部屋用のアナログ対応のプリアンプが完成した。 このプリアンプはバランス出力なので、この部屋で使っている6R-HH2全段差動ミニワッターを平衡入力に改造することにした 。

ぺるけ師匠の平衡プロジェクト平衡型6N6P全段差動プッシュプル・ミニワッターにあるように、NFBのかけ方が異なるだけなので、改造は容易だろうと考えた。 考え方としては下記の二通りがあり、第1案のメリットは挿入損失が小さい(-1dB)ことがあげられる。第2案での挿入損失は -6dB と大きい。そのかわり、第1案の場合、NF抵抗が390kΩと大きく固有の浮遊容量が大きく、NFBが安定にかからないかもしれない。第2案はこの点が改良されており、ぺるけ師匠は、平衡型6N6P全段差動プッシュプル・ミニワッターでは、第2案を採用している。

第1案(クリックで拡大)
第2案(クリックで拡大)

我が家の場合は、ぺるけ師匠がご使用のような真空管式プリアンプはないので、入力インピータンスを下げても問題がない・・・というか、下げたほうが様々な点で有利である。 Multichannel 環境で愛用している SOULNOTE sa1.0 も XLR環境の入力インピータンスは 10kΩである。 よって、我が家では、入力インピータンスを下げたうえで、第1案でいってみることにした。 

(to be continued…)

6R-HH2 はミニワッターの夢を見るか・・・はらわた

外観とはらわた。

入力端子は使用場所の都合で前面にある。 もう少し右側にすれば良かった。 つまみはとりあえずの手持ち。 前面と後面だけヘアライン加工した。

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トランスの側面(左下)にリップルフィルターをつけた。 中央左は前段用の定電圧電源。 真ん中左の端子板は、ヒータ電圧切り替えのため。 ショートすると、7DJ8用になる。

左下の緑色の基板は、定電流回路。 当初は抵抗一本で大丈夫だと思っており、場所がなくて苦労した。

出力トランスからのスピーカー接続ラインは、近づけると超高域の飛びつきがあって安定度が悪くなる。 エーモンの配線止め金具で固定して離してある。

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前段はサンハヤトの AT48D で両チャンネル分。 2SK117には2mm のスズメッキ線を渡して接着して熱結合させた。 熱結合があるほうがバランス安定度がよくなる。 信号ラインは距離が短いのでシールド線を使っていない。

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6R-HH2 はミニワッターの夢を見るか・・・完成

最終回路図は下記の通り。

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周波数特性は下記の通りで、6~90kHz (-3dB) 程度である。左右差がないので、代表して左 Ch を示した。

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歪み率特性は下記の通り。 7DJ8全段差動ミニワッターとほぼ同様な結果である。 高域の暴れは 14kΩの出力トランスでもあり仕方ないか。 5%歪み率で 0.7W 程度と、7DJ8前段差動ミニワッター の 0.9W に比べて若干少ない。 残留雑音は 左Ch 0.043mV、右Ch 0.038mVと7DJ8 に比べておおよそ半分程度である。

方形波(矩形波)のオシロも記載しておく。

100Hz

1kHz

10kHz

10kHz 負荷なし

10kHz 0.1μF負荷

10kHz 1μF負荷

0.1μF のコンデンサ負荷では発振気味のリンキングが認められるが、基本的に安定していることがわかる。

肝心かなめの音質だが、7DJ8全段差動ミニワッターが小出力を感じさせないピラミッド型の雄大な音に対して、6R-HH2全段差動ミニワッターは優しさを感じさせる音だ。 もちろん、全段差動ミニワッターらしく、出すべき音はしっかり出してくれる。 14畳のリビングにある Dynaudio Contour 3.3 をしっかり鳴らしてくれる。 ピアノコンチェルトを聴くと、雄大なオーケストレーションの表現では 7DJ8全段差動ミニワッターに一日の長があるが、ピアノのキータッチの違いといった雰囲気感の表現は 6R-HH2全段差動ミニワッターのほうが上手だ。Altec Mini Monitor 8A での試聴では、7DJ8 全段差動ミニワッターは相性が悪いらしく、何を聴いても明るく澄み切ってしまうが、6R-HH2全段差動ミニワッターはこのあたりも上手だ。 ちなみに、7DJ8 全段差動ミニワッターは、ぺるけさんの トランス型 DAC だと静けさの表現も得意だが、Soulnote sd2.0 だと静けさの表現がいまひとつのようだ。 6R-HH2全段差動ミニワッターではこういう相性問題は少ないようだ。

トータルでみて、ミニワッターを思わせないピラミッド型の雄大な音が7DJ8全段差動ミニワッターの長所だが、6R-HH2全段差動ミニワッターでは、雄大さの代わりにおしとやかさを身につけたように思える。 6R-HH2は、全段差動ミニワッターとしても十分に存在価値がある真空管であるといいたい。

追伸: ちょい聴きだが、6R-HH8 もなかなかよい。 7DJ8 と 6R-HH2 の中庸といったところ。 このミニワッターは、アンプ作りなどの作業部屋の tangent EVO4  を鳴らすたに作ったが、ぺるけ師匠が愛用していたことをたったいま知った。 ちなみに、Monitor Audio の R95HD/R45HD も単身赴任先で使っている。 みんなおんなじこと考えるのね…..

6R-HH2 はミニワッターの夢を見るか・・・試行編

6R-HH2 はミニワッターの夢を見るか・・・構想編で述べたように、7DJ8/6R-HH2 全段差動ミニワッターは A2級ドライブの方がよさそう。 ところが、本家本元のぺるけさんのところでは、エミッタフォロワ付きの 6DJ8 全段差動ミニワッターは、複雑な発振がおきて凍結状態とか。

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とりあえず、上図のようにエミッタフォロワ付きで出力管の出力段の定電流回路はとりあえずカソード抵抗1本で試みてみたところ、7DJ8 / 6R-HH2 とも、0.6~0.7W 程度は取れた。 しかし、カソード電圧は 7DJ8 と 6R-HH2 で1V程度の差が生じていたので、出力段の定電流化 を行うこととした。 6R-HH2 もミニワッターとして使える!

to be continued…

7DJ8 のヒーター電圧測定

手元にあるのは 7DJ8 であるが、この真空管のヒーター電圧は、諸説ある。 7.0Vという記載もある一方で7.6V という記載もある。 どちらにせよ、7DJ8 はトランスレス用で、電流は 0.3A である。 よって、手持ちの 7DJ8 のヒーターを点灯させてみて、電流値が 0.3A になる電圧を調べるのがよいと考えた。

数本試したところでは、7.3V程度で 0.3A の電流量となった。 こうなると、6.3V をショットキーバリアダイオードでブリッジ整流する形では、SDI2100 のデータシートから考えると、7.1V程度となるであろう。一般にヒータ電圧は±5%が許容されているが、なんとなく気持ち悪い。

6.3Vを重ねて、12.6Vをショットキーバリアダイオードでブリッジ整流して、2本の 7DJ8 を直列につないでヒーター点灯なら、15.1V程度となるので、余裕がある。 この手でいこう。

6R-HH2のときには、さらに抵抗で電圧を落とせば良いだけになるが、ヒーター電流が 0.4A に増える。

7DJ8  と 6R-HH2 はピンコンパチなので、ヒーター電圧を切り替えれば、差し替え可能だ。 6R-HH2 に間違って7.3Vをかけたりしないように、工夫が必要だ。 単にスイッチで切り替えると、間違って手を触れたりする可能性がある。 鍵で切り替えるスイッチを購入しようかと思ったが、意外に手に入らない。

よって、端子板を使ってショートする形にした。 これなら間違うことはあるまい。

 

 

 

6R-HH2 はミニワッターの夢を見るか・・・構想編

さて、6R-HH2のデータシートから書き起こして、ロードラインを引いてみよう。 ぺるけ師匠の6DJ8全段差動ミニワッターと同じプレート電圧、プレート電流のポイントで 7KΩのラインは下図の通りになる。

6DJ8 に比べるとだいぶ直線性が悪いというか、直線性が良い部分がグリッド電圧が正の領域に広がっている。 すなわち、6R-HH2 でミニワッターを作ろうとしたら、A2級動作を前提に設計する必要がある。 すなわち、エミッタフォロワ・ドライブにすることになる。

ぺるけ師匠の作例だと、6N6P ではエミッタフォロワドライブはうまくいったが、6DJ8 では複雑な発振が起きたとある。

6R-HH2 はエミッタフォロワドライブで、全段差動ミニワッターの夢を見られるのか?

6R-HH2 はミニワッターの夢を見るか・・・妄想編

ぺるけ師匠の6DJ8全段差動PPミニワッターは名だたるプロ音響エンジニア達がこぞって使っている名品なそうで、音を聴いてみたい。 運の良いことに、30年前に手に入れた、封も切っていない新品の東芝7DJ8が手元に11本ある。

6R-HH2 は、日本独自のカスコード増幅用高周波双3極管だ。AC電源電圧がアメリカは117Vなのに、日本は100V なので、トランスレスTVでヒーター電圧不足により利得が下がる事情で、日本独自のカスコード増幅高周波双3極管の*R-HH*が開発されたらしい。 これらの真空管の原型が6DJ8だ。 つい最近、ひょんなことから、手元には封も切られていないNOS(New Old Stock)品の 6R-HH2 を20数本手にいれた。

データシートによると、6DJ8 の 三定数は  μ=33,Gm=12550μ℧,rp=2.6kΩ (rp は計算値)であるが、ぺるけ師匠の「情熱の真空管アンプ」の本では、μ=32,Gm=5820μ℧,rp=5.5kΩ とある。 6R-HH2 は、データシートでは、μ=36,Gm=8000μ℧,rp=4.5kΩ である。 データシート同士を比べるとプレート抵抗は高め。 6R-HH8 は μ=45,Gm=16000μ℧,rp=2.8kΩ で、6DJ8 に近いかもしれない。

こんな 6R-HH2 だが、全段差動ミニワッターの夢を見られるのか?